無功補(bǔ)償能提高系統(tǒng)電壓水平，增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定裕度，降低線損，并由此產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。為了確保功率因數(shù)達(dá)到考核指標(biāo)，保證電網(wǎng)供電的政策運(yùn)行，無功補(bǔ)償就顯得尤為重要。
無功補(bǔ)償是電力網(wǎng)建設(shè)和改造的重要組成部分，它是保持網(wǎng)絡(luò)無功平衡，提高電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)絡(luò)損耗的有效措施，是降損措施中投資少回報高的方案。通過無功補(bǔ)償來降低網(wǎng)損和提高電壓是一種投資少回報高的方案。因此，解決好配電網(wǎng)絡(luò)無功補(bǔ)償以及效益分析的問題，對節(jié)能降損有著重要的意義。
1、配電網(wǎng)無功補(bǔ)償所面臨的具體問題
隨著當(dāng)前配電網(wǎng)無功補(bǔ)償水平的全面發(fā)展，低壓側(cè)無功補(bǔ)償這一項補(bǔ)償措施于配電體系里也逐漸開始全方位的普及。補(bǔ)償方式自靜態(tài)至動態(tài)，自有觸點至無觸點皆獲得了極為實際的現(xiàn)實經(jīng)驗。但在實踐普及的過程中，也相應(yīng)地暴露了部分需要重視的問題。
1.1 優(yōu)化升級
現(xiàn)階段，無功補(bǔ)償?shù)钠鹗家曇巴ǔ６技杏谟脩魝?cè)，只關(guān)注對用戶的功率因數(shù)補(bǔ)償。但是，如果要完成卓有成效地降低損耗，就必然需要自整個電力系統(tǒng)的視野出發(fā)，利用分析所有電網(wǎng)的無功潮流，具體地制訂出配電網(wǎng)補(bǔ)償方式、地點以及優(yōu)化容量，才可以在應(yīng)用少量資金的前提下，發(fā)揮出最優(yōu)質(zhì)的實際效益。無功補(bǔ)償優(yōu)化升級的配置目標(biāo)是能夠確保配電網(wǎng)電壓作用能力的同時，最大限度地降低電網(wǎng)消耗。因為其需要對無功補(bǔ)償之后的運(yùn)行費(fèi)用和與此相對應(yīng)的裝置成本同一階段下最小化，其計算十分繁瑣。
1.2 量測問題
如今，10kV配電網(wǎng)線路中的負(fù)荷點通常沒有電能表統(tǒng)計，而且工作人員的專業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)以及管理水平存在極大的差異性，在進(jìn)行電能表實際統(tǒng)計時，缺乏一定的準(zhǔn)確性，這不僅增加了民眾與電力系統(tǒng)的矛盾可能，也帶給配電網(wǎng)無功優(yōu)化計算造成了極大的阻礙。380V終端用戶往往只進(jìn)行了有功電能表的裝置，無法實現(xiàn)功率因數(shù)的測量。當(dāng)然，這也是低壓無功補(bǔ)償無法普及的重要因素。
1.3 無功倒送
無功倒送會極大的加強(qiáng)配電網(wǎng)的耗損程度，增強(qiáng)線路所承受的壓力，這在整個電力系統(tǒng)中是無法被允許的。特別是通過了補(bǔ)償方式屬于固定電容器的用戶，在一定程度上負(fù)荷低谷階段形成無功倒送問題，無功功率倒送危害應(yīng)當(dāng)受到足夠重視。
1.4 諧波
電容器自身基本擁有具某種程度的抗諧波水平，但抵抗的同時也會擴(kuò)大諧波的副作用。一旦諧波處于相對飽和狀態(tài)下，便容易對電容器壽命造成影響，有時會直接使得電容器損壞。不僅如此，電容器在放大諧波水平的過程，會讓系統(tǒng)中諧波干擾更加嚴(yán)重。因此，在行無功補(bǔ)償?shù)倪^程中，就一定要綜合考衡關(guān)于諧波的管束工作，在存在比較嚴(yán)重的諧波干擾的同時，也需補(bǔ)償無功地點，權(quán)衡之下，可以加設(shè)濾波設(shè)備。
2、電力電網(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)氖褂?
般無功補(bǔ)償設(shè)備是在用戶的負(fù)載點或者配電室進(jìn)行補(bǔ)償，供電部門會與用戶進(jìn)行協(xié)商，鼓勵用戶在用電處安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，減少電費(fèi)支出，進(jìn)而提高功率因數(shù)，使功率因數(shù)符合考核標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)資料表明，無功功率約有40%是消耗在變壓器和電線線路，剩余的則消耗在客戶的用電設(shè)備中。為此，供電部門要與用戶加強(qiáng)溝通，共同做好無功補(bǔ)償設(shè)備的配置，保證電力資源的高效合理使用，減少能源浪費(fèi)。
2.1 無功補(bǔ)償設(shè)備的選定
無功補(bǔ)償設(shè)備的選定要按照合理布局、就地平衡、全面規(guī)劃的原則。保證電力電網(wǎng)的無功補(bǔ)償取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。合理的無功補(bǔ)償設(shè)備容量設(shè)定是決定其是否能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗的重要因素，在實際工作中，電力企業(yè)首先要根據(jù)不同的負(fù)荷隋況，以及供電部門的要求確定無功補(bǔ)償后應(yīng)該達(dá)到的功率因數(shù)，然后計算無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)具有的實際容量大小。
2.2 并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償
提高功率因數(shù)最常用的辦法就是與電感性負(fù)載并聯(lián)靜電電容器，并聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜鳎鶕?jù)電壓高低的不同內(nèi)部接線也不同，高壓電容器組一般宜接成中性點不接地星形;低壓變壓器組一般結(jié)成三角形。目前我國使用的補(bǔ)償方式有單獨(dú)就地補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償三種。
(1)單獨(dú)就地補(bǔ)償
相比其他兩種補(bǔ)償方式，單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償范圍最大，補(bǔ)償效果也最好，電力企業(yè)一般優(yōu)先采用這種方式進(jìn)行補(bǔ)償。單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M是使用電設(shè)備自身的繞組電阻來放電，它是將并聯(lián)補(bǔ)償電容器組裝在需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)挠秒娫O(shè)備附近，它可以直接補(bǔ)償安裝部位的變壓器和所有高低壓電線線路的無功功率。
(2)低壓集中補(bǔ)償
低壓集中補(bǔ)償主要用于補(bǔ)償高壓配電線路、電力系統(tǒng)以及車間變電所低壓母線前車間變電所的無功功率，可以使用專門的放電電阻或者白熾燈的燈絲進(jìn)行放電，使用成本較低，運(yùn)行和維修也比較方便安全。
(3)高壓集中補(bǔ)償
高壓集中補(bǔ)償是將高壓電容器組集中裝設(shè)在工廠變電所的6～10kV母線上，因此，這種補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償6～10kV母線前的所有線路的無功功率，而母線后的電線線路的無功功率得不到有效補(bǔ)償。
3、無功補(bǔ)償?shù)男б娣治?
在現(xiàn)代用電企業(yè)中，在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設(shè)備連接與電力系統(tǒng)中，以致電網(wǎng)傳輸功率除有功功率外，還需無功功率。如自然平均功率因數(shù)在0.70～0.85之間。企業(yè)消耗電網(wǎng)的無功功率約占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因數(shù)提高到0.95左右，則無功消耗只占有功消耗的30%左右。由于減少了電網(wǎng)無功功率的輸入，會給用電企業(yè)帶來效益。
[(1)節(jié)省企業(yè)電費(fèi)開支。提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)效益是明顯的，因為在國家電價制度中，從合理利用有限電能觸發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達(dá)到的不同數(shù)值，低于規(guī)定的數(shù)值，需要多收電費(fèi)，高于規(guī)定數(shù)值，可相應(yīng)地減少電費(fèi)。可見，提高功率因數(shù)對企業(yè)有著重要的經(jīng)濟(jì)意義。
(2)提高設(shè)備的利用率。對于原有供電設(shè)備來講，在同樣有功功率下，因功率因數(shù)的提高，負(fù)荷電流減少，因此向負(fù)荷傳送功率所經(jīng)過的變壓器、開關(guān)和導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲備，從而滿足了符合增長的需要;如果原網(wǎng)絡(luò)已趨于過載，由于功率因數(shù)的提高，輸送無功電流的減少，使系統(tǒng)不至于過載運(yùn)行，從而發(fā)揮原有設(shè)備的潛力;對尚處于設(shè)計階段的新建企業(yè)來說則能降低設(shè)備容量，減少投資費(fèi)用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無功補(bǔ)償不但減少初次投資費(fèi)用，而且減少了運(yùn)行后的基本電費(fèi)。工業(yè)用戶合理配置無功補(bǔ)償，可提高功率因數(shù)，提高設(shè)備的出力率，降低電費(fèi)的支出，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時也能改善電網(wǎng)的功率因數(shù)和電壓質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性。
在進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)備配置和管理的過程中，堅持集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主，對分散補(bǔ)償?shù)呐渲靡獜膶嶋H出發(fā)，確保無功補(bǔ)償之后可以達(dá)到功率因數(shù)的審核標(biāo)準(zhǔn)。對于供電公司而言，無功補(bǔ)償設(shè)備過于分散，導(dǎo)致企業(yè)的設(shè)備維護(hù)量大，工作難度較大，為此，大多采用變電站集中補(bǔ)償和配變就地分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式。
能源建設(shè)是我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的戰(zhàn)略重點之一，在進(jìn)行能源建設(shè)的過程中，我國堅持貫徹實施科學(xué)發(fā)展觀，要求相關(guān)部門在加強(qiáng)能源開發(fā)的過程中，不斷提高資源的使用效率，使有限的能源發(fā)揮盡可能多的經(jīng)濟(jì)效益，同時減少在使用過程中的能源浪費(fèi)。為此，在電力電網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)大負(fù)荷欠補(bǔ)償時，供電企業(yè)、發(fā)電企業(yè)和用電企業(yè)要協(xié)同合作，共同把無功補(bǔ)償工作搞好。電力電網(wǎng)通過無功補(bǔ)償節(jié)約電能，不僅可以降低工廠的生產(chǎn)成本，而且可以為國家積累更多的財富，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的快速可持續(xù)發(fā)展。
4、結(jié)語
電力電網(wǎng)中使用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，一方面，可以使電網(wǎng)中的功率因數(shù)和電壓在每個使用時段內(nèi)都可以達(dá)到審核標(biāo)準(zhǔn);另一方面，可以降低電網(wǎng)的有功損耗，節(jié)約電能，提高電網(wǎng)運(yùn)行的合理性、科學(xué)性。無功補(bǔ)償?shù)氖褂茫梢源偈闺娏ζ髽I(yè)進(jìn)一步改善電能質(zhì)量，節(jié)能降損，提高輸變電設(shè)備的有功出力，使有限的電能更好地為人民服務(wù)，為社會主義服務(wù)。
