配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)闹饕绞接形宸N：變電站補(bǔ)償、配電線路補(bǔ)償、隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。

變電站補(bǔ)償：

針對電網(wǎng)的無功平衡，在變電站進(jìn)行集中補(bǔ)償，補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等，主要目的是平衡電網(wǎng)的無功功率，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)終端變電所的母線電壓，補(bǔ)償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。

這些補(bǔ)償裝置一般集中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是這種補(bǔ)償方式對10kV配電網(wǎng)的降損不起作用。

配電線路補(bǔ)償：

線路無功補(bǔ)償即通過在線路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。線路補(bǔ)償點(diǎn)不宜過多;

控制方式應(yīng)從簡，一般不采用分組投切控制;

補(bǔ)償容量也不宜過大，避免出現(xiàn)過補(bǔ)償現(xiàn)象;保護(hù)也要從簡，可采用熔斷器和避雷器作為過流和過壓保護(hù)。

線路補(bǔ)償方式主要提供線路和公用變壓器需要的無功，該種方式具有投資小、回收快、便于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于功率因數(shù)低、負(fù)荷重的長線路。缺點(diǎn)是存在適應(yīng)能力差，重載情況下補(bǔ)償不足等問題。

在低壓三相四線制的城市居民和農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中：

由于用電戶多為單相負(fù)荷或單相和三相負(fù)荷混用，并且負(fù)荷大小不同和用電時間的不同。所以，電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無規(guī)律性，也無法事先預(yù)知。導(dǎo)致了低壓供電系統(tǒng)三相負(fù)載的長期性不平衡。對于三相不平衡電流，電力部門除了盡量合理地分配負(fù)荷之外幾乎沒有什么行之有效的解決辦法。

電網(wǎng)中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損，還會增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至?xí)绊懽儔浩鞯陌踩\(yùn)行，最終會造成三相電壓的不平衡。

調(diào)整不平衡電流無功補(bǔ)償裝置，有效地解決了這個難題，該裝置具有在補(bǔ)償線路無功的同時調(diào)整不平衡有功電流的作用。其理論結(jié)果可使三相功率因數(shù)均補(bǔ)償至1，三相電流調(diào)整至平衡。實(shí)際應(yīng)用表明，可使三相功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上，使不平衡電流調(diào)整到變壓器額定電流的10%以內(nèi)。

隨機(jī)補(bǔ)償：

隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動機(jī)并接，通過控制、保護(hù)裝置與電動機(jī)同時投切的一種無功補(bǔ)償方式。

縣級配電網(wǎng)中有很大一部分的無功功率消耗在電動機(jī)上，因此，搞好電動機(jī)的無功補(bǔ)償，使其無功就地平衡，既能減少配電線路的損耗，同時還可以提高電動機(jī)的出力。

隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是用電設(shè)備運(yùn)行時，無功補(bǔ)償裝置投入;用電設(shè)備停運(yùn)時，補(bǔ)償裝置退出。更具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低的特點(diǎn)。

適用于補(bǔ)償電動機(jī)的無功消耗，以補(bǔ)勵磁無功為主，可較好的限制配電網(wǎng)無功峰荷。年運(yùn)行小時數(shù)在1000h以上的電動機(jī)采用隨機(jī)補(bǔ)償較其他補(bǔ)償方式更經(jīng)濟(jì)。

隨器補(bǔ)償：

隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。配電變壓器在輕載或空載時的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配電變壓器空載無功是農(nóng)網(wǎng)無功負(fù)荷的主要部分.

隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是接線簡單，維護(hù)管理方便，能有效地補(bǔ)償配電變壓器空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配電變壓器利用率，降低無功網(wǎng)損，提高用戶的功率因數(shù)，改善用戶的電壓質(zhì)量，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補(bǔ)償最有效的手段之一。

缺點(diǎn)是由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點(diǎn)分散，因此補(bǔ)償工作的投資比較大，運(yùn)行維護(hù)工作量大。

跟蹤補(bǔ)償：

是指以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在用戶配電變壓器低壓側(cè)的補(bǔ)償方式。

這種補(bǔ)償方式，部分相當(dāng)于隨器補(bǔ)償?shù)淖饔茫饕m用與100kVA及以上的專用配電變壓器用戶。

跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)

是可較好地跟蹤無功負(fù)荷的變化，運(yùn)行方式靈活，補(bǔ)償效果好，但是費(fèi)用高，且自動投切裝置較隨機(jī)或隨器補(bǔ)償?shù)目刂票Ｗo(hù)裝置復(fù)雜，如有任一元件損壞，則可導(dǎo)致電容器不能投切。其主要適于大容量大負(fù)荷的配變。

配電網(wǎng)常見的無功補(bǔ)償設(shè)備

電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償裝置從最早的電容器開始發(fā)展到今天，歷經(jīng)了電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)、靜止同步補(bǔ)償器(SVG)等幾個不同的階段。其中，并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用的最多的一種專用的無功功率補(bǔ)償設(shè)備。它的特點(diǎn)是價格便宜，易于安裝維護(hù)。并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率方式有三種：集中補(bǔ)償，分組補(bǔ)償及就地補(bǔ)償。

靜止同步補(bǔ)償器(SVG)是目前最先進(jìn)的補(bǔ)償裝置，已進(jìn)入實(shí)用化階段，隨著IGBT等器件、高速CPU器件及光纖技術(shù)的發(fā)展，SVG系統(tǒng)的價格不斷下降并漸漸被行業(yè)接受，以成為靜止無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展方向,SVG系統(tǒng)將是今后柔性交流輸電系統(tǒng)的重要組成部分。

（圖片整理自網(wǎng)絡(luò)）

無功補(bǔ)償設(shè)備大致可分為三類：調(diào)相機(jī)、靜止無功補(bǔ)償裝置(Static Var Compensator， SVC)、靜止無功發(fā)生裝置(Static Var Generator， SVG)。

調(diào)相機(jī)或稱同步調(diào)相機(jī)、同步補(bǔ)償機(jī)是較早出現(xiàn)的一類無功補(bǔ)償設(shè)備。調(diào)相機(jī)實(shí)際是一臺空載運(yùn)行的同步電動機(jī)，利用同步電動機(jī)在不同勵磁電流下的發(fā)出或吸收無功電流的能力起到無功補(bǔ)償作用。當(dāng)正常勵磁時，調(diào)相機(jī)的電樞電流接近于零;過勵磁時，調(diào)相機(jī)向電網(wǎng)發(fā)出無功電流;欠勵磁時，調(diào)相機(jī)從電網(wǎng)中吸收無功電流。因此，調(diào)相機(jī)經(jīng)常運(yùn)行在過勵狀態(tài)，勵磁電流較大，損耗也比較大，發(fā)熱比較嚴(yán)重。為方便運(yùn)行起見，調(diào)相機(jī)一般與發(fā)電廠中的同步發(fā)電機(jī)組或負(fù)荷端的異步電動機(jī)組安裝在一起，容量較大的調(diào)相機(jī)還需要采用氫氣冷卻。以上缺點(diǎn)均大大限制了調(diào)相機(jī)的應(yīng)用范圍，目前除在高壓直流輸電線路的終端作動態(tài)無功支持外，已很少使用。

SVC是目前應(yīng)用最為廣泛的一類無功補(bǔ)償設(shè)備。單就字面而言，SVC中的“Static”即靜止，是相對于調(diào)相機(jī)的旋轉(zhuǎn)而言，因此除調(diào)相機(jī)和SVG之外，凡是用電感或電容進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)难b置均可稱作SVC。按國際大電網(wǎng)會議的定義，SVC可分為以下7類：機(jī)械投切電容器(MSC)、機(jī)械投切電抗器(MSR)、自飽和電抗器(SR)、晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電容器(TSC)、晶閘管投切電抗器(TSR)、自換向或電網(wǎng)換向轉(zhuǎn)換器(SCC/LCC)。實(shí)際上以上7類仍未能涵蓋全部SVC設(shè)備，例如MCR(Magnetic Control Reactor)——磁閥式可控電抗器設(shè)備以及由以上兩類或幾類技術(shù)混合構(gòu)成的設(shè)備。一般認(rèn)為應(yīng)慎重使用SVC這一名詞，因?yàn)槠渌苤复姆秶^于寬泛。

在種類繁多的SVC設(shè)備中，一般可按控制/投切設(shè)備的種類分為機(jī)械投切型及電力電子型兩大類，通常所稱的SVC設(shè)備也是指這兩類。前者一般包括機(jī)械投切電容器(MSC)、機(jī)械投切電抗器(MSR)等，共同特點(diǎn)是采用機(jī)械投切開關(guān)如接觸器、遙控斷路器等作為投切設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是魯棒性較好、不易受諧波干擾等，缺點(diǎn)則是響應(yīng)時間長、一般只能分級投入不易實(shí)現(xiàn)動態(tài)無級補(bǔ)償?shù)?。后者一般包括晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電容器(TSC)、晶閘管投切電抗器(TSR)等，其優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、控制精度較好、能實(shí)現(xiàn)過零投切、具備動態(tài)補(bǔ)償能力等，缺點(diǎn)則是電力電子器件易受諧波干擾。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子型SVC設(shè)備有逐漸取代機(jī)械投切型SVC設(shè)備的趨勢。

SVG(Static Var Generator)與SVC一樣，也是一種“靜止”設(shè)備，是近年出現(xiàn)的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。SVG以IGBT模塊構(gòu)成的電壓源型逆變器為核心，通過實(shí)時檢測負(fù)載電流波形，并調(diào)節(jié)橋式整流電路交流側(cè)輸出電流達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載電流的幅值和相位的目的。通過以上調(diào)節(jié)，可以吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實(shí)現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償。SVG具有響應(yīng)速度快、吸收無功連續(xù)、產(chǎn)生的高次諧波量小、調(diào)節(jié)范圍廣、耗損與噪音小等突出優(yōu)點(diǎn)。 SVG的主要問題是電壓等級和容量受IGBT器件性能限制，較難做到較高電壓等級和較大規(guī)模容量，目前一般在1kV以下電壓等級應(yīng)用較為廣泛。

未來發(fā)展趨勢

隨著國家“重發(fā)電輕供電”現(xiàn)象的改善，圍繞輸配電的電能質(zhì)量的問題越來越受到各方關(guān)注。特別是無功問題，是電力部門和用戶共同關(guān)注的問題。合理選擇無功補(bǔ)償方案和補(bǔ)償容量，能有效提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，保證電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，提高發(fā)輸電設(shè)備的利用率，降低有功線損和減少發(fā)電費(fèi)用。

隨著智能電網(wǎng)、智能配電網(wǎng)的發(fā)展，使得無功補(bǔ)償技術(shù)由單一技術(shù)向包含無功補(bǔ)償、諧波濾波和有償補(bǔ)償?shù)碾娔苜|(zhì)量系統(tǒng)工程技術(shù)擴(kuò)展、市場規(guī)模得以迅速壯大起來，給無功補(bǔ)償技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來前所未有的機(jī)遇。

有專家曾指出“當(dāng)下，無功補(bǔ)償已經(jīng)成為現(xiàn)代配電網(wǎng)工程必不可少的重要組成部分。預(yù)計未來產(chǎn)業(yè)規(guī)模將以200億元人民幣/年的速度進(jìn)行增長?！?

而我們應(yīng)該清楚，機(jī)遇往往是與困難并存的，無功補(bǔ)償技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨這技術(shù)提升和企業(yè)轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。現(xiàn)階段國家和企業(yè)正著力推動的解決智能電網(wǎng)、智能配電網(wǎng)建設(shè)所面臨的一系列問題，一流配電網(wǎng)的建設(shè)必然是一場曠日持久的“戰(zhàn)場”，如何從中脫穎而出，成為主流企業(yè)、推出主流技術(shù)就成為了企業(yè)將來所要面臨的問題之一。