變電設計中無功補償裝置的設計方式探析

王麗娟

摘 要：電力系統的應用對城市化發展做出重要的推動作用，同時隨著城市用電量的不斷增加，對電力系統的安全性和可靠性也提出了更高的要求，而在電力系統運行的過程中，通過無功補償裝置可以對電力系統中的電壓進行調節，在本文中筆者將對變電設計中無功補償裝置設計方式進行深入分析。

關鍵詞：變電設計；無功補償裝置；設計方式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.2030 前言

在經濟建設快速發展過程中，電網建設與電網普及覆蓋面不斷擴大，但是由于我國電網建設起步較晚，易出現供電不良、供電分布不均等現象，這對城市用電造成了一定的影響，而無功傳輸可以減少電網電壓輸送損耗，因此為了能夠更好的提高電網電能輸送量，為居民用電量提供有效保障，加強變電設計中無功補償裝置設計方式研究就顯得越發重要。

1 變電設計中無功補償概述及設計原理

國家電力部門規定，將功率因素達到0.9或者0.9以上的用戶定義為高壓用戶，而現下低壓用戶功率也要達到0.85～0.9之間，由此可以看出我國用戶用電功率是比較大的，而隨著城市化進程的不斷加快，城市用戶的不斷增大，電力系統無法滿足大功率負荷，就易出現供電不良、供電分布不均等現象，無功補償就是無功功率補償，在電網系統之中進行無功補償，可以使電網功率因數提升，從而減少電壓輸送過程中的損耗，這樣就可以起到提升電功率，改善用電環境的應用目的。而無功補償涉及方式有很多，如調相機設計、電容器設計、電抗器設計、靜止無功發生器設計，這些設計方式的無功補償設計原理，就是電路系統中安裝相關裝置，從而衡電力系統容性無功功率與感性無功功率，對線路進行無功補償，這也可以被稱之為無功補償法[1]。

2 變電設計中無功補償裝置的設計方式探析

2.1 調相機設計

在進行變電設計無功補償裝置設計時，調相機設計是以往最常使用的一種設計方式，具體而言，調相機無功補償設計方式應用過程中，主要是利用了同步調相機這一裝置設備，此種裝置設備與發電機的原理大致相同，是通過勵磁運行作用讓電力系統中接收到無功功率，而當欠勵磁運行時，電力系統又可以將感性電磁再次傳輸出去，這樣就實現最佳的無功負荷運行效果[2]。因此在進行調相機無功補償設計時，重要的就是對勵磁運行裝置進行調節控制，從而實現同步調相機對裝置中無功功率電壓的吸收或者輸出，為電力系統的安全運行提供最大限度的保障。但是值得注意的是，在進行調相機無功補償設計時，由于同步調相機屬于旋轉式機械，在運用的過程中有功損耗比較大，因此若是使用的同步調相機容量比較小，易造成成本方面的浪費，因此在電網系統運行需求量不斷增加的今天，利用調相機進行無功補償設計還應不斷進行改進。

2.2 電容器設計

電容器設計也是變電設計中無功補償裝置設計的一種常見方式，電容器無功補償設計，就是在電網中并聯電容器，從而實現容性負載提升，這樣電網系統在進行容性功率吸收或者輸出時，就可以更好的實現線路中感性負荷方面的無功要求，進而實現最佳的無功補償效果。同時利用電容器進行無功補償設計，投資費用比較少，并且調試方便，既可以集中式的進行使用，也可以分散性的進行設置，因此此種設計當時的靈活性是比較好的。由于電容器無功補償設計具有如此多的優勢，因此有數據調查顯示，在我國已經有90%的電網系統利用電容器設計進行無功補償[3]。但是在利用電容器進行無功補償時，必須要保障無功功率與節點電壓數值之間呈現一種正比例關系，這樣才能減少電力系統之中電壓的損耗，若是在進行電容器無功補償設計時，無法滿足這一要求，實際補償效果也會受到一定的影響，這是現下應用電容器無功補償設計方式的一大難點，為此還需不斷的加強電容器無功補償設計方式方面的研究[4]。

2.3 電抗器設計

利用電抗器進行無功功率補償，電抗器設計主要就是將電抗器并聯在一起，從而實現無功補償效果，應用此種設計方式可以增加感性無功功率，從而起到平衡電力系統容性無功功率與感性無功功率的作用，因此電抗器無功補償設計方式在一些輸送功率比較小，負荷比較輕的電網系統中，具有很好的無功補償效果，同時對于早期的電網系統以及一些新建的電網系統中，都可以進行使用[5]。但是在應用電抗器進行無功補償設計時，若是導線中的電容性使容性充電功率提升，從而導致電網系統中的感性無功功率降低，在進行電抗器設計時，必須要保障電壓水平衡，維持系統中的無功平衡率，這樣才能防止電力系統內部的電壓增大，從而對電力系統的運行安全造成影響。

2.4 靜止無功發生器設計

在電網技術快速發展的過程中，在進行電路系統無功補償時，開始嘗試使用靜止無功發生器設計，此種設計方式主要是在線路之中加一個自變換電流，從而實現無功補償作用。在靜止無功發生器設計中，可以對交流電壓相位進行控制，但是卻不會受到交通電壓的幅值影響，通過完成交流上的相位，進行更好的無功功率輸出或者吸收，并且只有將SCG啟動時，才能對電容進行充電，進而建立直流電壓。而在正常運行過程中，因為會存在一定的消耗，電流失量無法垂直，因此可以利用SVG進行功率補償。但是由于此種設計方式，不能與電網直接進行連接，因此在將其應用到高壓系統之中，必須要利用串變壓器進行連接。

3 總結

在城市化進程快速發展的過程中，城市用電量需求不斷加大，因此易出現供電不良、供電分布不均現象，而無功傳輸可以減少電網電壓輸送損耗，為此能夠更好的推動我國電力事業穩健發展，加強變電設計中無功補償裝置的設計方式研究至為重要。

參考文獻：

[1]湯少彥.變電設計中無功補償裝置的設計方式[J].中國新技術新產品，2016（15）：70-71.

[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（05）：124-125.

[3]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.

[4]吳偉敏.低壓配網中TSC型動態無功補償裝置的設計與應用[J]. 自動化與信息工程，2006（03）：21-23.

[5]賀建閩，李群湛，黃治清.靜止無功補償裝置設計與運行試驗[J]. 電氣化鐵道，2001（01）：1-4+17.endprint