无功补偿对电能计量的影响分析

无功补偿对电能计量的影响分析摘要：当交流电其通过纯电阻时，电能会自动转化为热能，但是当交流电通过纯感性负载或者纯容性时，其并不做功。这种情况下是不消耗电能的，即所做的功率为无功功率。对于实际负载来说，一般都是混合性负载，不可能是纯感性负载或者是纯容性负载，在这种情况下，当电流通过实际负载时，就有部分电能不做功，就会产生无功功率，此时的功率因数是小于1的。但是为了提高电能的利用率，切实降低电力成本，因此需要进行无功补偿。关键词：无功补偿；电能计量；影响分析影响电能计量偏差的因数发电设备和容性负载用户需要的能量是指电网输出的有功功率，一般是通过用电设备把电能转换成热能、机械能、声能或化学能等。用户不需要的部分或者是无功功率，因为无功功率没有通过用电设备转换成能量，对用户来说不能发挥用处。所以无功补偿就是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样的话，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率来补偿。1.2三相电流不平衡三相平衡的三个电流分量构成了三相不平衡。这三个电流分量包括零序电流正序电流以及负序电流。而其中除了正序电流外的两个电流分量都会对电能计量表的显示造成影响。如果三相负载在不平衡的状态下，就会产生零序电流，其大小跟不平衡程度成正比。零序电流的存在就会导致运行中的配电变压器铁芯中产生零序磁通，零序磁通只能从油箱壁及钢构件通过，是钢构件的导磁率降低，钢构件局部发热，导致配变的绕组绝缘过热而老化加快，设备寿命降低。即使在高压侧没有零序电流在变压器内环向系统传递，但是会产生负序电流分量向系统传递，还是对计量仪表的精确度造成影响。1.3电流谐波不规则谐波和高次谐波会导致继电保护元器件和装置失灵，从而间接对电能计量造成影响。如果用电设备无功负荷电流增大，会让供电系统的损耗加剧。在实际的计量过程中，会产生两种电力用户，即不发生谐波的谐波被干扰者用户和发生谐波的谐波源用户。对于正常使用的谐波被干扰者用户的设备被谐波损害，计费总电费却是基波电能和吸收的谐波电能。而对于谐波源的用户的计费总电费是基波电能去除产生的谐波电能，不仅产生了谐波功率，还对电网造成了污染。无功补偿对电能计量的影响无功功率补偿简称无功补偿，指的是在电力系统中用来提高电网的功率因数的作用，达到降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电的有效功率，改善供电环境的目的。所以在电力系统中无功补偿就很有必要。提高电力系统中用电设备的功率因数输电线路会有阻抗，如果电流越大，那么在输电线路中损耗的功率也越大。因此解决办法是增大电压，降低电流，减少负荷电流，从而能够节约功率。在电网中没有纯阻性的设备，所以功率因数一般都在0~1之间。而大多数用电设备如变压器、发动机等在运行时为建立磁场感应都要Q>0的无功功率，加上电网中设备自损（铁损、铜损）、线路损耗也在做无功，这时无功补偿就是利用电容可以提供QVO的无功来提高功率因数，对电力系统的电压进行无功补偿会使其功率因数提高到0.9以上甚至1.0，负荷稳定的功率因数也更接近1.0，减少电网运行中输送的无功功率。提高电力系统中用电设备的功率因数，就是为了提高有功功率的有效传输，达到降损、节能的目的。优化发电、变电、输电设备的供电能力电力系统供电能力的大小主要取决于电力系统中各设备及元件的额定电流。在功率保持固定的情况下，对供电系统的额定功率进行一定程度的限定，在这时采取无功补偿可以使功率因数增大，如此便使有效功率增大，从而增强供电能力。（1）抑制冲击负荷和波动负荷产生的电压波动和电压闪变，滤除掉高次的谐波。根据电磁感应原理，电容在感性负载电流中高次谐波相当于短路状态，这样就把高次谐波滤除掉了，从而电能质量也优化了。在低压侧系统投入无功补偿后，功率因数明显提高了，也降低了电流和线损率，电压也相对提高了供电稳定性，还能充分利用用电设备的容量，达到节能降损的目的。（2）因感性负载大多都会在运行时伴随大量感性电流，而这些感性电流并不会做功，属于无功电流，无功电流损耗在线路和变压器中产生一定的热量，导致配电设备与变压器温度增加，因此使设备利用率受到削减，当温度达到临界点后便会损坏设备本身的绝缘特性，严重的话直接影响设备。三相不平衡的无功补偿针对三相负荷基本平衡的系统中的补偿，由于三相不平衡系统的每个相无功功率不同来进行补偿，这种方式比较简单且效果好。由于运行中出现三相不平衡时产生的零序和负序分量将造成附加损耗，整流器波纹系数增多，变压器饱和等问题，经过无功补偿后就可三相不平衡负载变成三相平衡负载。单相电容器分相补偿方式即为依照无功大小来投电容进行相应的补偿，如对于无功大的相就选择多投电容，而对于无功小的相就选择少投甚至不投电容，如此便完成三相不平衡的各相无功补偿，不过这对不平衡的有功电流不起作用。对用户无功补偿的方式3.1集中补偿方式在用户变电所低压母线一侧集中安装补偿电容器进行无功补偿。这样的补偿方式可以降低供电部门无功功率的输入，减少电网和用户变压器的电能损耗，实现电容器的简易安装，提高了补偿设备利用率。这种集中补偿方式，促进了电能的高效利用，电力系统的有效功率因数也有所提高3.2个别补偿方式个别补偿方式即为采用将电容器与发电机组的引线进行并联的方式来达到补偿目的。对于供电电压相对低的低压电网，大容量发电电动机组可采用随机补偿方式。该方式去除了控制繁杂设备的人力、财力、物力的耗费，在一定程度上降低了投资成本，提高了发电机启动时的瞬间电压，大大缩短了设备开启的时间。该补偿方式是企业内部低压电网无功得到完全补偿，还不会产生过补偿。3.3分散补偿方式将电容器安装于电力系统中变电室内各车间变配电室的母线上，可以有效增大电容器的利用率，不仅能够平衡无功负荷，同时还能减少供电线路上无功负荷的损耗。该补偿方式同时可降低变电所所至各车间供电线路的损耗，相反提高车间末端电压。4结语在电力系统中无功补偿和电能计量是紧密配合的，重视电能计量，才能实现计量过程的准确、安全、可靠、公平、公正，才能更好的全面深人的开展无功补偿以及相关设备的建设，为供电企业创造更好的经济效益。参考文献许高洁•电力系统无功补偿及计量的相关探讨J技术与市场，2017,(9).吕艳坤.谐波对电能计量的影响分析与实验J中国高新技术企业(中旬刊)，2014，(6):86—87.刘莹•城市配电网无功补偿技术的研究［D］天津大学，2012:1-69.赵晓4冬，杨林昊•风电