電力變電設(shè)計中的無功補償技術(shù)

孫碧亮

（國網(wǎng)四川省電力公司綿陽供電公司 四川綿陽 621000）

電力變電設(shè)計中的無功補償技術(shù)

孫碧亮

（國網(wǎng)四川省電力公司綿陽供電公司 四川綿陽 621000）

近年來，我國電力發(fā)展迅速，通過并聯(lián)的方式帶有容性和感性的方式，安裝在同一線上。有傳統(tǒng)的低壓無功補償技術(shù)。有傳統(tǒng)的低壓技術(shù)。還有其他的地壓技術(shù)。他的傳輸過程中會導致電壓以及有功率的損耗。本文中以無功補償技術(shù)的原理作為根本切入點，從低壓無功補償技術(shù)的缺陷入手。總結(jié)說明了無功補償在變電中的重要性，探討了電力自動化無功補償技術(shù)的應用，并且對容質(zhì)容量的設(shè)置進行分析。說明對無功補償在變電中的作用對比效果。

電力發(fā)展；變電設(shè)計；無功補償；技術(shù)；負荷功率；電氣自動化；缺陷；容質(zhì)容量；方式

1 前言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的電力企業(yè)得到了飛速發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋范圍越來越廣泛。無功補償中也常常出現(xiàn)一些問題，為了能夠保證地理系統(tǒng)的穩(wěn)定，在變電中解決無功補償技術(shù)的問題顯得越來越嚴峻。影響電能電壓質(zhì)量的重要因素就是無功補償，電能質(zhì)量的衡量指標就是電壓。所以，在變電設(shè)計中，電壓問題就是無功問題，在變電設(shè)計中對無功補償進行分析，對電力行業(yè)起著重要的作用。

2 無功補償?shù)脑砗椭匾?/h2>

2.1 在無功補償中，不管是民用負荷還是工業(yè)負荷，運用變電設(shè)計中將原本電網(wǎng)的變壓器輸出交流成為電力容器進行輸出，所有的電力設(shè)計大多數(shù)為感性負荷，大量的電感負荷都需要大功率的進行補償。如此，這兩種補償方式就只能當作能量之間的轉(zhuǎn)換，假若想要實現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換，那么其輸出功率也可以實現(xiàn)互相補償?shù)淖饔谩Ｄ敲刺峁o功功率的體現(xiàn)方式主要有兩種：①輸電系統(tǒng)設(shè)計要考慮有電功率和無電功率。但是只有輸電系統(tǒng)通過無工利率的傳輸似的輸電線路損耗方面有明顯提升，以此來降低經(jīng)濟效益。②補償電器：補償電器的使用不用輸電系統(tǒng)的傳輸，從而減少損耗。運用變電設(shè)計中的變壓器進行輸出的無功功率可以交換成電力容器進行輸出。所以轉(zhuǎn)子磁場的建立就是通過電源獲取的無功功率。例如：在某某工程中，利用變壓器的磁場，變壓器的磁場也是通過無功功率產(chǎn)生的，這有這樣的輸出，二次圈才可以感應到電壓。繁殖，如果缺少無功功率的電壓，變壓器無法正常發(fā)電。正常情況下電力系統(tǒng)一旦功率不足，那么就無法構(gòu)建正常的電磁場，電壓也就會降低，最終用電設(shè)備也就無法正常運作。

2.2 無功補償?shù)闹匾?/p>

在某某工程中，如果用戶是由發(fā)電企業(yè)直接提供，則會大功率的因為輸出線路及變壓器輸送大量的能量損耗，對經(jīng)濟效益同時也是一種損耗。電力傳輸系統(tǒng)在運行過程中應該像（變壓器，電動機，輸電線路）這些設(shè)備輸出無功功率，無功功率的產(chǎn)生不會發(fā)生太多的消耗，但是會影響電壓以及功率的損耗。

3 變電設(shè)計中的無功補償與原理分析

無功補償?shù)膶嵸|(zhì)就是要減少無功功率在電能傳輸網(wǎng)絡中的傳遞提供供電源，從而滿足各個用戶對無功功率的需求。當無功功率等與感性功率時，電網(wǎng)只有對有功功率進行傳輸，無功功率反而會加重電網(wǎng)的負荷，是電網(wǎng)損耗增多，達到電壓下降。在無功補償中，對電能傳輸網(wǎng)絡中的進行有效的控制，降低電能傳輸?shù)膿p耗。在進行無功功率的裝置過程中，應該要根據(jù)電壓，系統(tǒng)的穩(wěn)定性，功率的平衡要素，避免裝置引起的操作電壓對電能產(chǎn)生影響。

4 電力變電設(shè)計中的無功補償技術(shù)

4.1 調(diào)相機

同步調(diào)相機的作用原理和正在運作的同步電動機類似，同步調(diào)相機是通過裝置產(chǎn)生的電壓進行對輸出或吸收的無功功率進行改變。同樣是通過勵磁運行的作用讓他所接收到無功功率，但是現(xiàn)在進行的這種無功補償?shù)难b置還在不斷發(fā)展的現(xiàn)在，得到了些許的改變。從而產(chǎn)生發(fā)電作用。同步調(diào)相機屬于旋轉(zhuǎn)機械，有功損耗太大，但是如果同步調(diào)相機采用小容量的話，那么成本要遠遠高于大容量。

4.2 電容器

電容器的原理要提高容性負載，并且連在系統(tǒng)中，然后在系統(tǒng)吸收和輸出容性功率，達到感性負荷對于無功功率的要求。通過電容器來進行無功補償，要安裝調(diào)試方便，損耗低，好率高來實現(xiàn)無功補償容量。意味著，補償效果而言，節(jié)約電壓，提高功率的時候，提高的無功功率就會減少。但是在系統(tǒng)電壓改變的時候，這種電容器裝置的補償效果就不是很理想。

4.3 電抗器

當電力系統(tǒng)出現(xiàn)輸送功率小，輸電線路的感性功率進行降低，或者出現(xiàn)多余的容性無功功率的兩種情況，但是導線中的電容量是為了讓輸電線路產(chǎn)生有性電功率要超過感性功率，要不然就會導致電壓增大，運行的安全性也會受到威脅。

4.4 無功補償器（SVC）

無功補償器，也就是靜止無功補償器，屬于第二代無功補償裝置，其應用的地方有輸電系統(tǒng)的波阻補償以及負載無功補償。其實際代表有固定電容器+晶閘管控制電抗器（FC+TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）、晶閘管投切電抗器（TCR），其原理就是利用控制晶閘管觸發(fā)角接入系統(tǒng)的有效進行改變，從而是系統(tǒng)的無功功率進行調(diào)節(jié)。也就是靜止無功補償器，應用的地方有輸電系統(tǒng)的波阻補償以及負載無功補償。補償系統(tǒng)的動態(tài)響應性能有著一定的影響。

4.5 靜止無功發(fā)生器（SVG）

在不斷發(fā)展的今天，電力系統(tǒng)開始使用靜止無功補償裝置。其實質(zhì)就是靜止無功發(fā)生器（SVG）也被稱作靜止同步補償器，屬于第三代無功補償裝置。因為SVG使用的是全控制器件，可以隨便控制其交流上電壓的相位，即使交流上電壓的幅值會因為直流上電壓幅值影響，但是還是可以在限定的范圍進行控制。因此，能利用控制交流上電壓幅值以及相位進而對其進行改變，也就是說，能完成交流上電流相位超過或落后電網(wǎng)電壓相位90度，進而實現(xiàn)輸出和吸收無功功率的效果。假如忽視無功發(fā)生器產(chǎn)生的損耗，那與系統(tǒng)就不存在有功交換，只有無功交換，直流上電容電壓也會維持不變。

5 傳統(tǒng)的低壓無功補償技術(shù)

5.1 傳統(tǒng)的低壓補償方式采用三種方式，當前采用的負載方式主要為居民用戶，三相的負荷往往不平衡，需要的功率量也大不相同。①低壓無功補償技術(shù)：采取了單一信號，采取了三相的電容器，三相互補。所以補償方式多適用于三相負載的場合。②投切開關(guān)采用的交流器：這種接觸器的缺點就是響應太慢，再投切的過程中對電網(wǎng)產(chǎn)生的涌流，有損使用壽命。③無功控制的策略：這一策略是沒有考慮到電壓的平衡關(guān)系及區(qū)域的無功優(yōu)化，它是由循環(huán)投切，編碼投切的投切方式。④通常都不具備配電檢測功能。

5.2 采用先進的投切開關(guān)

①過零觸發(fā)固態(tài)繼電器：這種電器的特點是動態(tài)反應，但是運用也會造成污染，因為對電網(wǎng)沒有沖擊，沒有涌流，壽命也會比較長。②機電一體化智能負荷開關(guān)：這種開關(guān)實現(xiàn)了快速投切，又降低功耗。但是目前應用較少，因為不具有成本及可靠性。③機電一體化智能型真空開關(guān)：采用低壓真空滅弧室及永磁操作，這樣可以實現(xiàn)電容過零投切，這種優(yōu)點就是可靠性高，壽命長，目前這種也正在實現(xiàn)商品化。④采用智能型無功控制策略：智能投切是針對星一角結(jié)合，以無功功率作為控制物理量，作為投切參考量。⑤模塊化結(jié)構(gòu)：在當前應用較為廣泛的模塊化的設(shè)計結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與功能的模塊化的成型滿足不了系列產(chǎn)品形成其應有的特點，形成了多種的容量規(guī)格的標準化單位，與此同時更加便于各種裝置的維修和調(diào)整。

6 電力自動化無功補償技術(shù)的分析

6.1 補償?shù)姆绞?/p>

隨著社會的不斷發(fā)展，單純的固定補償與動態(tài)不長相結(jié)合的方式應不能滿足人民的需要，只有不斷出新，才能夠更好地適應負載變化。

6.2 三相共撲與分項補償相結(jié)合

三相共補通投切是無法解決在社會中出現(xiàn)的一種不平衡的問題，在新的設(shè)備中，大量的電力電子，照明燈一些家電設(shè)備，都為兩項供電，在電網(wǎng)中，出現(xiàn)的三相供電也越來越多。如果全部采取一項的方式，就會根據(jù)負載情況充分考慮經(jīng)濟性與負載情況相結(jié)合，在新經(jīng)濟條件的廣泛使用。

6.3 穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合

穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償這兩種方式的結(jié)合將會是未來發(fā)展的一個趨勢，其作用是可以提高功率因素，減損節(jié)能，還可以補充挖掘設(shè)備的工作容量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力。他們也將面對大型的企業(yè)，用電較大的公司進行投入使用，做出更加充分有效的無功補償。繼而提高工作效率，提高產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量，使得企業(yè)經(jīng)濟效益實現(xiàn)最大化。

7 無功補償?shù)姆绞?/h2>

變電設(shè)計中的無功補償方式目的就是為了改變電網(wǎng)的分布，就是那里有需要就去那里進行補償。在變電設(shè)計中，減少電網(wǎng)中的電壓及有功功率的損耗，從而達到用戶的使用質(zhì)量。在很多人看來，無功補償?shù)南到y(tǒng)應該以穩(wěn)定性，電網(wǎng)電壓，無功平衡，調(diào)相調(diào)壓為依據(jù)，在高低壓配點線路中對并聯(lián)電容器進行分散組裝，在變電母線位置進行集中安裝。在選擇上，無功補償裝置主要是在以形式，地點，電壓等級別就行靈活設(shè)計。在變電設(shè)計中，一般會選擇在用戶的電源開關(guān)柜子與變壓器并聯(lián)補償?shù)陌惭b方式。總體來說，無功補償就是為了促進功率因數(shù)的提高，提高設(shè)備的供電能力，降低對電網(wǎng)傳輸中的電能及損失。

8 結(jié)語

隨著我國電力的不斷發(fā)展，在變電設(shè)計中進行無功補償是電網(wǎng)傳輸過程中的一個重要組成部分，隨著電器的改革，同步調(diào)相機漸漸退出了無功補償?shù)难b置領(lǐng)域，在不斷努力中，要更加努力廣泛的使用電力自動化的技術(shù)，并且滿足用戶的手段。現(xiàn)階段，無功補償作為主要的補償方式成為新方向，對無功補償容量配置進行確定，性價比將會重點提高，提高電能傳輸?shù)慕?jīng)濟效益。在這個過程中，使用新的技術(shù)，發(fā)展新的技術(shù)，新的設(shè)備發(fā)展起來，同時對未來的無功補償技術(shù)更加的經(jīng)濟有效。

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TM714.3

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1004-7344（2016）13-0058-02

2016-4-20

孫碧亮（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事電力工程設(shè)計等相關(guān)工作。