赵成海康鹏伟
河北涉县供电公司056400
摘要：本文从增加线路损耗、提高供电成本和导致电压波动等三个方面，阐述了无功功率对电网的危害，分析了低压无功自动补偿对线损的影响，以及智能无功自动补偿装置的结构及其原理，并以实例为参考探究了低压无功自动补偿的方案及建议，以期为降低线损，提高电力设备利用率，保障电网运行过程中的稳定性与传输能力提供借鉴意义。
关键词：低压无功自动补偿；线损；影响
随着经济的快速发展，社会的用电量持续增加，使得电力负荷不断增长，而无功消耗的情况也逐渐凸显出来，造成了低压电网的线损较大，对从而对电网完善发展造成了阻碍。因此，分析低压无功自动补偿对线损的影响，对于促进社会经济发展有着积极的意义。
1无功功率对电网的危害
1.1增加线路损耗。电网的电流总量为无功电流与有功电流相加之和，如果电网中的无功功率增加，电流的总量也会相应增加，既进一步加大了线路损耗，也会加重供电线路、用电设备和变送电设备的发热程度，影响其正常运转。
1.2提高用电成本。电网无功功率和实际功率为正比关系，当无功功率增加后，电弧炉、发电机与电阻焊等各种电器设备的容量也会增加，这样会提高用电的成本。同时，因为无功功率所导致的线路损耗增加，也在一定程度上提高了用电的成本。
1.3导致电压波动。在电动机启动时会产生较大无功功率，使得电网中电流与电压相位不同相，从而出现严重的谐波分量，导致供电网络的电压不稳与谐波干扰的增大，进而严重影响供电的质量，使处于同一电网中的其他用户没有办法进行正常取电。
2低压无功自动补偿对线损的影响
电力系统元件在进行无功功率的传输时，两端电压之间的幅值差不太容易实现，并且负载与元件会消耗大量无功功率，利用发电机进行无功功率的长距离传输并不合理。因此，电力系统运行时需要进行无功自动补偿，减少电网中的线路损耗，这也是保障电压质量的实质与核心。
同一线路中并联有容性负荷与感性负荷装置，在感性负荷释放能量的过程中，容性负荷则进行能量吸收；而在容性负荷能量释放的过程中，感性负荷则吸收其释放的能量。例如电动机与变压器所需无功功率能从电容器得到有效补偿，顺利实现能量的转换。借助无功自动补偿，可以减少电网运行时的无功功率，进而降低电压的损耗，保障电压质量。无功补偿方式主要为低压补偿、高压补偿、分散补偿与集中补偿等，相对于高压补偿方式，低压无功自动补偿投切灵活，可以按照无功电流变化情况，自动投入与切除电容，实现无功功率的平衡。
由于低压电网以感性负载与电阻负载为主，并且电流将滞后电压一个角度，如果装设的电容器和负载并联，则点容器中的电流将会抵消部分电感电流，从而减少电感电流与总电流，功率因素则随之提高。台区低压无功自动补偿可以减少低压线路与变压器的功率损耗，进而减少电压的损失。
3智能无功自动补偿装置的结构及其原理
智能无功自动补偿装置的硬件主要由转换器、显示器、微处理器、键盘、模拟量输出、电容器阵列的投切控制、通信接口和电网频率跟踪等组成，可以对电压、电流、功率因数、功率、谐波、无功和有功等各项参数进行实时检测与计算，并依据补偿最优与次数最少的原则，确定所需电容器容量，并以开关输出进行命令控制。
在进行数据采样时，装置采用全周傅氏算法进行相角、电压与电流幅值，并以快速开方算法进行开平方的运算。无功自动补偿控制系统为多输入与多输出闭环系统，并受控制对象的动作次数约束，因此所求为近似解。为了控制电容器阵列投切，实现其次数最优与无功补偿的目标，按照减少控制次数，以及保持无功平衡与电压合格的原则，需要对传统电压与无功九域图的算法进行改善。
由于台区的变压器没有有载调压的功能，所以不需要对变压器分接头进行调整，而将功率因数作为控制的指标。在检测功率因数低于下限且持续一段时间后，需要将实时计算的补偿容量投入到电容器阵列中；在检测功率因数高于上限且持续一段时间后，对电容器阵列进行切除处理，投切的过程中需要注意做好时间延迟，以免出现投切震荡与节点抖动情况。为了避免电容器因投切错位而出现不均衡问题，需要对其阵列采用循环投切的方式，并采取动作判据处理，防止过电压影响用户正常用电，在出现过电压情况时，强行切除电容器阵列容量。
4低压无功自动补偿的方案分析
电能质量技术监督管理办法中明确要求在配网无功补偿过程中，需要集中于变压器低压侧，而高压侧主要为辅助作用，补偿度需要控制在电容器容量20％~40％。如果补偿不在规定范围内，如低压自动无功补偿等，则需要按照低压电网运行情况合理选择补偿度。
以某低压出线为例，其线损为15％左右，低压线路的无功负荷比较大，末端电压相对较低，仅为190V左右，功率因数仅为0.75，线路长度500m左右，以生产用电为主，伴有少量照明负荷。因为无法准确测量线路负荷，所以采取安装智能低压无功自动补偿装置的方式，分析其补偿方案。
在试验的过程中，负载较重区域主要是生产企业，无功负荷的主要消耗设备为电动机，其他则为生活负荷，如空调与日光灯的负荷等。因为负载较重区域电压与功率因数比较低，所以可以采用分散补偿或者就地补偿方式。无功自动补偿是以负荷较重区域为主，安装3台无功自动补偿装置。试验的结果表明，增加低压无功自动补偿装置后，借助分散补偿或者就地补偿，不但电网的电压趋于稳定，设备的利用率得到了提高，而且提高了线路末端的电压，降低了上级线路、变压器、与低压线路损耗，台区低电压情况得到显著改善。同时，在试验的过程中发现，低压线路越长，功率因素越低，线路负荷越大，则节能的效果更加显著。在就地补偿中，因为补偿方式比较简便，可以对线路负荷进行推算与实测，确定负荷分布情况，从而提高实施就地补偿的效果。
5低压无功自动补偿方案的建议
5.1如果低压线路的支路与节点较多，补偿时可以采用“2/3法则”，即在无功负荷的2/3处进行补偿，补偿的容量为2/3的总无功负荷，无功负荷可以通过推算或实测获得。此方法对城镇与农村的用户尤为合适。
5.2如果低压线路的支路比较少，负荷集中于少数用户，补偿时可以采用就地补偿的方式，要求用户补偿到要求功率因数。如果线路的无功负荷仍然不足，可以再利用“2/3法则”进行补偿，或者部分利用就地补偿的装置进行适当无功倒送弥补。
5.3加大宣传的力度，鼓励用户按照负荷选用低压无功自动补偿装置进行随机的补偿。如果线路的截面＜120mm²，则需要将无功补偿与线路改造结合起来，以实现减少线损的目的。
5.4城市的低压电网主要为家庭与办公负荷为主，可以利用就地补偿的方式进行补偿，商务楼与小区房可以在配电箱位置进行无功补偿，补偿的容量需要实测来决定。
6结束语
总之，无功功率对电网存在着增加线路损耗、提高供电成本导致电压波动等危害，而低压无功自动补偿可以降低线路损耗，提高线路功率因数，在保障供电效率和优化供电的环境中起着重要的作用。
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