無功補償在農網改造中的應用

在農網的低壓係統中，電容器的無功補償，因其是保持農網網絡的無功平衡，提高電壓質量，降低網絡損耗的有效措施，已被越來越多的用戶所接受和采用。

1．三相平衡補償

三相平衡補償，是依據低壓供電係統的負荷為三相基本平衡的原理，補償電容器采用三角形接法，以交流接觸器或晶閘管作電容器的投切執行元件，由功率因數控製單元控製投切的無功靜態補償裝置。

1.1接觸器投切方式

該方式采用電容器專用接觸器作投切單元，以投切電容器進行補償。

該方式由控製器根據電網的功率因數（也可以根據電網無功功率）來控製投入或切除電容器，以達到合理的功率因數。該種方式製作簡單，價格較低，應用較廣泛。但由於接觸器在投入時衝擊電流大，切除電容器時會產生過電壓，自身觸頭易損甚至熔焊，噪聲大，投切時間相對較長，這些將影響整套補償裝置的運行。該方式對於投切不頻繁的地方，隻要選用質量較好的接觸器，還是可以滿足補償要求的。

1.2晶閘管投切方式

該方式采用雙向可控矽作投切單元，以投切電容器進行補償。

該方式克服了用接觸器投切電容器所存在的問題，通過晶閘管過零投切，避免了電容器投入時的“浪湧電流”的產生，無機械動作，補償快速，特彆適用於投切頻繁的場所。由於無“流湧電流”產生，因此可以大大延長補償裝置的主要器件——電容器的使用壽命。可靠性更高。但是該方式的投切器件——晶閘管的價格較高，因此用該元器件組成的補償裝置的價格要高於方式①的50％～70％左右，同時，由於晶閘管在投入及運行時有一定的壓降，平均為1V左右，需消耗一定的有功功率，並且發熱量較大，需對其實施相應的散熱措施，以避免損壞晶閘管。

1.3接觸器與晶閘管結合的投切方式

該方式集上述2種結構的優點，采用由晶閘管投切、接觸器運行的投切方式。

該方式在控製器發出投入電容器信號時，晶閘管即在電壓過零時投入相應電容器，控製器緊接著發信號給接觸器，接觸器合閘，由於接觸器與晶閘管並聯，而接觸器合閘後的接觸電阻遠小於晶閘管導通時的電阻，接觸器將晶閘管短路，使晶閘管退出運行，而由接觸器接替運行。當需投切電容器時，控製器先發信號給接觸器，使接觸器斷開。此時晶閘管仍在線路中運行。緊接著控製器發信號給晶閘管，晶閘管在電壓過零時斷開，電容器切除。由於采用晶閘管“過零”投切，因此在電容器投切過程中，不會產生“浪湧電流”，有效地提高了電容器的使用壽命；在電容器運行時，用接觸器代替晶閘管作為運行開關，避免了晶閘管在運行時的有功損耗和發熱，提高晶閘管的使用壽命。晶閘管投切、接觸器運行的低壓無功補償方式現已得到較廣泛的應用。通過近2年的運行，證明其補償效果良好，維護工作量小，**可靠，是近年來農網改造中普遍應用的方式。

2．三相分相補償

農網一個顯著特點，就是其三相負荷的不對稱性。如果采用三相平衡補償方式對農網進行補償，將造成：①由於三相平衡補償是采集任選一相的無功信號並以此作為無功補償投切容量的依據，如果三相負荷基本平衡時，其補償效果較為理想，但如果三相負荷不一樣時，其明顯缺陷是對采樣相的補償量尚可，而對其餘兩相則可能會出現過補或欠補。欠補償時，受電端電壓低於送電端電壓；過補償時，受電端電壓高於送電端電壓。運行電壓的升高，對電容器及整個係統的**運行會產生不利的影響。另外，三相不對稱負載用三相對稱三角形接法的電容器進行補償，將使變壓器的容量得不到充分的利用。同時，三相不對稱負荷，將使線路的損耗增加；②由於三相平衡補償方式對不對稱負荷補償會產生上述問題，因此，必須采用對每相負荷分彆進行補償的方式，對三相不平衡負荷進行補償即三相分相補償。

該方式由具有能三相獨立檢測功率因數的控製器分彆對A、B、C相的功率因數（也可以根據電網無功功率）進行取樣，並根據取樣的結果來分彆控製A、B、C相投入或切除電容器，以使三相的功率因數基本達到一致——一個設定的合理的功率因數。該方式電容器的投切單元采用晶閘管；通過晶閘管過零投切，避免電容器投入的“浪湧電流”的產生，並且無機械動作，補償快速，能適應投切頻繁的場所及延長補償裝置的主要器件——電容器的使用壽命，具有較高的可靠性。電容器采用“星形接法中性點引出”式電容器，該電容器有四個接線端子，其中一個為中性點端子，內部接成星形連接，這樣可以在單元電容器上，實現三相補償容量的分彆投入或切除，方便客戶安裝、使用和維護。該方式能將三相不對稱負荷的功率因數（或無功功率）補償到基本一致，在提高供電網絡的功率因數同時，避免因某一相過補或欠補造成的三相電壓高低，使供電電壓質量得到保證。雖然該方式製造成本相對較高，但已引起供電部門的注意，並在實際使用中取得了良好的效果，相信該方式具有越來越廣泛的使用前景。