探析電力系統中無功補償裝置的應用

王啟盛

摘要：隨著我國社會經濟的快速發展，工業、農業的生產對電量的需求也在不斷提高。由于受到地理環境、水力資源、燃料運輸等多種因素的影響，造成發電廠位置分布不均衡。為了能夠提高電力系統的整體穩定，必須要解決遠距離輸電的問題。無功補償能夠解決在電力系統中電壓不穩、電力損耗、無功電流的影響，確保電力系統的穩定運行。本文對無功補償裝置在電力系統中的應用進行分析，詳細說明電力系統無功補償的重要作用，對無功補償裝置分類進行介紹，確保無功補償的整體效果得到全面增強。

關鍵詞：電力系統;無功補償裝置;主要分類;應用分析

在電力系統運行的過程中，由于受到功率因數和電壓波動的影響，導致電氣設備無法充分利用，造成電力傳輸能力不足、損耗增加。為了能夠的提高電力設備的運行效率，必須要對電力系統的無功電源進行合理優化以及及時補償，確保電壓水平的全面提高，保證電力系統的穩定運行。無功補償的裝置能夠確保有功網損和無功網損，保證整個電力系統實現安全穩定運行。

一、電力系統無功補償的應用價值

在電力系統中，由于受到無功電流的影響，導致系統的導線容量、設備容量和系統損耗不斷增多，對整個系統的可靠性和穩定性帶來不利影響。絕大多數的用電設備都具有改變特點，必須要從電力系統中吸收無功功率，如果有功功率保持恒定增大時會引起總電流增加，造成電力系統元件增加，這樣也會導致工廠內部的啟動控制設備、測量儀表等相關的設備規格出現增大的可能，造成投資費用過度[1]。

在系統傳送的過程中，總電流的增大也會造成供電線路的增大，給整個線路和變壓器造成一定的損失，也會導致電力系統發電設備調壓困難，由于無功電流的增加，導致電機轉子發生磁效應增加，激勵電流過度，轉子繞組的溫度會明顯升高，甚至會引起隱患。

由此可見，電力系統的無功功率很容易導致電壓和頻率無法保持恒定，除了要充分運用發電機無功功率之外，還應該安裝合適的無功補償裝置，確保整個無功系統達到平衡。

二、無功補償裝置的分類和選擇

（一）機械旋轉類無功補償裝置

機械旋轉類無功補償裝置作為最原始的補償裝置之一，能夠調節無功功率和靜態電壓，機械旋轉類無功補償裝置能夠對轉子繞組的勵磁電流進行調節，確保無功功率的穩定輸出[2]。

機械旋轉類無功補償裝置，包括同步調相機、同步發電機和同步電動機三種。同步調相機的功能與同步電動機具有相似性，但是兩者卻存在明顯的差別，因為同步調相機既能夠勵磁運行，也能夠在欠勵磁狀態下運行，如果過濾池運行時同步調相機會生成感性無功功率起到升壓的效果，在欠勵磁運行的狀態下能夠吸收感性無功功率，起到降壓的效果，同步調相機自身的無功補償機制非常靈活，應用范圍非常廣泛。

同步發電機自身的無功補償效果，已經無法滿足現代化電力系統的運行需求，逐漸被其他的裝置所取代。由于同步發電機的無功補償原理與同步調相機大體類似，也能夠實現無功功率補償，通常情況下同步發電機并不適用于無功補償裝置，因為發電機自身容量小，在運行時由于同步發電機內部會產生電壓波動，導致電路運行效果不理想，在發電機超負荷運轉時也有可能因為功率過度而導致絕緣層擊穿引發故障[3]。

（二）靜止類無功補償裝置

靜止類無功補償裝置缺乏旋轉部分，整個設備的運行也始終保持相對靜止狀態，靜止類無功補償裝置的體積更小效率更高，能夠利用集成化的控制，靜止類無功補償裝置，具有響應速度快的特點。在電力系統中被廣泛應用，精子類無功補償裝置，包括固定電容精雜管控制電抗器和靜止無功補償器等，其中固定電容能夠實現負載側無功補償，整體的結構更加的簡單，具有經濟實用的優點，但是在實際應用的過程中，固定電容自身的缺點也比較明顯，例如在電容通電時，瞬間電壓會超過額定電壓的幾十倍甚至上百倍，很容易導致電容擊穿造成設備損壞，此外固定電容只能夠實現分級補償，這也導致無功補償的效果并不明顯，無法確保無功補償和電力系統調控的實效性。

晶閘管控制電抗器在電力系統運行的過程中，由于其基本構成的部分非常的復雜，作為一種感性無極補償器晶閘管，電抗器能夠根據晶閘管內部電壓的變化，對整個電抗器進行無級調節，通常來說電力系統的負荷電壓變化可以根據用電的實際情況進行判斷，例如，在夏季電力需求高峰時期，能夠對電力系統的輸電流量進行及時調節，避免受到局部電壓過高造成電網癱瘓的問題，經常管控制電抗器，能夠利用電抗性補償措施，在用電高峰時提高電網電壓上限，確保整個電力系統的穩定運行。

三、無功補償裝置的主要優點

（一）操作簡單

大多數的無功補償裝置都利用單片機的形式對數據進行處理和分析，能夠提高系統運行的整體質量，在設備安裝之前可以專人對整個設備的控制程序錄入到單片機中，可以保證無功補償裝置自動化運行，每一臺裝置都有人機交互界面，能夠方便管理人員對電力系統的運行情況進行全面的掌握，確保界面操作的效果得到提升。

在整個電力系統當中，所使用電子器件的具體性能將對整個無功補償裝置的運行效率產生直接性的影響。因此，為了提高無功補償裝置的運行效能，可以嘗試從材料、技術、工藝等多個方面入手，提高基于半控制或全控制電力電子期間的性能[4]。

（二）通訊靈活

無功補償裝置在內部預先安裝無線傳輸和接收裝置，能夠對遠端計算機的控制，信號進行實時接收與發送，確保無功裝置單片機的實時通訊，多個通訊串口與無功補償裝置設備進行連接，可以保證電單片機的控制指令，控制串口即時發出，保證了無功補償的動態效果，也能夠被數據庫直接調用，提高無線通訊裝置的遠程傳輸質量。

結論：

本文對無功補償裝置在電力系統中的實際應用進行分析，詳細的說明了無功補償裝置的必要性，對無功補償裝置的分類和具體的應用范圍進行介紹，可以提高我國電力系統運行的穩定性，滿足各個行業的電力需求。

參考文獻：

[1]葛寶江.電力系統中無功補償裝置的應用研究[J].中國高新區，2017（20）：114.

[2]王麗娟.變電設計中無功補償裝置的設計方式探析[J].山東工業技術，2017（15）：221.

[3]周元.電力系統中無功補償裝置的應用分析[J].中國設備工程，2017（14）：145-146.

[4]王輝.電力系統中無功補償裝置的應用研究[J].江西建材，2017（01）：193+195.