淺述小型水電站無功補償的影響及改進措施

敬素梅

(黃河電力檢修工程有限公司,青海西寧 810016)

淺述小型水電站無功補償的影響及改進措施

敬素梅

(黃河電力檢修工程有限公司,青海西寧 810016)

小型水電站的建設一般選擇的地方都是山區以及偏遠的山村,但是,在進行小型水電站的使用中,無功功率輸出不足或者不輸出問題影響了當地人們的生活狀況。為了提高電能輸送的效率,改善供電環境,在小型水電站中強化無功補償措施顯得尤為重要。

小型水電站 無功補償 原因分析

小型水電站的建設意義實際上是為了滿足人們的生活，但是由于管理人員出于利益考慮，往往在水電站工作中調節發電設備，使設備無功功率輸出嚴重不足或基本沒有，加之對整條線路維護管理不到位，這種問題就直接影響了其實際意義的發揮。

1 無功功率的相關概述

所謂無功補償，就是指無功功率補償裝置在電路供電系統中所承擔的作用是提高電網的功率因數，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。從電源取得無功功率。其中，把電氣設備輸入電壓與電流的乘積稱為“視在功率”，以S表示，即S=UI。視在功率單位是伏安(VA)或千伏安(kVA)。有功功率與視在功率的比值，即為“功率因數”。由此可以看出，功率因數cosφ的大小，反映了電源發出的電能可利用的程度。功率因數cosφ低，說明電路中用于交變磁場吞吐轉換的無功功率大。從而降低了設備的利用率，增加線路供電損失。無功功率是電力供應環節中重要的組成參數，合理的對其進行控制，將能夠有效的強化電力供應的效率，減少在供應過程中出現的輸電線路耗損問題，避免用電設備出現異常，這有助于改善在惡劣環境下的供電環境，提高供電系統的輸出能力，在社會效益及經濟效益中均能發揮較大的利用價值，所以強化對無功功率的認識是十分關鍵的一項工作。

2 原因分析

2.1 設備因素

①無功功率與無功負荷不平衡。電源所提供的無功功率和無功負荷是否平衡，決定了各用電設備的端電壓是否能夠維持正常水平，各電氣設備是否能運行在最佳狀態。當電力系統中的無功功率過大，會導致用電設備端電壓上升，反之如果無功功率過小，會導致用電設備端電壓過大。②線路設置不合理。小型水電站一般建立在一些山區或者是比較偏遠的地方，這些地方的網線使用半徑非常大，用戶用電量變化也大，在電力傳輸中傳輸的電壓存在差別，所以導致使用的傳輸線應用不合理。并當基本電網開始運行的時候，輸電線路中存在的電阻會影響數顯電流的大小，電阻越大電流越小，而在這個過程中減少的電流就是無功功率，所以線路設計的合理性直接影響了無功功率。③發電機的勵磁裝置調整不當。在勵磁裝置中對勵磁電流能夠起到控制及調節作用并且是勵磁電源之外的電氣調控裝置，在發電機的工作中通過勵磁裝置的調節，對發電機的產生的勵磁電流進行有效的調節，進而保證并網發電機組中無功功率能夠得到合理的分配。

2.2 管理因素

①在當前小型水電站的建設中，國家并沒有予以重視，同時也并沒有對其功率因數進行規范，一般是按照0.8進行計算的，但是大多數小型水電站的核心依舊是利益為主，服務為輔，所以造成無功基本沒有或者很少，發的電都是有功為主的。②在小型水電站的發電中，內部的工作人員不按照國家制定的電網發電要求，在進行勵磁系統裝置的使用中，依舊使用手動的勵磁裝置，最終導致了有功與無功比例出現了嚴重的失調現象，而他們在該過程中卻為了利益視而不見。③當電端與受電端存在一定的相位差的時候，那么有功功率就可以開始傳輸，這種傳輸條件是十分容易就能夠實現的，但是如果需要進行無功功率的輸送，那么就需要兩端存在電位差，就約束了傳輸的范圍，所以，發電機就不能夠提供這么大的無功功率，就只有適當的調節勵磁裝置，將無功功率進行增大。

3 改進措施

3.1 提高變壓器的電壓值

變壓比在變壓器的使用中直接對其輸出電壓的大小及范圍進行了確定，對變壓器的匝數進行控制，則可以對變壓器輸出的電壓進行控制，合理的應用變壓器的分接開關是可以對變壓器的電壓調節范圍進行控制的。這種方法的使用需要對水電站的變壓器工作狀況進行精確的計算，得出相應的參數，然后進行設備的采購使用。

3.2 對輸電線路進行升級

小型水電站一般都建設在山區里面，所以很少會有人對其使用的線路進行維護，加之在設計過程中存在不科學性、不合理性、導致線路中電阻過大就是不可避免的。所以，對這些陳舊線路進行改造，統一使用大截面積的線路使用，是降低線路阻抗，降低線路耗損的有效方式。

3.3 改造變壓器

當代社會小型水電站在建設中所使用的降壓變壓器一般是主要的使用設備，如果相關的單位具有充足的資金，那么建議使用升壓變壓器，如果沒有錢，那么可以對現有的變壓器進行升級處理，增加線圈匝數，改善無功功率輸出狀況。

3.4 增大勵磁電流

控制發電機勵磁電流的大小，將輸出的電壓值穩定在額定電壓之下，通過手動調節的方式，對勵磁控制器進行控制，將直接影響供電效果及供電質量。這種方法在一些偏遠的山村以及山區內部，往往不能夠得到預期的效果，有時增大勵磁電流反而會達到適得其反的效果，最終導致了無功輸出不能滿足使用要求，所以，基本辦法就是具體問題具體分析。

3.5 增設電力電容

首先可以集中補償，方式是安裝并聯電容器組在高低壓配電的線路當中。其次是分組補償，通過在配電變壓器的低壓側與使用用戶的配電屏之間安裝一種并聯補償電容器等方式，通過正確的加裝無功補償設備，才能夠有效的降低功耗、提高功率使用因數。

3.6 對功率因數實時監測

對于投入使用的小型水電站，可以加裝一種對功率因數進行實時監測的裝置，進而保證水利發電過程中必須出現無功電能，這種裝置一般是由單片機與傳感器共同組成，傳感器對無功功率的大小進行測量，單片機對實時數據進行采集，然后綜合二者信息發出控制電網的信號，進而提高無功功率的發電效率。

4 結語

綜上所述，本文對小型水電站無功補償中存在的問題原因以及解決措施進行了簡要的分析，面對電力能源走進千家萬戶逐漸成為現實的現狀，對小型水電站無功補償問題進行合理的研究處理，并制定相關的措施，有助于小型水電站實際應用價值的發揮。

[1]楊超.低壓無功補償的研究.長安大學,2013年攻讀期.