超高壓遠距離輸電線路的無功補償

文盛瓊 郭鳳蘭

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，對于電力人們有了更大的需求，對電能質量也有了更高的要求。我國的一次能源——電能主要位于比較偏遠的地區，且其分布極為不均。所以為了對這些電能進行充分利用，我國采用了超高壓遠距離輸電的形式對電能進行傳送，而這也實現了我國西電東送的工程。然而，隨著電能的不斷輸送，其中也出現了很多問題，尤其是輸電線路無功補償問題，在電網中，如若出現雙極閉鎖故障，很容易便會導致電壓的驟升。基于此，本文圍繞超高壓遠距離輸電線路的無功補償進行了分析和探討，以期可以降低我國能源的損耗，并促進電力系統的穩定發展。

關鍵詞：超高壓遠距離輸電;無功補償

我們目前電能的利用率還是比較低的，為了減少電能傳輸過程中因為熱能轉化消耗的電能，高壓輸電技術一直是電力傳輸領域的研究重點。如何提高電能的利用率，是我們不斷努力的方向。

一、遠距離輸電原理及存在的問題

（一）遠距離輸電原理分析

由于我國能源分布的并不均勻，西部地區的能源較為充足，所以為了對這些能源進行充分利用，我國對風力以及太陽能發電廠進行了大量建設。如今，我國建設了許多超高壓遠距離輸電線路，也實現了將西部地區的能源轉化為電能并輸送給其他城市。就電能的利用率而言，借助超高壓輸電網絡不但能將電能在輸送期間存在的浪費問題進行解決，同時還能避免安全事故的發生。遠距離輸電即是通過提高電壓的等級進而減少能源的損耗。我國發電廠的端電壓為10.5千伏，如果未進行電壓的升壓處理，不但會導致電能被大量損耗，同時由于電壓等級較低且輸電線的電流過大，這也會致使輸電線路的熱量增強并帶來安全隱患。因此，在進行遠距離輸電時必須確保電壓等級達到一定界限才能開展輸送工作，之后結合用戶端電壓等級需求合理配置降壓變壓器，便可結束對電能的輸送[1]。

（二）遠距離輸電存在的問題

線路損耗是遠距離輸電存在的一大問題，而且該問題也為電力企業帶來了很大的經濟損失。如今，借助超高壓輸電是較為有效的方法，通過提高電壓，輸電線路產生的熱量也會得到降低，這樣也能實現對線損的降低。與此同時，我國還可通過改變輸電線路的材料來實現降低線損。結合這一電阻公式可以發現，電阻與橫截面積是反比關系，然而因為輸送距離遠，線路橫截面積大會大大提高線路的成本，同時也會為施工人員工作的開展帶來很大的難度。針對這一問題，我國除了提高輸電電壓外，還可優化無功補償裝置避免電能的損失。

二、無功補償意義

針對電力系統，有功功率主要集中在發電廠的發電機中，而無功功率不僅是在發電機中產生，同時還包括電容器。不過電容器通常位于變電站內，通過設置其也可作為無功功率電源進行使用，且不會造成損耗，而這也致使電力系統的無功功率損耗要比有功功率損耗大。基于此，為了對電能的質量進行保證，我國需對輸電線路、發電設備以及變電站進行無功補償。如今，最為常用的便是單獨補償、集中補償以及組合補償等形式，通過將這些補償技術搭配使用，其也能將我國電能的利用率進行有效的提高。

三、超高壓遠距離輸電線路的無功補償

在電力市場中，電網規劃不論是對防治輸電阻塞還是改善電力的供需矛盾，都起著極為重要的作用。電力系統規劃涵蓋了電源及電網規劃，然而因為二者均具有一定的復雜性，所以我國通常對二者進行單獨規劃。其中電網規劃內容有很多，如無功規劃、負荷預測等。對于負荷預測而言，其是電網規劃的重點內容，通過對未來的負荷需求進行預測，其精準性對我國規劃方案的質量有著極大的影響。而無功規劃在于確定電網無功補償設備的安裝位置及類型等方面，這樣電網不管是正常運行還是出現故障，其電壓的質量及穩定性均可得到有效的保證。串聯電容補償因能提高輸電線路的傳輸容量，所以其可實現遠距離電力的有效傳輸。通過應用串聯電容補償，其不論在何長度的輸電線路上，均可提升功率的傳輸能力，而且在遠距離傳輸線路上，也能促進功率的穩定傳輸。對于無補償線路的波阻抗，線路傳播常數可以該形式表達，在此式中，BC是線路對地等效電容的容納，同時也是XL線路等效感抗，將串聯補償電容帶入其中，容抗是，補償后的感抗即為，是串聯電容補償度，線路電抗補償度也可由衡量，通過上述兩式可得串聯補償后線路波阻抗，至于的變化即可借助可控電容補償系統實現。同理還可算出補償后線路的傳播常數及自然功率為。

由此可見，串聯電容不但能補償線路的長度，同時也能縮小線路長度，同時通過提高輸電線路的功率，功率的傳輸能力也會得到增強[2]。

結束語：

總而言之，由于超高壓輸電系統具備距離遠、輸電容量大等特點，所以為了提高遠距離輸電線路的輸電容量，并將電壓及無功控制問題解決，我國可以采用超高壓輸電線路串聯補償方案。由于超高壓遠距離輸電還存在很多問題，我國也需對問題的原因進行分析，通過不斷探索及研究也可優化解決方案，至于超高壓遠距離輸電的相關問題也能得到更高效、全面的解決。

參考文獻：

[1]李乃湖.500KV遠距離交流輸電系統的無功補償[J].中國電力，1994 ：6-8，59.

[2]謝劍敏.基于超高壓輸電線路環境下的分布式故障診斷裝置的研發設計[J].機械工程師，2019，（12）：15-16，19.

臨沂大學自動化與電氣工程學院