淺談電力網中無功補償技術

牛生梓

摘要：隨著人們日常生產生活質量的提高和工業的飛速發展，電力系統中非線性設備日益增多，降低了電力系統的可靠性、穩定性以及負載和電力網的功率因數。因此，提高功率因數對電力網進行及時、動態的無功補償，是當前電力行業面臨的重大研究課題。

關鍵詞：電力網;無功補償;技術分析

1電力網無功補償的原理

無功補償技術的原理是將事先通過計算確定好容量的容性功率的負載并聯在具有感性功率的負載兩端，這樣容性負載產生的無功功率就可以補償感性負載產生的無功功率，實現電能在兩種負荷之間來回的轉換，提高功率因數。電力系統中，用電設備的正常工作既需要電源提供有功功率，也需要電源提供無功功率來維持。在實際的電力系統中，發電機等輸出設備無法向負載提供足夠的無功功率。為了保證廣大用戶對無功功率的需求，同時能使電力網中的設備能在額定情況下正常工作，需要在無功功率不足的地方增添無功補償設備進行就地補償。

2無功補償技術應用優勢分析

在電氣自動化系統中，無功補償技術的應用至關重要，不僅能夠保證電力系統安全穩定的運行，而且還能夠減少系統運行成本。無功補償技術系統的組成結構比較復雜，具體包括切除判斷裝置、系統參數調節元件、輸出電路輸電系統信號檢測采集系統、電容器投入以及補償情況判斷識別元件等等。通過將上述元件設備進行有機組合，即可形成完整的無功補償體系。

3電力網中無功補償技術的應用

3.1應用真空斷路器和電容器

在使用電氣自動化系統時，要對無功補償方式進行合理的應用，可以討論出合理的運行方案和管理制度，使其有效的發揮作用，促進工作的完成。如果想要工作整體更加便捷，可以使用真空斷路器和電容器，這樣可以減少成本的投入。

3.2靜止無功補償裝置（SVC）

目前，靜止無功補償器是我國高壓電力網中性能比較優良且發展前景較好的一種無功補償裝置。靜止無功補償裝置被定義為并聯連接的無功靜止發生器或吸收器，其輸出的電流既可以為容性，也可以為感性，以此維持系統中的一些特定參數。因此，SVC有很多不同結構，其中最常用的是晶閘管投切電容器型（TSC）、晶閘管控制電抗器型（TCR）和飽和電抗器型（SR）。SVC調節速度很快，能夠適應目前電力網迅速、動態的補償要求，且其組成部件中不含有轉子，所以運行維護量較小。相比于其他無功補償器來說，它的可靠性也較高，但是損耗較大，產生諧波較多。

3.3變電站的無功補償

（1）在供電系統中，變電站為十分重要的供電中心，通過應用變電站，電力用戶能夠從各個等級的配電線中獲得電能。在此過程中，必須嚴格依據分級補償原理，如果變電站配電線路以及電力用戶的無功功率能夠達到良好的平衡狀態，則變電站無需為電力用戶提供無功電能。（2）容性無功補償設備。該設備主要被應用于變壓器無功補償中，在確定主變壓器容量的基礎上，即可幫助了解容性無功補償設備的容量，通常情況下，對于容性無功補償設備的容量，可根據主變壓器容量的10%～30%進行配置。需要注意，如果容性無功補償設備已經達到主變壓器最大負荷，則可能會對電力系統運行安全性構成威脅，對此，應注意將其高壓側功率因數提升0.95。除此以外，如果每一臺主變壓器的容量均在40MVA以上，則對于各個變壓器，均應安裝2組以上的容性無功補償設備。

3.4并聯電抗器補償

在當今電力系統中，并聯電抗器應用廣泛。它可以與超高壓線路直接相接，起到限制高壓線路上的過電壓的作用，有利于單項重合閘。由于超高壓輸電線路很長，那么空載長線電容效應則會引起線路電壓的升高。特別是單端電源供電的空載導線發生接地故障時，應待故障處電弧熄滅后再重合該相。但是，由于發生短路故障時，會由于短路電流的互感效應而使潛供電流在短時間內難以消除。若在線路上并聯一個三相Y型電抗器，且其中性點經小電抗器接地，就可以限制并消除單相接地處的潛供電流，使電弧熄滅，有利于重合閘成功。高壓三相電抗器的損耗較小但造價高，而適用于低壓側的并聯電抗器的造價低，易于操作。

3.5電力用戶補償的實際應用

在無功補償技術的應用過程中，用戶的電力補償也是其中比較常見的一種技術，同時也可以被看作是電力系統在實際應用過程中最核心的一種表現方式。在針對各種不同類型的補償方式進行選擇時，需要結合用戶在實際用電過程中的范圍或者是用電比較集中的時間段等。將這些因素進行綜合考慮，這樣不僅能夠選擇出符合實際情況要求的無功補償技術，而且還能夠將這些技術的作用和價值發揮到最大。

3.6無功補償技術在固定濾波器和電容器、電抗器中的調壓應用

無功補償技術在實際應用過程中，將其應用到電容器、電抗器當中，其應用價值主要體現在可以針對電氣系統的變壓器進行有效調節。通過對電氣系統實時有效的調節和利用，不僅能夠促使整個電氣系統中的電流得到穩定有效的調整和控制，而且還能夠促使電氣系統中的整個資源消耗情況得到有效控制。

3.7無功補償電源容量選擇

根據我國相關法律規定，當地處在用電高峰期的時段。用戶的功率因數應該達到以下要求，一些用于生產的工業部門和高壓供電應該配備調整電壓的裝置。功率因數低于0.9以下都視為不合格。其他100千瓦等以上用電的部門功率因數不能低于0.85以下，而一些農業上的用電功率因數要求在0.85以上。

當前投入使用中的大多數電力系統和用電用戶中，都按照功率因數為0.9作為補償。這種補償方式和經濟原則比較起來，電力系統無功補償容量，則更占有優勢。首先應該確定是哪種類型，才能具有針對性的選擇計算公式正確的計算，要考慮無功負荷的幾大因素。他們分別是頻率、幅值和速率。然后在確定無功變化的頻率為每天達到的次數。如果幅值較大的話，應該把并聯電容器作為首要選擇。第一，10伏的負荷功率因數應該以0.9去計算。第二，按照國家相關的一些規定，當用戶處在用電高峰期的時段，220千伏變電站主變變高公因數應該高于0.98。110千伏變電站應該高于0.95。但不是處在用電高峰期的時段，功率因數應該按照0.95以下計算。

4結束語

綜上，在電力運行的過程當中，對無功補償技術進行有效的應用，不斷對其進行完善。無功補償技術可以將電力網的整體性能進行提高，減少對資源的消耗，將消耗的電源能量減少。同時要對無功補償技術進行不斷的創新和完善，從而促進該技術的發展，提高電力運行的效率。

參考文獻：

[1]胡成剛.論電氣自動化中的無功補償技術[J].住宅與房地產，2017，（18）：284.

[2]劉雯.淺談電力網無功補償裝置的補償原理[J].科技與企業，2015，（19）：220.

（作者單位：酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司能源中心）