1．前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和持續(xù)增長，電力建設(shè)更是取得了令人矚目的成就，到2004年底，我國電站裝機(jī)容量已達(dá)到4.4億KW，年發(fā)電量達(dá)21870億KW／H，同比增長14.8％。但是電力需求的增長更是迅速，電力供需矛盾日益突出，去年用電高峰時(shí)期國內(nèi)就有24個(gè)省、區(qū)拉閘限電，同時(shí)由于大部分電力設(shè)施長期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，存在諸多**隱患，也出現(xiàn)了不少事故，給國家和人民財(cái)產(chǎn)造成了很大的損失。今年（2005）用電量仍有大幅度的增加，高峰時(shí)的電力供應(yīng)缺口更大（僅北京（2005）用電量仍有大幅度的增加，高峰時(shí)的電力供應(yīng)缺口更大（僅北京2005）用電量仍有大幅度的增加，高峰時(shí)的電力供應(yīng)缺口更大（僅北京地區(qū)今年用電高峰時(shí)的供電缺口就達(dá)到百萬KW以上），電力供應(yīng)緊張的形勢更加嚴(yán)峻。

電力供應(yīng)的嚴(yán)重不足已制約了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。而要緩解當(dāng)前乃至今后一個(gè)時(shí)期電力供需之間的矛盾，并從根本上解決問題，除了國家及地方加大對電力建設(shè)的投資力度、增加發(fā)電量這一主渠道外，節(jié)約用電、合理用電－采用各種節(jié)電措施，*大限度地利用現(xiàn)有各種電力設(shè)施資源也是非常重要的、也是很有必要的。就是要開源與節(jié)流并舉。眾所周知，利用無功功率補(bǔ)償技術(shù)來挖掘現(xiàn)有電力資源潛力，是一種能夠迅速見效的、切實(shí)可行的措施之一，同時(shí)也能夠節(jié)約大量的電力能源。

2．無功功率補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用方案的確定

2.1無功功率補(bǔ)償的概念

2.1.1無功功率和有功功率一樣是輸配電網(wǎng)中不可缺少的組成部分，無功功率對供電系統(tǒng)和負(fù)載系統(tǒng)的正常運(yùn)行是十分重要的、也是必需的。

2.1.2由于電網(wǎng)中存在大量的感性負(fù)載，所以就需要供電部門提供足夠的無功功率。如果這些無功功率都有發(fā)電機(jī)（廠）發(fā)出并通過長距離的輸電線路傳送到所需的地方，這顯然是不合理、不經(jīng)濟(jì)的，實(shí)際上也是不可能的。而合理的也是*有效的方法就是在需要無功功率的地方或附近產(chǎn)生（發(fā)出）無功功率，即無功功率補(bǔ)償。

2.2無功功率補(bǔ)償的作用

2.2.1由于無功功率的存在，對電網(wǎng)也會帶來不利的影響，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）無功功率的增加，導(dǎo)致電流的增大和視在功率的增加，從而使發(fā)電機(jī)、變壓器、起動(dòng)及控制設(shè)備和導(dǎo)線等電氣設(shè)備容量的增加。

（2）供電設(shè)備及線路損耗增加。

（3）變壓器及線路的電壓降增大，使供電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動(dòng)。在電網(wǎng)中，有功功率的波動(dòng)一般對電網(wǎng)電壓的影響較小，電網(wǎng)電壓的波動(dòng)主要是無功功率的波動(dòng)引起的。如果是沖擊性無功功率負(fù)載，還會使電網(wǎng)產(chǎn)生劇烈的波動(dòng)，甚至發(fā)生事故。

2.2.2無功功率補(bǔ)償的作用就是要盡量減少無功功率對電網(wǎng)的影響。其作用主要有：

（1）提高供電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低輸電線路及用電設(shè)備的容量和負(fù)荷，減少功率消耗。

（2）穩(wěn)定用電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量，增加輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力。

（3）平衡三相負(fù)荷，減少無功功率對電網(wǎng)的沖擊。

2.3無功功率補(bǔ)償的方法

隨著電力電子控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的逐步成熟，用于無功功率補(bǔ)償的方法日益增多，且補(bǔ)償效果也越來越明顯，其帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益也是巨大的。

2.3.1同步調(diào)相機(jī)

同步調(diào)相機(jī)是早期的無功功率補(bǔ)償方法，已實(shí)際應(yīng)用數(shù)十年，在電壓和無功功率控制中發(fā)揮了非常重要的作用，同步調(diào)相機(jī)不僅能補(bǔ)償固定的無功功率，對變化的無功功率也能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的連續(xù)的補(bǔ)償，而且對于容性、感性無功功率均能起到補(bǔ)償?shù)淖饔?。但由于其自身的諸多缺點(diǎn)，使其應(yīng)用越來越少，目前已基本上遭淘汰，被新的補(bǔ)償方式所取代。

2.3.2并聯(lián)電容器及其裝置

在各種無功功率補(bǔ)償方法中，并聯(lián)電容器由于其簡單的結(jié)構(gòu)，方便、靈活的安裝方法，較低的運(yùn)行費(fèi)用和低廉的產(chǎn)品價(jià)格等方面的特點(diǎn)，已使其成為當(dāng)今無功功率補(bǔ)償技術(shù)中使用的主導(dǎo)產(chǎn)品。尤其是隨著電容器制造技術(shù)的日益成熟，其質(zhì)量水平、壽命等級、**運(yùn)行可靠性等指標(biāo)得以大大提高；品種、規(guī)格也越來越齊全，為補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)和制作帶來了極大的便利。故由其為主體制作的各種電容器補(bǔ)償和濾波成套裝置的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。已逐步取代了傳統(tǒng)的同步調(diào)相機(jī)。

但是并聯(lián)電容器也有其不足之處：例如，只能分級補(bǔ)償固定的無功功率（其補(bǔ)償精度決定于電容器組中單臺電容器的電容量），而不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)、線性的補(bǔ)償。另外，在系統(tǒng)中存在諧波時(shí)，還可能與系統(tǒng)中的固有電抗產(chǎn)生并聯(lián)諧振，使諧波電流放大（可達(dá)額定電流的幾倍甚至幾十倍），導(dǎo)致電容器及相關(guān)元器件和線路嚴(yán)重過載而燒毀。

2.4無功功率補(bǔ)償的方式

按補(bǔ)償裝置的工作方式可分為：

（1）三相共同補(bǔ)償；

（2）三相分別補(bǔ)償；

（3）共補(bǔ)、分補(bǔ)相結(jié)合的綜合補(bǔ)償；

（4）三相不平衡補(bǔ)償?shù)葞追N。

2.5無功功率補(bǔ)償方案的確定

根據(jù)供、用電系統(tǒng)的無功功率實(shí)際需求情況，決定采取并聯(lián)電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償時(shí)，要對所采用裝置的類型及配置方案進(jìn)行策劃、設(shè)計(jì)、確認(rèn)。在確定*終方案時(shí)需要考慮多方面的影響因素，還要吸取現(xiàn)有各種裝置運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

因需要進(jìn)行無功功率補(bǔ)償的位置不同，要達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)有所區(qū)別，而負(fù)載的性質(zhì)以及供、用電質(zhì)量也不一樣，同時(shí)也要從經(jīng)濟(jì)角度（投資成本）去考慮，所以要從實(shí)際情況出發(fā)對各種方案進(jìn)行綜合的評定，從中選擇出合適的方案來。

2.5.1在有條件的情況下或必需時(shí)，要對擬補(bǔ)償系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行測試，分析和評估。這項(xiàng)工作需要專用的測試儀器并由專業(yè)技術(shù)人員來完成。這一點(diǎn)是非常重要的，對于一個(gè)完整、有效的解決方案以及整套裝置的設(shè)計(jì)和制作可以說是不可缺少的環(huán)節(jié)。而以前乃至現(xiàn)在大多數(shù)的補(bǔ)償裝置在設(shè)計(jì)制作之前都沒有認(rèn)真進(jìn)行此項(xiàng)工作，或者說有不少的生產(chǎn)企業(yè)根本就沒有技術(shù)和能力進(jìn)行此項(xiàng)工作，在制作裝置之前僅憑以往的經(jīng)驗(yàn)或參考同行廠的樣機(jī)。這是目前在運(yùn)行的大多數(shù)無功功率補(bǔ)償裝置補(bǔ)償效果不理想，達(dá)不到設(shè)計(jì)的功能，而且經(jīng)常出現(xiàn)故障，不能正常工作（有些已棄之不用），乃至發(fā)生火災(zāi)事故的主要原因之一。另外，在裝置設(shè)計(jì)時(shí)，所選元器件的質(zhì)量以及各種元器件之間參數(shù)的匹配是否合理或組裝工藝等也是很重要的原因。