无功自动补偿在油田民用低压配电系统中的应用探讨

【摘要】随着油田居民生活水平的提高，大型油田居住社区逐步建立起来，由此油田民用配电系统发挥着越来越重要的作用，随之而来的是油田居民用电量的提高。然而，油田居民配电系统多为单相电感性负荷，功率因数较低、滞后无功功率所占比重较大，由此存在着可观的节能潜力。本文基于油田民用低压配电系统的一系列问题，提出无功自动补偿节能控制方案的应用，并详细介绍了无功补偿的原则以及实施和评价，以期为油田民用低压配电系统运行的高效性提供思路。

【关键词】无功自动补偿；民用低压配电系统；应用

引言

近年来，随着油田社区的相继建立，周边楼盘以及商场和办公楼也逐步建立起来，由此油田用电总量日趋增长。据资料显示，油田居民的生活用电以及生产办公用电占到了油田区用电总量的30%，进而加大了用电的压力。由于在油田区一些建筑场所内大多使用单相电感性负荷，其自身的功率因数相对较低，滞后无功功率所占的比重大，由此可以通过特殊技术的应用来开发节能潜力。为了保证功率因数的提高，同时降低无功功率、保证有功功率的运用，同时保证线路的最低损耗并节约电能，本文在反复试验和深入分析的基础上，提出了无功自动补偿节能控制装置的节能技术改造方案，以期通过这种方案的应用充分改善油田民用低压配电系统运行效率低下的问题，提高配电系统的利用效率，同时创造更大的经济和社会效益。

1、无功自动补偿原则

为了改善油田配电系统的功率因数，降低油田区电能的消耗，同时改善供电的质量，在油田民用低压配电系统中采用无功补偿技术来提高供电的性能。根据无功负荷的情况以及分布特点，要按照兼顾总体和局部平衡、分散补偿和集中补偿相结合、降损和调压相结合、电力部门和用户补偿相结合的原则，合理的选择无功补偿的设备和方案，对补偿的容量做好调配，并适时做好跟踪和调整，从而尽可能的降低无功功率在传输过程中的损耗，充分提升配电设备的使用效率，保证电能的充分利用。

2、无功自动补偿方案

无功自动补偿方案可以分为两种，一种是三相电容自动补偿方案，一种是分相电容自动补偿方案。

2.1三相电容自动补偿

三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。这种电路系统中，三相回路平衡而且回路里的无功电流是相同的，由此在补偿的过程中，通过无功功率参数信号进行调节可以取自三相中的任何一相，检测结果显示，三相同时投切可以保证三相电压的质量。而在油田民用建筑中多使用单相负荷，负荷变化的随机性太大会导致三相负载的不平衡，由于调节无功补偿的信号取自三相中的任意一相，就会导致未检测的两相不是补偿过多就是不足。如果补偿过多，则这相电压就会相应升高，由此会使控制或保护元件等设备因为过高电压而受损；如果补偿不足，则这相回路的电流会变大，线路及断路器等设备会由于电流的增加导致发热而受损。由此，在这些情况下，三相无功补偿方式不但不能起到节能的作用，相反会造成资源的消耗和浪费，难以对系统中的无功功率加以有效补偿，甚至会对电路的运行造成严重的危害。

2.2分相电容自动补偿

与三相电容自动补偿不同，对于三相不平衡以及单相配电系统可以采用分相电容自动补偿来加以解决。分相电容自动补偿的原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，依据每相感性负荷的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，而对于其他相不产生相互之间的影响，由此在补偿的过程中不会对其他相造成过补偿或补偿不足的情形。油田民用低压配电系统多是单相负荷，由此分相电容自动补偿多应用于油田民用低压配电系统中。分相电容自动补偿装置的控制模块和数据采集模块都是采用新型单片机和大规模集成电路，开关模块采用大功率晶闸管，实现电容器组的零电压投入和零电流切除，无合闸浪涌电流冲击，无火花和谐波干扰。这一装置有下列特点：

（1）分相电容自动补偿装置采用数字化和智能化的控制模式，开关采用单元无触点的设置，由此可以保证控制的精度和运行的准确性以及有效性。

（2）全自动分相、分级按需补偿，由此可以保证补偿的有效性，同时可以避免对其他相不必要或补偿过多情形的出现。

（3）可以根据需要灵活设定过电压、欠电压和欠电流延时等参数，具备较为完善的越限报警功能和过电压、欠电压等保护功能，由此可以保证系统运行的安全性。

（4）可以实时进行数字式测量，得到时效数字，同时可以显示出电网中的主要参数，包括功率因数、电压和电流谐波电压及电流、有功功率及电能还有无功功率及电量等等参数。

（5）运用自愈式的电容器，使命寿命较长、较为可靠，温升较小同时无需专门的散热设备。

（6）安装现代通信设备，可以采集数据并实现远程监测，可以通过计算机网络进行管理，提高配电系统的管理和利用效率。

（7）应用模块化结构设计便于系统的维护和升级。

通过分相电容自动补偿装置的特点分析可以看出，这种补偿装置可以自动检测各相负载的功率因数，并自动的对各相投入相应的电容补偿量，由此可以使各相无功功率的使用更充分。这种装置特别适合使用单相用电负荷而且三相不平衡的用电系统中。

3、分相电容自动补偿方案的实施与评价

在油田民用低压配电系统中通过电容补偿来解决感性负荷功率因数较低的问题是目前设计中普遍采用的方法。在设计中通常有两种做法。第一种做法是通过在配电所设置集中高压或者低压的补偿柜，从而在系统的前端进行相应的补偿，由此可以满足供电部门对电网功率因数的要求，但是对各级分支电路不做相应补偿，由此低压配电线路中的无功电流相对较大，很难减少配电开关容量，由此难以保证低压配电系统的供电质量。另一种做法是对每一用电设备进行独立补偿，这种独立补偿方式可以针对每一设备的具体情况作出是否补偿的判断，但是对于油田民用建筑来说，补偿的成本较高，难以保证维修的方便性。目前低压补偿技术不断提高，这些民用建筑配电补偿多使用分相补偿电容，根据建筑的功能进行区分，由此可以保证补偿装置的效果。分相补偿具有显著的增容效果，可以解决低压配电系统长期更大负荷的问题，可以提高用电的效率，降低能源的损耗，保证节能效果的发挥。

4、结语

无功自动补偿应用到油田民用低压配电系统中可以保证在用电数量增多的情况下对配电系统的调控，保证电能充分被利用，减少电能使用过程中的消耗。这种技术实用性较强，可以加以广泛的应用，保证供配电系统的完善。

参考文献

[1]胡志文.无功电容补偿在低压配电系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2008（14）

[2]刘凤琴，薛德强，张驰.煤矿供电无功自动补偿技术研究[J].科技信息，2011（03）

[3]王培利，裘亮，李春霞.无功补偿在电力系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2011（24）

[4]魏锦忠.无功补偿在低压配电系统中的作用[J].河南科技，2010（18）

作者简介

王军利（1977-）女 汉族，陕西西安人，助理工程师，主要从事政工工作。