电力变电设计中的无功补偿技术

孙碧亮

（国网四川省电力公司绵阳供电公司 四川绵阳 621000）

电力变电设计中的无功补偿技术

孙碧亮

（国网四川省电力公司绵阳供电公司 四川绵阳 621000）

近年来，我国电力发展迅速，通过并联的方式带有容性和感性的方式，安装在同一线上。有传统的低压无功补偿技术。有传统的低压技术。还有其他的地压技术。他的传输过程中会导致电压以及有功率的损耗。本文中以无功补偿技术的原理作为根本切入点，从低压无功补偿技术的缺陷入手。总结说明了无功补偿在变电中的重要性，探讨了电力自动化无功补偿技术的应用，并且对容质容量的设置进行分析。说明对无功补偿在变电中的作用对比效果。

电力发展；变电设计；无功补偿；技术；负荷功率；电气自动化；缺陷；容质容量；方式

1 前言

随着我国经济的不断发展，我国的电力企业得到了飞速发展，电网覆盖范围越来越广泛。无功补偿中也常常出现一些问题，为了能够保证地理系统的稳定，在变电中解决无功补偿技术的问题显得越来越严峻。影响电能电压质量的重要因素就是无功补偿，电能质量的衡量指标就是电压。所以，在变电设计中，电压问题就是无功问题，在变电设计中对无功补偿进行分析，对电力行业起着重要的作用。

2 无功补偿的原理和重要性

2.1 在无功补偿中，不管是民用负荷还是工业负荷，运用变电设计中将原本电网的变压器输出交流成为电力容器进行输出，所有的电力设计大多数为感性负荷，大量的电感负荷都需要大功率的进行补偿。如此，这两种补偿方式就只能当作能量之间的转换，假若想要实现两者之间的转换，那么其输出功率也可以实现互相补偿的作用。那么提供无功功率的体现方式主要有两种：①输电系统设计要考虑有电功率和无电功率。但是只有输电系统通过无工利率的传输似的输电线路损耗方面有明显提升，以此来降低经济效益。②补偿电器：补偿电器的使用不用输电系统的传输，从而减少损耗。运用变电设计中的变压器进行输出的无功功率可以交换成电力容器进行输出。所以转子磁场的建立就是通过电源获取的无功功率。例如：在某某工程中，利用变压器的磁场，变压器的磁场也是通过无功功率产生的，这有这样的输出，二次圈才可以感应到电压。繁殖，如果缺少无功功率的电压，变压器无法正常发电。正常情况下电力系统一旦功率不足，那么就无法构建正常的电磁场，电压也就会降低，最终用电设备也就无法正常运作。

2.2 无功补偿的重要性

在某某工程中，如果用户是由发电企业直接提供，则会大功率的因为输出线路及变压器输送大量的能量损耗，对经济效益同时也是一种损耗。电力传输系统在运行过程中应该像（变压器，电动机，输电线路）这些设备输出无功功率，无功功率的产生不会发生太多的消耗，但是会影响电压以及功率的损耗。

3 变电设计中的无功补偿与原理分析

无功补偿的实质就是要减少无功功率在电能传输网络中的传递提供供电源，从而满足各个用户对无功功率的需求。当无功功率等与感性功率时，电网只有对有功功率进行传输，无功功率反而会加重电网的负荷，是电网损耗增多，达到电压下降。在无功补偿中，对电能传输网络中的进行有效的控制，降低电能传输的损耗。在进行无功功率的装置过程中，应该要根据电压，系统的稳定性，功率的平衡要素，避免装置引起的操作电压对电能产生影响。

4 电力变电设计中的无功补偿技术

4.1 调相机

同步调相机的作用原理和正在运作的同步电动机类似，同步调相机是通过装置产生的电压进行对输出或吸收的无功功率进行改变。同样是通过励磁运行的作用让他所接收到无功功率，但是现在进行的这种无功补偿的装置还在不断发展的现在，得到了些许的改变。从而产生发电作用。同步调相机属于旋转机械，有功损耗太大，但是如果同步调相机采用小容量的话，那么成本要远远高于大容量。

4.2 电容器

电容器的原理要提高容性负载，并且连在系统中，然后在系统吸收和输出容性功率，达到感性负荷对于无功功率的要求。通过电容器来进行无功补偿，要安装调试方便，损耗低，好率高来实现无功补偿容量。意味着，补偿效果而言，节约电压，提高功率的时候，提高的无功功率就会减少。但是在系统电压改变的时候，这种电容器装置的补偿效果就不是很理想。

4.3 电抗器

当电力系统出现输送功率小，输电线路的感性功率进行降低，或者出现多余的容性无功功率的两种情况，但是导线中的电容量是为了让输电线路产生有性电功率要超过感性功率，要不然就会导致电压增大，运行的安全性也会受到威胁。

4.4 无功补偿器（SVC）

无功补偿器，也就是静止无功补偿器，属于第二代无功补偿装置，其应用的地方有输电系统的波阻补偿以及负载无功补偿。其实际代表有固定电容器+晶闸管控制电抗器（FC+TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、晶闸管投切电抗器（TCR），其原理就是利用控制晶闸管触发角接入系统的有效进行改变，从而是系统的无功功率进行调节。也就是静止无功补偿器，应用的地方有输电系统的波阻补偿以及负载无功补偿。补偿系统的动态响应性能有着一定的影响。

4.5 静止无功发生器（SVG）

在不断发展的今天，电力系统开始使用静止无功补偿装置。其实质就是静止无功发生器（SVG）也被称作静止同步补偿器，属于第三代无功补偿装置。因为SVG使用的是全控制器件，可以随便控制其交流上电压的相位，即使交流上电压的幅值会因为直流上电压幅值影响，但是还是可以在限定的范围进行控制。因此，能利用控制交流上电压幅值以及相位进而对其进行改变，也就是说，能完成交流上电流相位超过或落后电网电压相位90度，进而实现输出和吸收无功功率的效果。假如忽视无功发生器产生的损耗，那与系统就不存在有功交换，只有无功交换，直流上电容电压也会维持不变。

5 传统的低压无功补偿技术

5.1 传统的低压补偿方式采用三种方式，当前采用的负载方式主要为居民用户，三相的负荷往往不平衡，需要的功率量也大不相同。①低压无功补偿技术：采取了单一信号，采取了三相的电容器，三相互补。所以补偿方式多适用于三相负载的场合。②投切开关采用的交流器：这种接触器的缺点就是响应太慢，再投切的过程中对电网产生的涌流，有损使用寿命。③无功控制的策略：这一策略是没有考虑到电压的平衡关系及区域的无功优化，它是由循环投切，编码投切的投切方式。④通常都不具备配电检测功能。

5.2 采用先进的投切开关

①过零触发固态继电器：这种电器的特点是动态反应，但是运用也会造成污染，因为对电网没有冲击，没有涌流，寿命也会比较长。②机电一体化智能负荷开关：这种开关实现了快速投切，又降低功耗。但是目前应用较少，因为不具有成本及可靠性。③机电一体化智能型真空开关：采用低压真空灭弧室及永磁操作，这样可以实现电容过零投切，这种优点就是可靠性高，寿命长，目前这种也正在实现商品化。④采用智能型无功控制策略：智能投切是针对星一角结合，以无功功率作为控制物理量，作为投切参考量。⑤模块化结构：在当前应用较为广泛的模块化的设计结构，结构与功能的模块化的成型满足不了系列产品形成其应有的特点，形成了多种的容量规格的标准化单位，与此同时更加便于各种装置的维修和调整。

6 电力自动化无功补偿技术的分析

6.1 补偿的方式

随着社会的不断发展，单纯的固定补偿与动态不长相结合的方式应不能满足人民的需要，只有不断出新，才能够更好地适应负载变化。

6.2 三相共扑与分项补偿相结合

三相共补通投切是无法解决在社会中出现的一种不平衡的问题，在新的设备中，大量的电力电子，照明灯一些家电设备，都为两项供电，在电网中，出现的三相供电也越来越多。如果全部采取一项的方式，就会根据负载情况充分考虑经济性与负载情况相结合，在新经济条件的广泛使用。

6.3 稳态补偿与快速跟踪补偿相结合

稳态补偿与快速跟踪补偿这两种方式的结合将会是未来发展的一个趋势，其作用是可以提高功率因素，减损节能，还可以补充挖掘设备的工作容量，充分发挥设备的能力。他们也将面对大型的企业，用电较大的公司进行投入使用，做出更加充分有效的无功补偿。继而提高工作效率，提高产业的产量，使得企业经济效益实现最大化。

7 无功补偿的方式

变电设计中的无功补偿方式目的就是为了改变电网的分布，就是那里有需要就去那里进行补偿。在变电设计中，减少电网中的电压及有功功率的损耗，从而达到用户的使用质量。在很多人看来，无功补偿的系统应该以稳定性，电网电压，无功平衡，调相调压为依据，在高低压配点线路中对并联电容器进行分散组装，在变电母线位置进行集中安装。在选择上，无功补偿装置主要是在以形式，地点，电压等级别就行灵活设计。在变电设计中，一般会选择在用户的电源开关柜子与变压器并联补偿的安装方式。总体来说，无功补偿就是为了促进功率因数的提高，提高设备的供电能力，降低对电网传输中的电能及损失。

8 结语

随着我国电力的不断发展，在变电设计中进行无功补偿是电网传输过程中的一个重要组成部分，随着电器的改革，同步调相机渐渐退出了无功补偿的装置领域，在不断努力中，要更加努力广泛的使用电力自动化的技术，并且满足用户的手段。现阶段，无功补偿作为主要的补偿方式成为新方向，对无功补偿容量配置进行确定，性价比将会重点提高，提高电能传输的经济效益。在这个过程中，使用新的技术，发展新的技术，新的设备发展起来，同时对未来的无功补偿技术更加的经济有效。

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TM714.3

A

1004-7344（2016）13-0058-02

2016-4-20

孙碧亮（1987-），男，助理工程师，本科，主要从事电力工程设计等相关工作。