郑奇奇
思源清能电气电子有限公司 上海市 201108
摘要：近年来随着我国社会的不断发展，电力系统在国民生产生活中的规模不断扩大。由于我国电力系统的管理水平的不断提高，电力系统在整体的应用效率上得到了充分改善，但是仍然存在某些问题，影响整个电力系统的运行质量。例如，配电网中负荷较大、变化较快的非线性负载的存在以及输送无功电能时会产生较大线损，所以必须要针对这一问题采取合理的改善措施。目前专业的改善措施是进行无功补偿，但是在无功补偿的过程中，必须要明确具体的应用方案及维护流程。
关键词：配电网；低压无功补偿装置；设计；应用
引言：低压配电网主要是指电压等级低于1kV的配电网，由于这类电网在实际运行过程中，可能会因为线路中无功导致损耗过高，从而影响电网的运行质量和供电的可靠性，因此必须要通过无功补偿装置，来提高整个配电网的运行效率。所以，如何增加供电质量并且降低整个线路中的损耗情况，保证电压和电能供应的稳定性具有非常重要的研究价值。
一、配电网无功基本特点及现状
我国电网中各种节电设备、电源、电动机、变压器的使用,以及各种新能源的推广，使得越来越多的无功和谐波接入公用电网。所以对减少电网用电传输损耗，降低电器产品误动作，减少电网谐振，提高电能质量的需求越来越大，从而推动了电能质量治理业务的快速发展。
目前我国的无功补偿装置有传统无功补偿装置、SVC、SVG，其中传统无功补偿装置可分为并联无功补偿装置和同步调相机，SVC有可分为TCR、TSC、磁控电抗器和电抗补偿器。传统型无功补偿装置由于结构简单、成本低、运行可靠、维护费用较低，所以电网建设以来被大量使用。但其也存在许多缺点，只能补偿固定容量，存在过补或者欠补，对于波动较大的电网不能提供有效补偿。而SVG由于响应快速，能满足连续快速补偿。所以近年来，电力电网建设和电力系统正在进行网络结构上的优化，将传统无功补偿装置的更替为智能投切的无功补偿装置，或者使用传统无功补偿装置和SVG、SVC并用的结构形式，但是较多地区的电网建设也相对较为落后，导致目前我国配电网无功优化的道路漫长。其次是在配电网优化过程中，一些无功补偿设备会使用二手或者功率相对较小的补偿装置，导致在补偿的过程中容量配置不合理，从而影响了电网无功补偿的质量。然后是由于一些偏远地区线路较长线损较大，而且常常出现民用线路和工业线路混用的情况，导致民用线路末端电压会出现电压较低的问题，通过无功补偿装置可以改善却无法从根本上解决这一问题。同时对于某些固定的线路来说，因为补偿的位置相对较为散乱而无法对其进行统一的监控，难以满足电力负荷在季节性变化或者时间性变化的过程中，相关的补偿需求。总而言之，在现阶段我国配电网无功补偿的过程中，存在的问题相对较多，需要通过合理配置无功补偿设备容量、合理安排运行方式、优化无功潮流分布、提高无功补偿管理水平来逐步改善现状。
二、设备的设计、安装、布线及维护措施
1.设计、安装和接线
在进行设备的设计、安装和布线的过程中，必须要严格的按照相关行业标准和规范进行安装流程。在设计过程中，由于电容器所需的工作环境温度较低，一般要最高工作环境温度要求小于50度。较高的环境温度不但会影响电容器寿命，而且会使电容器鼓包炸裂等损毁状况发生。电抗器是高发热源，在夏季时，工作温度可能达到100度以上，安装位置必须远离其它器件。所以在设计布局时，为保证电抗器的有效散热，电抗器与电抗器间应保持10cm以上；电抗器与其它器件或导线的距离，应保持15cm以上。并且为了保证电容器的工作温度，电抗器应该布置在电容器的上方。在安装过程中，一般先室外接线，后室内接线，严格执行电业安全工作规范。
对各种继电器、功率控制器进行安装检验和定值调试，确保其功能完好。安装电容时应确保电容以放完电，防止电容对人体放电。在接线过程中，由于接触电阻的存在，各个电缆接线处的容易产生温度聚集，必要时应使用导电膏涂敷各个接触面间，增大有效接触面。而且要注意不能强行折弯或拉扯铜鼻子，要减少线缆上的受力保证线缆的自然弯曲，特别是温度较高的电抗器上的进出线，尤其需要保证接线质量。因为电抗器会产生强电磁场，走线时特别是二次走线应远离电抗器，避免产生不必要的干扰或设备误动作。在设备安装和接线的过程中，必须要对电流和电压连接相位的情况进行调查，包括是否存在电流互感器的相位相反问题，电流互感器应安装在并联电容器的前方总线处。从而保证电容器操作过程中，对设备测试数据加以有效补偿，确保无功补偿设备科正常发挥作用。
2.运行和维护
在低压无功补偿装置的运行以后，必须要实时定期巡视和维护检查，由于补偿装置在运行过程中，可能会出现一系列的运行问题，所以增加运行的维护力度非常必要。运行单位应编制巡视检查的工作计划，计划编制应结合装置所处环境和状态，及时记录收集检查中发现的缺陷和隐患。巡视时检查内容应包括：周围环境温度、湿度、尘埃是否异常；装置是否有异常振动、异常声音；主回路电压显示是否正常；各类接地是否可靠，接地点有无生锈；柜内有无积灰；肉眼观察各个零部件是否异常，如电容器鼓包漏液，风机运转是否正常；使用测温仪检查装置内部的导电连接处的温度和各个零部件的温度，检查紧固件是否有松动升温，各个零部件是否有过热现象。巡视分为一般巡视和特殊巡视，特殊巡视指因恶劣天气、自然灾害、外力破坏等原因影响电网的安全稳定运行时采取的检查措施。
对于长期运行的设备，停机时应进行相应的维护工作，应检查所有电气连接的紧固性；用修补漆修补生锈或外露的金属件；彻底清洁柜内外，保证设备内无外无尘；查看是否有烧焦的痕迹；各线路有无破损，电容器有无变形，电抗器表面颜色是否正常。并对主回路上的电容器进行容量测试；电抗器进行阻抗测试；对主回路进行绝缘电阻测试。
三、配电网中低压无功补偿装置应用
无功补偿主要以节约电能作为基本配置原则，所以应合理的选择安装位置，减少无功潮流在配电网中长距离传输，减少线损。目前配电网中低压无功补偿装置的应用主要有以下几种，第一种是针对配电线路进行相应的分组补偿，在进行补偿的过程中，为了能够选择更加合理的补偿容量，必须要对补偿的具体点以及补偿的相关容量进行全方面的分析，避免在后期出现二次补偿设备安装的问题。同时还要从长远的角度对负荷的变化情况进行考虑。然后是针对供电变压器低压侧进行集中补偿，这样可以保证整个配电网能够实现无功平衡，通过这种补偿方式的应用，既可以对功率因数起到相应的改善作用，又可以优化母线的电压，进而保证整个配电网的电压等级满足用电需求。最后是对单台电动机等大负载的就地补偿，在无功负荷较大的地点应采取就地补偿，可减少供电网，配电变压器、低压配电线路的负荷电流。降低线损，同时可降低电动机配电线路铺设成本。降低了电动机的启动电流，增加了电动机的使用寿命。提高了功率因数，减小末端电压波动，从而提高了同一电网设备的稳定性。
四、结束语
综上所述，现阶段我国配电网中低压无功补偿装置是确保系统安全可靠运行的必要手段，对减少电能传输损耗，提高电能质量上起着重要作用。对无功补偿方法和电能质量的提升还有很多问题需要我们在今后的工作中不断探索，寻找更有效更好的解决方法。
参考文献：
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