電力變電設計中的無功補償技術

孫碧亮

（國網四川省電力公司綿陽供電公司 四川綿陽 621000）

電力變電設計中的無功補償技術

孫碧亮

（國網四川省電力公司綿陽供電公司 四川綿陽 621000）

近年來，我國電力發展迅速，通過并聯的方式帶有容性和感性的方式，安裝在同一線上。有傳統的低壓無功補償技術。有傳統的低壓技術。還有其他的地壓技術。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的原理作為根本切入點，從低壓無功補償技術的缺陷入手?？偨Y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的應用，并且對容質容量的設置進行分析。說明對無功補償在變電中的作用對比效果。

電力發展；變電設計；無功補償；技術；負荷功率；電氣自動化；缺陷；容質容量；方式

1 前言

隨著我國經濟的不斷發展，我國的電力企業得到了飛速發展，電網覆蓋范圍越來越廣泛。無功補償中也常常出現一些問題，為了能夠保證地理系統的穩定，在變電中解決無功補償技術的問題顯得越來越嚴峻。影響電能電壓質量的重要因素就是無功補償，電能質量的衡量指標就是電壓。所以，在變電設計中，電壓問題就是無功問題，在變電設計中對無功補償進行分析，對電力行業起著重要的作用。

2 無功補償的原理和重要性

2.1 在無功補償中，不管是民用負荷還是工業負荷，運用變電設計中將原本電網的變壓器輸出交流成為電力容器進行輸出，所有的電力設計大多數為感性負荷，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換，假若想要實現兩者之間的轉換，那么其輸出功率也可以實現互相補償的作用。那么提供無功功率的體現方式主要有兩種：①輸電系統設計要考慮有電功率和無電功率。但是只有輸電系統通過無工利率的傳輸似的輸電線路損耗方面有明顯提升，以此來降低經濟效益。②補償電器：補償電器的使用不用輸電系統的傳輸，從而減少損耗。運用變電設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，變壓器無法正常發電。正常情況下電力系統一旦功率不足，那么就無法構建正常的電磁場，電壓也就會降低，最終用電設備也就無法正常運作。

2.2 無功補償的重要性

在某某工程中，如果用戶是由發電企業直接提供，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，對經濟效益同時也是一種損耗。電力傳輸系統在運行過程中應該像（變壓器，電動機，輸電線路）這些設備輸出無功功率，無功功率的產生不會發生太多的消耗，但是會影響電壓以及功率的損耗。

3 變電設計中的無功補償與原理分析

無功補償的實質就是要減少無功功率在電能傳輸網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，電網只有對有功功率進行傳輸，無功功率反而會加重電網的負荷，是電網損耗增多，達到電壓下降。在無功補償中，對電能傳輸網絡中的進行有效的控制，降低電能傳輸的損耗。在進行無功功率的裝置過程中，應該要根據電壓，系統的穩定性，功率的平衡要素，避免裝置引起的操作電壓對電能產生影響。

4 電力變電設計中的無功補償技術

4.1 調相機

同步調相機的作用原理和正在運作的同步電動機類似，同步調相機是通過裝置產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，但是現在進行的這種無功補償的裝置還在不斷發展的現在，得到了些許的改變。從而產生發電作用。同步調相機屬于旋轉機械，有功損耗太大，但是如果同步調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，并且連在系統中，然后在系統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，要安裝調試方便，損耗低，好率高來實現無功補償容量。意味著，補償效果而言，節約電壓，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

當電力系統出現輸送功率小，輸電線路的感性功率進行降低，或者出現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角接入系統的有效進行改變，從而是系統的無功功率進行調節。也就是靜止無功補償器，應用的地方有輸電系統的波阻補償以及負載無功補償。補償系統的動態響應性能有著一定的影響。

4.5 靜止無功發生器（SVG）

在不斷發展的今天，電力系統開始使用靜止無功補償裝置。其實質就是靜止無功發生器（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電壓相位90度，進而實現輸出和吸收無功功率的效果。假如忽視無功發生器產生的損耗，那與系統就不存在有功交換，只有無功交換，直流上電容電壓也會維持不變。

5 傳統的低壓無功補償技術

5.1 傳統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：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產生的涌流，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系及區域的無功優化，它是由循環投切，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

①過零觸發固態繼電器：這種電器的特點是動態反應，但是運用也會造成污染，因為對電網沒有沖擊，沒有涌流，壽命也會比較長。②機電一體化智能負荷開關：這種開關實現了快速投切，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：采用低壓真空滅弧室及永磁操作，這樣可以實現電容過零投切，這種優點就是可靠性高，壽命長，目前這種也正在實現商品化。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模塊化結構：在當前應用較為廣泛的模塊化的設計結構，結構與功能的模塊化的成型滿足不了系列產品形成其應有的特點，形成了多種的容量規格的標準化單位，與此同時更加便于各種裝置的維修和調整。

6 電力自動化無功補償技術的分析

6.1 補償的方式

隨著社會的不斷發展，單純的固定補償與動態不長相結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合

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

6.3 穩態補償與快速跟蹤補償相結合

穩態補償與快速跟蹤補償這兩種方式的結合將會是未來發展的一個趨勢，其作用是可以提高功率因素，減損節能，還可以補充挖掘設備的工作容量，充分發揮設備的能力。他們也將面對大型的企業，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，提高產業的產量，使得企業經濟效益實現最大化。

7 無功補償的方式

變電設計中的無功補償方式目的就是為了改變電網的分布，就是那里有需要就去那里進行補償。在變電設計中，減少電網中的電壓及有功功率的損耗，從而達到用戶的使用質量。在很多人看來，無功補償的系統應該以穩定性，電網電壓，無功平衡，調相調壓為依據，在高低壓配點線路中對并聯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計。在變電設計中，一般會選擇在用戶的電源開關柜子與變壓器并聯補償的安裝方式?？傮w來說，無功補償就是為了促進功率因數的提高，提高設備的供電能力，降低對電網傳輸中的電能及損失。

8 結語

隨著我國電力的不斷發展，在變電設計中進行無功補償是電網傳輸過程中的一個重要組成部分，隨著電器的改革，同步調相機漸漸退出了無功補償的裝置領域，在不斷努力中，要更加努力廣泛的使用電力自動化的技術，并且滿足用戶的手段?，F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，提高電能傳輸的經濟效益。在這個過程中，使用新的技術，發展新的技術，新的設備發展起來，同時對未來的無功補償技術更加的經濟有效。

[1]胡進輝.變電站無功補償技術研究與應用[D].華北電力大學，2013.

[2]許偉.關于智能無功補償技術在電力自動化中的的探討[J].電子世界，2011（11）.

[3]陳 睿.淺議電力自動化智能無功補償技術[J].硅谷，2010（21）.

[4]楊曉光，張 捷.變電設計中的無功補償分析[J].科技與企業，2013（12）.

[5]喻勤富.淺談變電設計中的無功補償[J].黑龍江科技信息，2012（12）.

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計等相關工作。