（一）变电站集中补偿方式

针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，因此具有容易管理、方便维护等优点，但是这种方案对配电网的降损起不到什么作用。

（二）低压集中补偿方式

在供电线路上或电力用户中拥有大量的感性负荷，如感应电动机、变压器、电感性的照明灯具等，进行就地补偿难度大，效果也不够理想，则一般采用集中补偿方式，即在电力变压器的低压侧、变（配）电所的馈电侧等集中安装，集中补偿负荷所需的无功功率。

这种应用方式，补偿容量集中控制，便于维护，相对于就地补偿节约投资，应用极为普遍。

并联电容器补偿容量的确定。

电力负荷有功功率和无功功率大小的关系是以负荷的功率因数反映的。功率因数是负荷功率和视在功率的比，而视在功率包含了有功功率部分和无功功率部分，即

式中 cosφ——功率因数；

　　 S——视在功率（kVA）；

　　 P——有功功率（kW）；

　　 Q——无功功率（kvar）。

可见，负荷中无功功率部分越大，则其功率因数越低。负荷的功率因数大小反映了负荷中无功功率的大小，因此，补偿所需无功功率的容量，是以负荷补偿后要求提高的功率因数来确定的，一般用查表法即可求得。

目前国内较普遍采用的是这种在配电变压器380V侧进行集中补偿，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏不等，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。主要目的是提高专用变压器用户的功率因数，实现无功的就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有一定作用，也有助于保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变压器用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切的，也有为了保证用户电压水平而以电压为判据进行控制的。这种方案虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。由于低压网负荷分布的分散性和随机性，在实际应用中还要解决的问题是如何实时控制电容器的投切，即投切的判据是什么、投（切）多少、什么时候投（切）。因为虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平是由系统情况决定的。当线路电压基准偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，出现无功过补偿或欠补偿。

对配电系统来说，除了专用变压器之外，还有许多公用变压器。而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变压器，由于其通常安装在户外的杆架上，进行低压无功集中补偿则是不现实的：难于维护、控制和管理，且容易成为生产安全隐患。这样，配电网的补偿度就受到了限制。

（三）杆上补偿方式

由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站或发电厂来填补，大量的无功沿线传输使得配电网网损仍然居高难下。因此可以采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上（或另行架杆）进行无功补偿，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等工程问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行：

1）补偿点宜少，一条配电线路上宜采用单点补偿，不宜采用多点补偿。

2）控制方式从简。杆上补偿不设分组投切。

3）补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时的过电压和过补偿现象；另外杆上空间有限，太多的电容器同杆架设，既不安全，也不利于电容器散热。

4）接线宜简单。最好是每相只采用一台电容器装置，以降低整套补偿设备的故障率。

5）保护方式也要简化。主要采用熔断器和氧化锌避雷器分别作为过流和过电压保护。(www.daowen.com)

显然，杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上沿线的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的长配电线路，但是因负荷经常波动而该补偿方式是长期固定补偿，故其适应能力较差，主要是补偿了无功基本负荷，在线路重载情况下补偿度一般是不能达到0.95。应该开发电容器组能自动投切的杆上自动无功补偿技术。

（四）用户终端分散补偿方式

目前在我国城镇，低压用户的用电量大幅增长，企业、厂矿和小区等对无功需求很大，用户的负载中，感应电动机占有很大的比重，而感应电动机的感性无功功率消耗大，功率因数低。为补偿感应电动机消耗的无功功率，提高功率因数，在大、中型感应电动机的电源线上并联一组电容器。并联电容器和感应电动机同用一台控制设备，电容器随电动机运转而工作，补偿电动机的无功功率。直接对用户末端进行无功补偿，是最恰当地降低电网的损耗和维持网络的电压水平。

电动机容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备无功负荷宜单独就地补偿。故对于企业和厂矿中的电动机，应该进行就地无功补偿，即随机补偿；针对小区用户终端，由于用户负荷小，波动大，地点分散，无人管理，因此应该开发一种新型低压终端无功补偿装置，并满足以下要求：①智能型控制，免维护；②体积小，易安装；③功能完善，造价较低。

与前面三种补偿方式相比，本补偿方式将更能体现以下方式：

优点：

1）线损率可减少20%。

2）减小电压损失，改善电压质量，进而改善用电设备启动和运行条件。

3）释放系统能量，提高线路供电能力。

缺点：

由于低压无功补偿通常按配电变压器低压侧最大无功需求来确定安装容量，而各配电变压器低压负荷波动的不同时性造成大量电容器在较轻载时的闲置，设备利用率不高。

（五）配电网无功补偿遇到的问题

随着人们对配电网建设的重视和无功补偿技术的发展，低压侧无功补偿技术在配电系统中也开始普及。从静态补偿到动态补偿，从有触点补偿到无触点补偿，都取得了丰富的经验。但是在实践中也暴露出一些问题，必须引起重视。

（1）优化的问题 目前无功补偿的出发点往往放在用户侧，只注意补偿用户的功率因数。然而要实现有效的降损，必须从电力系统角度出发，通过计算全网的无功潮流，确定配电网的补偿方式、最优补偿容量和补偿地点，才能使有限的资金发挥最大的效益。无功优化配置的目标是在保证配电网电压水平的同时尽可能降低网损。由于它要对补偿后的运行费用以及相应的安装成本同时达到最小化，计算过程相当复杂。

（2）测量的问题 目前10kV配电网的线路上的负荷点一般无表计，且人员的技术水平和管理水平参差不齐，表计记录的准确性和同时性无法保证。这对配电网的潮流计算和无功优化计算带来很大困难。要争取用户的支持，使他们能按一定要求进行记录。380V终端用户处通常只装有有功电度表，要实现功率因数的测量是不可能的。这也是低压无功补偿难于广泛开展的原因所在。

（3）谐波的问题 电容器本身具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏；并且由于电容器对谐波的放大作用，将使系统的谐波干扰更严重。因而做无功补偿时必须考虑谐波治理，在有较大谐波干扰，又需要补偿无功的地点，应考虑增加滤波装置。

（4）无功倒送的问题 无功倒送会增加配电网的损耗，加重配电线路的负担，是电力系统所不允许的。尤其是采用固定电容器补偿方式的用户，则可能在负荷低谷时造成无功倒送，这引起充分考虑。

综上所述，10kV配电网的无功补偿工作应更多地考虑系统的特点，不应因电压等级低、补偿容量小而忽视补偿设备对系统侧的影响（包括网损）。如果需降损的线路能基于一个完善的补偿方案进行改造，则电力系统的收益将比分散的纯用户行为的补偿方式要大得多。

在配电网进行无功补偿、提高功率因数和搞好无功平衡，是一项建设性的降损技术措施。目前，配电网的无功补偿容量一般是根据供电部门给定的要求达到的功率因数来确定的，而不是依据用户用电时实际的节能效益和电能质量最佳、支付电费最小的经济功率因数。如何确定无功补偿设备的合理配置和分布，需寻找技术上和经济上的最优方案。总之，无功补偿设备的配置，应按照“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则，要把降损与调压相结合，以降损为主；又要把集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。同时，供电部门补偿与用户补偿相结合，以就地平衡为主，共同搞好无功补偿的配置和管理，从而取得无功补偿的最大经济效益。