變電設計中無功補償裝置的設計方式探析

陳凡武

摘 要：電力供電系統(tǒng)是我國電力企業(yè)基礎性建設中最為重要的部分，大大提高人們生活質量，并且對工業(yè)的發(fā)展提供了基礎。但是，我國電力企業(yè)在發(fā)展中由于水資源、地理環(huán)境以及經濟規(guī)模等在一定程度上具有差異性，致使我國發(fā)電廠的分布出現(xiàn)不均衡情況。為此，電力企業(yè)在發(fā)展的基礎上，應做好無功補償裝置工作，以此提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

關鍵詞：變電設計；無功補償裝置；設計方式

前言：隨著人們生活質量的提升，人們對用電需求越來越高，其中電壓對電力企業(yè)的發(fā)展起到關鍵性作用，是衡量電能質量的重要指標，對整個電路運行具有較大的促進作用。此外，對電壓進行管控，可有效保證線路的正常運行，以保障電網在運行中的穩(wěn)定性，為用戶提供高質量的用電需求。電壓質量受無功電力的影響，所以做好無功電力管控工作，能夠有效提升供電水平，并且做好變電設計工作中無功補償裝置設計工作，可大大提高電網運行效果。

1 無功補償概述以及原理

1.1 無功補償概述

無功補償又稱之為無功功率補償，在供電系統(tǒng)運行過程中，主要是對電網功率因數(shù)進行提升，以此對輸電線路與供電變壓器運行損耗進行合理降低，并提升供電效率，對供電環(huán)境進行完善[1]。所以無功補償裝置在電力系統(tǒng)運行中起到關鍵性作用，其中在對無功補償裝置實施選擇過程中，能夠有效減少電網運行時的損耗，使供電質量得到有效提高，若選擇不合理，直接導致諧波增大以及電壓不穩(wěn)等問題。

1.2 無功補償原理

電網在功率輸出過程中，主要有無功功率與有功功率兩個方面，其中有功功率主要是對電能的直接消耗，并轉換為其他形式的能量，以此畸形做功；無功功率對電能不產生直接消耗，并將電能轉換為其他形式的能量，是設備做功的主要能量，同時在電網運行中達到與電能周期性轉換效果。此外，無功補償?shù)幕驹恚饕前迅行怨β守摵膳c容性功率負荷進行并聯(lián)在一個電路中，并且能夠將能量在不同負荷中進行流通，同時通過容性負荷輸出的無功功率對感性負荷所需要的無功功率實施補償。另外，從實質角度來看，就是通過交流電力電容器替代原本的電網，提供相應的無功功率。

2 無功補償技術

電力企業(yè)相關人員還需要利用無功補償技術來降低線路損耗問題，我國電力系統(tǒng)中包含了有功功率和無功功率，元功功率的主要特點是不消耗電能，只是把電能通過轉化變?yōu)槠渌问侥芰浚瑸榇丝梢酝ㄟ^動態(tài)無功補償技術來降低供電系統(tǒng)的損耗。此外，電力系統(tǒng)在運行過程中使用動態(tài)無功補償技術，能夠對企業(yè)用電功率進行有效提升，并能夠有效降低企業(yè)運行成本。動態(tài)無功補償技術的利用主要從以下幾點入手：1，在滿足無功功率時，保證無功補償裝置在電網供電中應用的準確性，使應用最大化；2，相關工作人員在利用無功補償技術時，可以將無功補償裝置根據(jù)串聯(lián)方式進行連接，能夠在較大程度上降低供電系統(tǒng)損耗；3，無功補償技術在應用時，需要對補償容量與補償點進行合理設置，并根據(jù)設計數(shù)量實施無功補償，以降低供電系統(tǒng)損耗。

3 變電設計中無功補償裝置的設計方式探析

3.1 調相機設計

在對變電設計無功補償裝置進行設計過程中，最為常見的設計方式主要是調相機設計，在對調相機無功補償設計的應用時，一般采用同步調相機裝置，主要是因同步調相機裝置和發(fā)電機運行原理極為相似，都是在勵磁作用下使電力系統(tǒng)接收無功功率，當欠勵磁在運行過程中，電力系統(tǒng)二次把感性電磁進行傳輸，使無功負荷運行效果達到最佳狀態(tài)。所以調相機無功補償設計在運行過程中，最為重要的環(huán)節(jié)就是對勵磁運行裝置實施合理調控，以此實現(xiàn)同步調相機對裝置中無功功率電壓的吸收和輸出，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與運行安全。但是，調相機無功補償設計在運行過程中，由于同步調相機運行損耗相對較大，若采用容量小的同步調相機，會大大增加運行成本，所以在電網系統(tǒng)運行需求量不斷增加的背景下，調相機無功補償設計需要進一步改進優(yōu)化。

3.2 電容器設計

變電設計中無功補償裝置設計中最為常用的設計是電容器無功補償設計，主要是將電容器在電網進行以并聯(lián)的方式來實現(xiàn)容性負載的提升，使電網系統(tǒng)在進行容性功率輸出和輸入過程中，能夠對線路中感性負荷方面的無功要求進行滿足，以此達到最佳無功補償效果。此外，在進行電容器無功補償設計時，能夠大大降低運行成本，并且調試方法較為便捷，不但能夠采用集中式進行設置，而且還可使用既可以采用分散式的設置，具有較高的靈活性。由于電容器無功補償設計有較多的優(yōu)點，據(jù)調查顯示，我國90%的電網系統(tǒng)在設計過程中采用電容器設計無功補償，但在進行電容器無功補償過程中，需要保證無功功率與節(jié)點電壓數(shù)值呈正比例關系，只有這樣才能使電力系統(tǒng)中電壓損耗得到有效降低，若果是電容器無功補償設計，不能滿足電壓損耗的有效降低，會在較大程度上影響實際補償效果[2]。

3.3 電抗器設計

電抗器進行無功功率補償設計主要是通過把電抗器采取并聯(lián)的方式，達到一種無功補償效果，不但能夠在較多程度上提高感性無功功率，而且可對感性無功功率與容性無功功率進行有效的平衡，具有較大的促進作用，所以此種設計方式在輕型電網系統(tǒng)中，能夠達到較好的無功補償效果，主要是因電抗器無功補償設計方式具有輸送功率小、負荷輕等優(yōu)點，與此同時電抗器無功補償設計完全適用于不同時期的電系統(tǒng)。在對電抗器進行無功補償設計的應用過程中，如果容性充電功率在某一個特定環(huán)境中出現(xiàn)提高狀態(tài)，會大大降低感性無功功率，在對電抗器進行設計過程中，必須要保證電壓水處于平衡狀態(tài)，并對無功平衡率進行合理維持，只有這樣才能保證電力系統(tǒng)內部電壓保持在一定范圍內，影響電力系統(tǒng)的安全運行。

3.4 靜止無功發(fā)生器設計

電網技術在發(fā)展過程中，在實施電路系統(tǒng)無功補償時，對靜止無功發(fā)生器設計進行嘗試設計，該設計是在線路中加入一個自變換電流，以此對無功補償?shù)靡詫崿F(xiàn)。在進行靜止無功發(fā)生器設計過程中，能夠在一定程度上控制交流電壓相位，不會被交通電壓的幅值產生影響，通過完成交流上的相位，使無功功率更好的輸出或者輸入，且只有啟動SCG時，才能對電容進行充電，以此進行直流電壓的建立。在正常運行過程中，會出現(xiàn)不同程度的消耗，無法使電流矢量處于垂直狀態(tài)，可以通過SVG對功率進行有效的補償。

結語：

綜上所述，我國電力企業(yè)供電系統(tǒng)發(fā)展較為順利，隨著我國經濟的不斷提升，電網在發(fā)展中規(guī)模不斷擴大，但是變電站分布情況受到我國國情的影響，使在發(fā)展中需要進行不斷的創(chuàng)新與優(yōu)化。此外，無功補償裝置能夠對電網電能傳輸質量進行有效的提高，可大大減少電網運行中線路的損耗，這就需要對無功補償裝置的設計進行有效的完善與優(yōu)化，對電網運行的穩(wěn)定性與安全性具有較好的促進作用。

參考文獻：

[1]楊琳. 變電設計中無功補償裝置的設計方式探析[J]. 通訊世界， 2014（15）：118-119.

[2]聶寧. 變電設計中無功補償裝置的設計方式探析[J]. 通訊世界， 2015（5）：124-125.