無功補償裝置在電力系統中的應用

呂德國

北京石大東方工程設計有限公司 山東 東營 257000

引言：

許多電氣設備在運行的過程中，必須要有無功功率的存在，但是，無功功率的不同區域分布以及無功功率強弱的變化都會影響到電壓的穩定性，此外，無功功率也會占據一定的有功功率，所以必須通過一定的合理的方式進行無功功率的補償。

1 無功補償原理

在電氣設備的使用過程中，無功補償設備會提供一定的無功功率，利用無功功率來補償負載，這樣可以有效的減少輸電線路的負荷。同時，應用無功補償裝置可以為網絡輸電線提供其穩定運行所需要的無功功率，也能夠根據輸電線路的運行需要，吸收無功功率。在電氣設備的相關研究基礎上可以知道，無功電源在運行過程中是不會產生或消耗任何有效功率的，因此要完成無功功率的補償，只需要為設備提供一定的無功功率，或者是讓其吸收一定的無功功率即可。

在電力系統的運行過程中，無功功率的補償幾乎都是應用的電流型補償以及電壓型補償兩種機制。在電流無功功率的補償線路當中，是將電壓作為基準矢量，通過無功電流，不但合成的補償電流值可以保持在一個比較小的防范未，且合成電流的分量也會由此減少。而另一種電壓無功功率的補償當中，是將電流作為基準矢量，線路當中以無線路損耗的元件為重要裝置，這個元件的電壓可以反向抵押線路當中的無功分量，因此，電壓的無功分量也可以得到減弱。

2 無功補償最新進展

2.1 多功能化

從電力系統的組成的層面來分析，其系統構成除了要滿足上述的一般要求，通常還需要單獨設置一些額外的系統功能，如無功補償裝置，還要具備安全、便利的操作系統，還有快速穩定的網絡連接功能。還有一些要求較高的會系統甚至要求在接通和切斷電源之前要檢查系統當中可能存在的故障。

2.2 集成化

系統的控制裝置通過先進的集成芯片，因此在很小的芯片尺寸情況下可以實現更多功能的集成，而且占據的面積是非常小的，節省了空間。

2.3 綜合化

在無功補償裝置當中，其硬件設備的組成是相對多樣和復雜的，而且對設備的控制方式也有很多不同的類型。

2.4 智能終端

隨著信息技術的不斷發展和應用，在電力系統當中，無功補償也不在需要近距離的人工操作，而是可以通過遠程控制的方式進行設備開啟和關閉的指令，而遠程操控得以實現是依靠了有線通信和無線通信的方式。電網運行的控制盒管理中心在對系統運行的數據進行分析后，通過網絡控制通道發出一定的控制指令，這樣就可以啟動無功補償裝置。這種遠程控制的形式是非常重要的，經常用于電力系統的自動化建設當中。

3 無功補償技術在電力系統中的應用策略

3.1 合理選擇無功補償技術

在無功補償的系統當中，要想獲得更高水平的無功補償的效果，就必須要結合系統實際情況，選擇更貼近實際的無功補償技術，當前電力系統的相關設備和技術實現了很大的發展，整個電力系統中使用的電力設備和元件也越來越復雜，電力系統的應用對系統自動化和設備的智能化要求也有更高的標準。在系統當中如果僅使用一種單一的無功功率補償技術，那么將會難以實現系統的無功補償的要求，所以，必須要結合系統的實際需要有針對性的選擇無功補償技術，在無功補償的相關設備和技術不斷發展的背景下，選擇更加適合的無功補償技術和元件，不僅可以更好的降低成本，也可以獲得更好的補償效果。

3.2 補償裝置的選用

對于補償裝置的選用，要從以下方面加以把控：

3.2.1 補償特性

SVC可以和1個可控電抗器等效，電力系統電壓和無功功率的平方存在正比關系，當系統電壓下降，SVC輸出的無功功率能夠和其平方成比例下降。

3.2.2 諧波特性

含有TCR的SVC裝置在實際運行過程中，會產生諧波，因此需要裝設濾波裝置。利用多電平PWM調制技術與其它技術等，能夠濾除少量的高次諧波。

3.2.3 響應速度

SVC使用的晶閘管，響應的速度在50ms左右。STATCOM使用的是全控型器件以及PWM技術，直流側電容充放電時間與串聯電抗等因素，直接影響著STATCOM響應時間。

3.3 合理選擇投切開關

在電力系統的運行過程中，要結合系統的實際情況，以無功功率補償的技術需求為基礎，選擇更加合適的投切元件，這種元件的選擇需要做好系統的研究和分析，不可隨意選擇，以免作用無法達到。

3.3.1 過零觸發固態繼電器

這種類型的開關具有一定的應用優勢，主要集中在投切所需要的時間是非常短的，可以迅速完成偷竊操作，而且由于其較高的速度對系統運行產生的影響是很小的。

3.3.2 智能真空開關

此類開關是由低壓真空滅弧室、永磁操作機構等組成，被廣泛的應用于電抗回路中，進行投切操作時，能夠確保電壓為0，安全性與可靠性較強。

3.3.3 復合智能開關

此類開關的應用，實現了固態繼電器、交流接觸器并聯運行，功耗低，投切速度快。

3.3.4 真空斷路投切電容器

真空斷路的投切設備氣設備的價格是比較低的，因此只需要很少的成本就可以獲取，而且設備的操作也并不復雜，但是這種設備會在投切的過程中產生瞬間高壓，對于系統的相關設備元件會有一定的影響，甚至會損壞相關設備元件，也會干擾系統的穩定運行，直接造成系統的使用壽命的縮短。因此，這種投切設備的選擇必須要謹慎，只有當電力系統運行必須的時候，再進行選擇使用。

4 結束語

在電力系統的無功補償發展過程中，無功補償裝置的自控化控制系統在促進電力系統發展方面發揮了非常重要的作用，這種自動控制技術的使用是電力系統無功補償發展中的一個重要突破。這種自動控制裝置不僅能確保迅速、及時、準確地實現電力系統的無功補償，并可以更好地保證電力系統運行的安全和穩定。針對系統運行的實際情況，合理的選擇無功補償的裝置可以最大限度地提升無功補償的質量，減少電力系統的設備損耗，有效地提高電網的運行質量。