變電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用分析

韓 宇

（新疆天富股份有限公司天河分公司,新疆 石河子 832000）

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，大量非線性電力裝置投入使用，變壓器運(yùn)行效率低、電網(wǎng)功率因數(shù)低、諧波污染嚴(yán)重，影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在變電站應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，保持電網(wǎng)無(wú)功功率平衡，維持穩(wěn)定的電壓水平，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，最大程度地減少電能損失。

1 無(wú)功補(bǔ)償原則

電力系統(tǒng)輸出功率由無(wú)功功率和有功功率共同組成，無(wú)功功率將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能，不直接消耗電能，電能和其他形式的能之間不停地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，增加了線損和網(wǎng)損，長(zhǎng)距離的無(wú)功功率輸送降低了電網(wǎng)的供電效率。無(wú)功補(bǔ)償可確保電力系統(tǒng)在有功負(fù)荷低谷和高峰運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)和分層無(wú)功功率平衡。當(dāng)前，我國(guó)110kV及以上等級(jí)的變電站多采用10～220kV電纜線路，應(yīng)根據(jù)電纜線路出線情況，配置不同容量的無(wú)功補(bǔ)償裝置。當(dāng)變電站處于最大負(fù)荷主變運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)功率因數(shù) 0.95，當(dāng)處于低谷負(fù)荷主變運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)功率因數(shù)0.9[1]。并聯(lián)電抗器和電容器應(yīng)采取自動(dòng)投切運(yùn)行方式，在變電站主變壓器安裝無(wú)功功率和有功功率表，對(duì)于變電站并入電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組，在滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，功率因數(shù)應(yīng)處于0.85～0.97。

2 變電站無(wú)功補(bǔ)償目標(biāo)

3 變電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

3.1 選擇合適的無(wú)功補(bǔ)償方式

在變電站安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，不僅能夠提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，還能夠提高電氣設(shè)備的功率因數(shù)，減少系統(tǒng)功率損耗，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在變電站應(yīng)用的常用方式有：就地補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和集中補(bǔ)償。就地補(bǔ)償是指在變電站中無(wú)功功率流動(dòng)較大的地方安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行就地補(bǔ)償，這種補(bǔ)償方式便捷簡(jiǎn)單，由于安裝比較分散，管理難度較大。分組補(bǔ)償是指在變電站配電變壓器側(cè)安裝無(wú)功補(bǔ)償電容器組。集中補(bǔ)償是指在變電站輸配電路高壓側(cè)安裝電容器組，降低整個(gè)系統(tǒng)線路的無(wú)功功率。當(dāng)前，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)主要被應(yīng)用在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，發(fā)電廠將電能輸送到變電站，變電站再將電能傳送到低壓線路的這個(gè)過(guò)程中，大量的無(wú)功功率會(huì)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，這時(shí)要將無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝在變電站附近，通常情況下110KV的變電站具有自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的功能，結(jié)合不同地區(qū)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，調(diào)節(jié)電容器投切容量，即使在用電高峰期，線路的功率因數(shù)也可以達(dá)到0.97左右，因此無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在變電站應(yīng)用，需要結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)補(bǔ)償和調(diào)整變壓器，確保無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч?/p>

3.2 安裝有源濾波器

在變電站運(yùn)行過(guò)程中，有源濾波器能夠產(chǎn)生和負(fù)序電流、諧波電流相位相反的電流，使線路中的電流相互抵消，減少了變電站線路中的無(wú)功電流。特別是混合并聯(lián)有源濾波器，這種組合裝置對(duì)線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，能夠有效地解決過(guò)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題，并且具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性，反應(yīng)靈敏，能夠迅速檢測(cè)和感應(yīng)到變電站中電氣設(shè)備的諧振運(yùn)動(dòng)，這種無(wú)功補(bǔ)償方式能夠根據(jù)變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，及時(shí)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償方案，將APF和LC進(jìn)行混合，對(duì)線路中的諧波進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償[3]，混合并聯(lián)有源濾波器適用于變電站低壓配電網(wǎng)，具有很高的投資和效益性價(jià)比。

3.3 安裝固定濾波器和可調(diào)節(jié)晶閘管電抗器組合裝置

固定濾波器和可調(diào)節(jié)晶閘管電抗器組合裝置可有效平衡變電站負(fù)序電流，平衡系統(tǒng)線路中的無(wú)功功率和有功功率，提高線路的功率因數(shù)，這種組合裝置反應(yīng)靈敏，可因地制宜調(diào)節(jié)變電站系統(tǒng)運(yùn)行，提高了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在變電站應(yīng)用的智能性和自動(dòng)性。

3.4 安裝飽和可控電抗器和固定濾波器組合裝置

在變電站高壓側(cè)線路中安裝飽和可控電抗器和固定濾波器的組合裝置，通過(guò)控制和調(diào)節(jié)電抗器和固定濾波器的飽和程度，調(diào)節(jié)線路回路中的電流，這樣能夠改變系統(tǒng)回路中的電流，平衡系統(tǒng)回路中的無(wú)功功率，提高系統(tǒng)的供電能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)合理選擇無(wú)功補(bǔ)償容量和補(bǔ)償方式，應(yīng)用合適的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，優(yōu)化配置無(wú)功補(bǔ)償裝置，可有效提高變電站的供電質(zhì)量和電網(wǎng)質(zhì)量，對(duì)于電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]金永旺.對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用分析[J].科技致富向?qū)?2012(14):349+370.

[2]王慧.農(nóng)村變電站無(wú)功優(yōu)化智能系統(tǒng)的研究[D].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[3]張建平.淺談無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息,2012(06):10-11.