摘要：我国的经济发展增加了电力供应的需求，电力工程的规模越来越大，然而，在电网运行过程中，往往会存在大量的感性负荷，使电力系统中的无功功率逐渐增加，从而导致电能损耗不断增加，直接影响电网的供电质量，最终影响电力企业的经济效益。这就要求在配电网中进行无功补偿时，必须要先做好无功优化，以提高电能质量与功率因数，从而提高电力企业的经济效益。
关键词：电力工程；配电网的；无功功率补偿；应用
1无功补偿的概述
无功补偿是指利用某一种手段实现电力系统功率和供电总体效率提升，而供电变压器和电力输送线路的损耗率降低，这种手段就是无功补偿。无功补偿应用范围比较广，无论是大的电力系统中还是小的电力系统中都有一定的作用，比如在大的电力系统中能够稳定电网电压的运行，起到调节电压的作用；在小的电力系统中能够控制三相电流运行的平衡性。无功补偿的运作原理是：供电系统功率是以有功功率和无功功率两种形式存在，其中无功功率只对固定范围内供电功率输送起到有效的作用，而对于超出的距离供电能力非常差，此时就需要借助相应的技术手段实施补偿，无功补偿装置在此就会发挥着非常大的作用，利用设备与用电设备之间产生的功率反应，加大供电系统的功率因数，使得传输电能能力大大提升，该设备中是将感性功率与荣幸功率并联，实现电能相互转换，进而满足功率补偿要求。
2无功功率的性质
无功功率在一定的时间内会从电气设备上获得能量，也会在某个时间内将电气舍不得电磁能量以感应电流的方式补偿给电源，如果在理想状态下，无功功率是不会消失的，而是在电源与电气设备之间进行电磁转换。交流电的大小和指向是较为复杂的，因此在交流电路中会出现电磁场的复杂变换，从而在存在线圈的元件两端产生电动势，这就导致了电感参数的变化。变化的电磁场在电路中会引起电荷的移动，也会导致电容参数的改变。所以无功功率有感性与容性的区别。如电动机的消耗即为感性，而电容器则是容性。在电网中因为存在大量的电感元件，所以需要消耗的无功功率也就随着增加，因此需要在电力工程中充分考虑对无功功率的补充。
3电力工程中无功功率的影响和无功补偿
3.1无功功率的影响
凡有电磁线圈的电气设备，就要消除因电磁场引起的无功功率。如日光灯整流器线圈建立交变磁场；电动机的转子磁场靠从电源取得的无功功率来建立；变压器也同样要消耗无功，才能使变压器的一次绕组产生磁场，在二次绕组上感应出电压等，所产生的无功功率，对供电、用电产生了诸多不良影响，例如，由于输送无功功率将引起有功功率损耗，当用电客户需要有功功率P为一定时，无功功率Q越大则网络中的功率损耗就越大；无功功率将造成电压损失增大；降低了输变电设备的供电能力；降低发电机有功功率的输出；造成低功率因数运行，使电气设备不能充分发挥。
3.2无功功率补偿
无功补偿就是在电网的感性负荷中设置相应的电容设备，以此补偿电感性负荷引起的无功功率，进而降低无功功率在电网中出现的数量，改变功率因数而提高供电质量。在交流电路中，单纯的电阻元件负载电流与电压的相位应是一致的，纯电感负载电流滞后电压为90°，也就是纯电容中电流与纯电感中的电流相位差180°，可以实现抵销，即电源向外部供电，感性负载向外释放的能量在两种负荷间相互变换，感性负荷所需要的无功功率就能在容性负荷产生的无功功率上获得补偿，这就实现了补偿的目标。
4电力工程背景下的无功补偿与装置研究
4.1无功功率补偿的形式
（1）变电站补偿方式。通过变电站集中的无功功率补偿，该补偿方式主要应用于10kV变电站的母线中，而且主要集中安装在等量的电容器中，不仅能有效降低供电线路中的无功损耗，且有利于降低变电站输电线路的无功电力损耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但电力用户所需的无功率补偿还应在变电站线路中输送。因此，在变电站线路中依然有无功功率电流，故认为该补偿方式无法代替配电网无功补偿所发挥的作用，而且也无法很好地解决配电网运行中无功降损的矛盾问题。
（2）杆塔补偿方式。配电网络分布广阔，多数的公用变压器并没有低压补偿，使得无功功率补偿受到了一定的限制，所以，产生的无功功率的缺口还需要在发电厂或者变电站进行补充，大量的无功功率会沿着线缆进行流动，从而影响了最终的配电效率。这样就需要在杆塔上进行无功功率补偿，例如。在10kV用户外并联电容器置于杆塔上进行无功补偿，从而改善电网的功率因数，使之达到降低电压损耗的效果。但是因为在杆塔上设置电容器距离变压器的距离较大，使得系统的保护措施不易实施，因此，提高了对其进行远程控制的成本，保养与维护的工作量也随之增加，工程中施工的环境也受到限制。最后在轻载的情况下运行还应防止配电线路上的过电压与过补偿的情况出现。因此，杆塔上的补偿点应因网络而异不易过多，且不设置分组投切来控制其容量。
（3）低压补偿方式。在我国采用较多的就是低压补偿，即在变压器的低压侧进行补偿。补偿的设备主要根据用户的情况进行选择，投入与数量相对应的电容器即可完成跟踪补偿。主要的目的就是提高网络中变压器用户的功率因数，以此达到补偿的效果。低压补偿可以对电网和变压器的损耗进行补充，同时也可保证用电客户的电压水平。低压补偿设备通常是根据无功功率或功率因数实现对电容器自动投切的目的。低压补偿虽能保证用户电能的质量，但无功功率的投切量且有可能会与实际的需求量相差较大，容易导致出现无功功率补偿不足或过多的现象，从而影响电力系统的正常、可靠运行。
（4）在终端进行补偿的方式。而低压用户不断增加，企业和工厂对于无功功率的需求量较大，因此，直接对终端进行补偿也成为了无功功率补偿的一种方式。这样可以在最为需要的地方进行补偿从而提高电网的运行损耗，同时也能保证了电压水平。终端补偿的缺点就是过于分散，管理不易实现集中，且负荷的波动会导致大量的电容器在轻载是闲置，而降低了设备利用效率。
4.2使用正确的无功功率补偿设备
在电力工程配电网中，若想选择一种合理、可行的无功功率补偿装置，必须要充分考虑配电网中对不同的电压需求及其补偿装置技术特性等因素后才能决定选择哪一种无功功率补偿装置。现阶段，我国电力工程配电网最常用的无功功率补偿装置主要包括高压装置、中压装置、低压装置三种。
5结语
总而言之，无功功率补偿是电力工程中不可或缺的运行技术之一，其控制的电网内的无功功率损耗，并以此提高功率因素的稳定性，保证电网运行与用电设备的安全与经济性。
参考文献
[1]曹壮.基于电力工程配电网的无功功率补偿应用探究[J].中国科技投资,2017,(33).
[2]琚东东,曲正阳.基于电力工程的配电网无功功率补偿技术分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(27).
[3]多葵永.基于电力工程配电网的无功功率补偿应用分析[J].现代国企研究,2017,0(8).
[4]卓灵.基于电力工程配电网的无功功率补偿应用分析[J].中国电业（技术版）,2012,(10):18-20.
[5]李海龙.浅谈电力工程背景下配电网无功功率补偿的应用[J].科技创新导报,2013,(1):86.
[6]琚东东,曲正阳.基于电力工程的配电网无功功率补偿技术分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(27).
[7]廖国东.无功功率补偿对电力工程配电网的影响及应用[J].中国高新技术企业,2014,(17).
[8]刘集一.无功功率补偿对电力工程配电网的影响及应用分析[J].环球人文地理,2016,(10).
论文作者:米茹
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
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