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【摘 要】 随着社会的快速发展和人们生活水平的不断提高，各地建设了大量的办公楼、住宅公寓、大型商场和超市、高级酒店，民用建筑和工业的用电量在飞速增长。由于民用建筑的用电负荷类型为单相感性负荷，其本身的功率因数很低，因此导致整个系统的供电效率不高。为了提高功率因数，降低无功功率，使电能得到充分利用，提高供电质量，我们通常在供配电系统中加入无功补偿装置来进行无功功率补偿。无功功率补偿是提高电能质量的重要手段，它可以降低输电线路上的压降和能量损耗，进而减少用电能耗，提高电能的质量。
【关键词】 民用建筑；配电系统；无功补偿
一、无功补偿的基本原理
在建筑工程配电系统运行的过程中，无功补偿技术的应用主要是为了提高配电系统的工作性能，使其电力资源在线路输送的过程中，电损量得到有效的控制，从而得到节约能源降低成本的效果。一般而言，我们在对建筑电网系统进行建设施工的过程中，电网系统的输出功率主要包括了有功功率和无功功率这两个部分。其中有功功率的产生，就是电气设备对电力资源的直接消耗，将电能转化成其他形式的能源，从而满足电力设备运行的相关要求。而在无功率模式下，电气设备是不需要消耗电能的，它只是通过相关的方法将电能的形式进行环环，从而满足电气设备运行的实际条件。这样不仅使得电力资源的利用率得到有效的提高，还使得电气设备的工作性能得到有效的提升。而无功补偿装置的应用，则是在电网系统输出无功功率的基础之上，来对其整个建筑工程配电系统进行相应的优化，从而在满足配电系统运行的同时，也有着良好的节能效果，使得现代化建筑物的使用功能得到进一步的提升。近年来，随着科学技术的不断发展，人们为了使得无功补偿装置的应用效果得到进一步的提升，人们也将计算机技术、信息技术和自动化技术等先进的科学技术应用到其中，从而方便了人们对建筑工程配电系统的控制管理，满足了现代化建筑工程建设施工的相关要求。
二、无功补偿的方式
在现代化建筑工程配电系统建设施工的过程中，我们所采用的无功补偿的方式有很多。其中主要是采用的负荷侧集中补偿方法来对其进行处理，这种补偿方式主要是通过自动公路调整装置，来对其进行相应的控制管理，从而使得配电系统可以随着电力负荷的变化量来进行相应的变化。另外，在当前建筑工程配电无功补偿的过程中，我们除了采用负荷侧集中补偿方法以外，还可以采用三相电容补偿、分相电容补偿以及混合补偿这三种方法来对其进行处理。因此我们在对建筑工程配电无功补偿的过程中，我们就可以根据其实际情况和相关要求，来对无功补偿方式进行选取。下面我们就对这几种常见的无功补偿方式进行介绍。
（一）三相电容自动补偿
三相电容自动补偿结构简单，成本低，在供配电系统中被广泛应用。它在补偿时，信号取自三相中的任意一相，根据检测结果的需要，三相同时投切相同数量的电容。三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统，当三相负载平衡，三相电压、电流接近时，三相同时投切可保证三相电压的质量。但如果三相负荷不平衡，用三相电容自动补偿的方法来补偿无功电流、提高功率因数，不但不能达到预期的效果，而且可能会造成设备的损坏。
（二）分相电容自动补偿
分相电容自动补偿就是每相单独补偿，通过检测每一相的电压、电流，当每相功率因素或电压与设定值比较超出某一范围时，每相分别进行单独补偿，有针对性地进行无功补偿，避免补偿的盲目性，提高资源利用率。分相电容自动补偿较三相电容自动补偿复杂，但近年来随着计算机技术在供配电系统中的应用，分相电容自动补偿已在民用建筑中推广应用。
（三）混合补偿
较常见的混合补偿是设一组三相电容自动补偿的时，再设一组分相电容自动补偿，系统根据检测结果自动选择补偿方式，资源可得到充分利用，但前期投入费用相对高些。
三、民用建筑配电系统中功率补偿的选择
在无功功率补偿方面，选择哪一种补偿方式，要根据电网的情况而定。首先，设计人员要对所需补偿线路的负荷特点、三相间的电压不平衡程度等有所了解，然后再结合补偿方式制定合理的补偿方案。对于负荷较大且负荷变化快的工况，比如电动机的线路等，要采用随机补偿或配电线路分散补偿的方式，这种补偿方案比较节能，补偿效果也很明显。对于负荷比较平稳的供电线路要采用变电站集中补偿的方式，在一些情况下也可以使用随机补偿方式。对于一些特殊的工作线路，在确定方案时要考虑周全，慎重选择。特别是在含有瞬变高电压和大电流的线路中，要采用配电线路分散补偿的动态补偿方式，可以有效缓解高电压、大电流对电网的冲击。此外，无功功率补偿器控制方式的选择间接影响着无功功率补偿方式的选择。控制器有3种采样方式，分别是功率因数型、无功功率型和无功电流型。控制器的作用是指挥无功补偿装置的运行、采样和运算，为电容补偿器的正常运行提供保障。在民用配电网中，最主要的无功补偿方式就是以上所述的3种，这3种补偿方式各有各的优缺点。实际工程中，在弄清无功补偿原理的情况下，要根据现场的实际情况并结合选择标准来选择相应的补偿方式，使电网中的无功损耗降到最低。
四、工程概况分析
本文以某民用建筑配电系统的无功补偿设计为例，对无功补偿的具体应用进行说明。该综合大楼属于高层建筑，总建筑面积为3.2x104m2，其主要的用电设备包括空调机组、风机、电梯和灯具等，功率因数在0.45～0.75之间。400V采用单母线分段方式，起初在每段母线上均设置有相应的三相自动无功补偿装置，其功率因数整定值为0.92.在运行过程中，经常会出现仪器、灯具等被烧坏的现象，表1给出了改装之前的抄表记录。
可见，采用三相电容自动补偿方法后，A相和C相的电压偏高，B相的电压偏低，这对于用电设备而言是非常危险的。因此，我们进行了补偿装置的改装，使用了KDCF300低压动态无功辛嗜装置，它属于分相电容补偿方式，其功率因数整定值依然设置为0.92，装置投人运行后，三相电压保持在215—225V之间，功率因数也保持在0.92—0.94之间，取得了很好的无功补偿效果。就当前的低压补偿电容器技术和相应的制造技术而言，在民用建筑的配电系统中，使用分相电容自动补偿是最为适宜的补偿方式。
五、分相电容自动补偿其他注意事项
在选择电容器额定容量时应注意与变压器容量的匹配问题，如果选择大容量电容器组来补偿小容量变压器，则往往会难以做到补偿精确；而若是采用小容量电容器组补偿大容量变压器，则将会导致电容器的投切频繁。我们知道，电容器在接通时，会出现极高的尖峰电流，而若是在电容器组中接入单个电容器，由于已接入电网的电容器此时已成为附加能源，则会产生更大的尖峰电流，这种尖峰电流将对开关及电器设备造成损坏。因此，我们应尽可能减少电容器的投切次数，也即不宜采用小容量电容器组来补偿大容量的变压器。
另一方面，由于目前电网中大量存在非线性负荷（如众多的半导体功率元件等），使得电网中的谐波含量常常很高。装在电网上的电容器，从低压侧看它与变压器的感抗及剩余的电网电感形成一个振荡回路。当这一回路的固有频率与电流谐波的频率相互重合时，振荡回路的励磁电流将使回路产生很高的过电流造成供电回路过载，甚至引起电容器的烧毁。因此，在电容器接通回路中需要串联一个电感，一则防止产生谐振，二则可吸收高次谐波电流。
六、结语
总之，在民用建筑的配电系统中对于无功补偿技术的应用已经非常普遍，这样对于电力资源能够得到很好的利用，并且还能够满足建筑的节能要求，因此，在建筑建设施工中，我们需要不断的完善配电系统的建设，确保建筑工程的质量。
参考文献：
[1]谢燕林.浅谈民用建筑工程低压配电系统无功补偿[J].科技与企业，2011，06：71-72.
[2]曾盛敏.浅谈民用建筑配电系统中的相关技术应用[J].广东科技，2007，01：94-95.
[3]樊浩.民用建筑配电系统无功补偿的探讨[J].建筑电气，2007，07：10-13.
[4]魏民，蔡传宝.民用建筑供配电系统中的無功补偿方式及其选择[J].机电信息，2013，09：11+13.
【关键词】 民用建筑；配电系统；无功补偿
一、无功补偿的基本原理
在建筑工程配电系统运行的过程中，无功补偿技术的应用主要是为了提高配电系统的工作性能，使其电力资源在线路输送的过程中，电损量得到有效的控制，从而得到节约能源降低成本的效果。一般而言，我们在对建筑电网系统进行建设施工的过程中，电网系统的输出功率主要包括了有功功率和无功功率这两个部分。其中有功功率的产生，就是电气设备对电力资源的直接消耗，将电能转化成其他形式的能源，从而满足电力设备运行的相关要求。而在无功率模式下，电气设备是不需要消耗电能的，它只是通过相关的方法将电能的形式进行环环，从而满足电气设备运行的实际条件。这样不仅使得电力资源的利用率得到有效的提高，还使得电气设备的工作性能得到有效的提升。而无功补偿装置的应用，则是在电网系统输出无功功率的基础之上，来对其整个建筑工程配电系统进行相应的优化，从而在满足配电系统运行的同时，也有着良好的节能效果，使得现代化建筑物的使用功能得到进一步的提升。近年来，随着科学技术的不断发展，人们为了使得无功补偿装置的应用效果得到进一步的提升，人们也将计算机技术、信息技术和自动化技术等先进的科学技术应用到其中，从而方便了人们对建筑工程配电系统的控制管理，满足了现代化建筑工程建设施工的相关要求。
二、无功补偿的方式
在现代化建筑工程配电系统建设施工的过程中，我们所采用的无功补偿的方式有很多。其中主要是采用的负荷侧集中补偿方法来对其进行处理，这种补偿方式主要是通过自动公路调整装置，来对其进行相应的控制管理，从而使得配电系统可以随着电力负荷的变化量来进行相应的变化。另外，在当前建筑工程配电无功补偿的过程中，我们除了采用负荷侧集中补偿方法以外，还可以采用三相电容补偿、分相电容补偿以及混合补偿这三种方法来对其进行处理。因此我们在对建筑工程配电无功补偿的过程中，我们就可以根据其实际情况和相关要求，来对无功补偿方式进行选取。下面我们就对这几种常见的无功补偿方式进行介绍。
（一）三相电容自动补偿
三相电容自动补偿结构简单，成本低，在供配电系统中被广泛应用。它在补偿时，信号取自三相中的任意一相，根据检测结果的需要，三相同时投切相同数量的电容。三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统，当三相负载平衡，三相电压、电流接近时，三相同时投切可保证三相电压的质量。但如果三相负荷不平衡，用三相电容自动补偿的方法来补偿无功电流、提高功率因数，不但不能达到预期的效果，而且可能会造成设备的损坏。
（二）分相电容自动补偿
分相电容自动补偿就是每相单独补偿，通过检测每一相的电压、电流，当每相功率因素或电压与设定值比较超出某一范围时，每相分别进行单独补偿，有针对性地进行无功补偿，避免补偿的盲目性，提高资源利用率。分相电容自动补偿较三相电容自动补偿复杂，但近年来随着计算机技术在供配电系统中的应用，分相电容自动补偿已在民用建筑中推广应用。
（三）混合补偿
较常见的混合补偿是设一组三相电容自动补偿的时，再设一组分相电容自动补偿，系统根据检测结果自动选择补偿方式，资源可得到充分利用，但前期投入费用相对高些。
三、民用建筑配电系统中功率补偿的选择
在无功功率补偿方面，选择哪一种补偿方式，要根据电网的情况而定。首先，设计人员要对所需补偿线路的负荷特点、三相间的电压不平衡程度等有所了解，然后再结合补偿方式制定合理的补偿方案。对于负荷较大且负荷变化快的工况，比如电动机的线路等，要采用随机补偿或配电线路分散补偿的方式，这种补偿方案比较节能，补偿效果也很明显。对于负荷比较平稳的供电线路要采用变电站集中补偿的方式，在一些情况下也可以使用随机补偿方式。对于一些特殊的工作线路，在确定方案时要考虑周全，慎重选择。特别是在含有瞬变高电压和大电流的线路中，要采用配电线路分散补偿的动态补偿方式，可以有效缓解高电压、大电流对电网的冲击。此外，无功功率补偿器控制方式的选择间接影响着无功功率补偿方式的选择。控制器有3种采样方式，分别是功率因数型、无功功率型和无功电流型。控制器的作用是指挥无功补偿装置的运行、采样和运算，为电容补偿器的正常运行提供保障。在民用配电网中，最主要的无功补偿方式就是以上所述的3种，这3种补偿方式各有各的优缺点。实际工程中，在弄清无功补偿原理的情况下，要根据现场的实际情况并结合选择标准来选择相应的补偿方式，使电网中的无功损耗降到最低。
四、工程概况分析
本文以某民用建筑配电系统的无功补偿设计为例，对无功补偿的具体应用进行说明。该综合大楼属于高层建筑，总建筑面积为3.2x104m2，其主要的用电设备包括空调机组、风机、电梯和灯具等，功率因数在0.45～0.75之间。400V采用单母线分段方式，起初在每段母线上均设置有相应的三相自动无功补偿装置，其功率因数整定值为0.92.在运行过程中，经常会出现仪器、灯具等被烧坏的现象，表1给出了改装之前的抄表记录。
可见，采用三相电容自动补偿方法后，A相和C相的电压偏高，B相的电压偏低，这对于用电设备而言是非常危险的。因此，我们进行了补偿装置的改装，使用了KDCF300低压动态无功辛嗜装置，它属于分相电容补偿方式，其功率因数整定值依然设置为0.92，装置投人运行后，三相电压保持在215—225V之间，功率因数也保持在0.92—0.94之间，取得了很好的无功补偿效果。就当前的低压补偿电容器技术和相应的制造技术而言，在民用建筑的配电系统中，使用分相电容自动补偿是最为适宜的补偿方式。
五、分相电容自动补偿其他注意事项
在选择电容器额定容量时应注意与变压器容量的匹配问题，如果选择大容量电容器组来补偿小容量变压器，则往往会难以做到补偿精确；而若是采用小容量电容器组补偿大容量变压器，则将会导致电容器的投切频繁。我们知道，电容器在接通时，会出现极高的尖峰电流，而若是在电容器组中接入单个电容器，由于已接入电网的电容器此时已成为附加能源，则会产生更大的尖峰电流，这种尖峰电流将对开关及电器设备造成损坏。因此，我们应尽可能减少电容器的投切次数，也即不宜采用小容量电容器组来补偿大容量的变压器。
另一方面，由于目前电网中大量存在非线性负荷（如众多的半导体功率元件等），使得电网中的谐波含量常常很高。装在电网上的电容器，从低压侧看它与变压器的感抗及剩余的电网电感形成一个振荡回路。当这一回路的固有频率与电流谐波的频率相互重合时，振荡回路的励磁电流将使回路产生很高的过电流造成供电回路过载，甚至引起电容器的烧毁。因此，在电容器接通回路中需要串联一个电感，一则防止产生谐振，二则可吸收高次谐波电流。
六、结语
总之，在民用建筑的配电系统中对于无功补偿技术的应用已经非常普遍，这样对于电力资源能够得到很好的利用，并且还能够满足建筑的节能要求，因此，在建筑建设施工中，我们需要不断的完善配电系统的建设，确保建筑工程的质量。
参考文献：
[1]谢燕林.浅谈民用建筑工程低压配电系统无功补偿[J].科技与企业，2011，06：71-72.
[2]曾盛敏.浅谈民用建筑配电系统中的相关技术应用[J].广东科技，2007，01：94-95.
[3]樊浩.民用建筑配电系统无功补偿的探讨[J].建筑电气，2007，07：10-13.
[4]魏民，蔡传宝.民用建筑供配电系统中的無功补偿方式及其选择[J].机电信息，2013，09：11+13.