无功补偿装置在电力系统中的应用

吕德国

北京石大东方工程设计有限公司 山东 东营 257000

引言：

许多电气设备在运行的过程中，必须要有无功功率的存在，但是，无功功率的不同区域分布以及无功功率强弱的变化都会影响到电压的稳定性，此外，无功功率也会占据一定的有功功率，所以必须通过一定的合理的方式进行无功功率的补偿。

1 无功补偿原理

在电气设备的使用过程中，无功补偿设备会提供一定的无功功率，利用无功功率来补偿负载，这样可以有效的减少输电线路的负荷。同时，应用无功补偿装置可以为网络输电线提供其稳定运行所需要的无功功率，也能够根据输电线路的运行需要，吸收无功功率。在电气设备的相关研究基础上可以知道，无功电源在运行过程中是不会产生或消耗任何有效功率的，因此要完成无功功率的补偿，只需要为设备提供一定的无功功率，或者是让其吸收一定的无功功率即可。

在电力系统的运行过程中，无功功率的补偿几乎都是应用的电流型补偿以及电压型补偿两种机制。在电流无功功率的补偿线路当中，是将电压作为基准矢量，通过无功电流，不但合成的补偿电流值可以保持在一个比较小的防范未，且合成电流的分量也会由此减少。而另一种电压无功功率的补偿当中，是将电流作为基准矢量，线路当中以无线路损耗的元件为重要装置，这个元件的电压可以反向抵押线路当中的无功分量，因此，电压的无功分量也可以得到减弱。

2 无功补偿最新进展

2.1 多功能化

从电力系统的组成的层面来分析，其系统构成除了要满足上述的一般要求，通常还需要单独设置一些额外的系统功能，如无功补偿装置，还要具备安全、便利的操作系统，还有快速稳定的网络连接功能。还有一些要求较高的会系统甚至要求在接通和切断电源之前要检查系统当中可能存在的故障。

2.2 集成化

系统的控制装置通过先进的集成芯片，因此在很小的芯片尺寸情况下可以实现更多功能的集成，而且占据的面积是非常小的，节省了空间。

2.3 综合化

在无功补偿装置当中，其硬件设备的组成是相对多样和复杂的，而且对设备的控制方式也有很多不同的类型。

2.4 智能终端

随着信息技术的不断发展和应用，在电力系统当中，无功补偿也不在需要近距离的人工操作，而是可以通过远程控制的方式进行设备开启和关闭的指令，而远程操控得以实现是依靠了有线通信和无线通信的方式。电网运行的控制盒管理中心在对系统运行的数据进行分析后，通过网络控制通道发出一定的控制指令，这样就可以启动无功补偿装置。这种远程控制的形式是非常重要的，经常用于电力系统的自动化建设当中。

3 无功补偿技术在电力系统中的应用策略

3.1 合理选择无功补偿技术

在无功补偿的系统当中，要想获得更高水平的无功补偿的效果，就必须要结合系统实际情况，选择更贴近实际的无功补偿技术，当前电力系统的相关设备和技术实现了很大的发展，整个电力系统中使用的电力设备和元件也越来越复杂，电力系统的应用对系统自动化和设备的智能化要求也有更高的标准。在系统当中如果仅使用一种单一的无功功率补偿技术，那么将会难以实现系统的无功补偿的要求，所以，必须要结合系统的实际需要有针对性的选择无功补偿技术，在无功补偿的相关设备和技术不断发展的背景下，选择更加适合的无功补偿技术和元件，不仅可以更好的降低成本，也可以获得更好的补偿效果。

3.2 补偿装置的选用

对于补偿装置的选用，要从以下方面加以把控：

3.2.1 补偿特性

SVC可以和1个可控电抗器等效，电力系统电压和无功功率的平方存在正比关系，当系统电压下降，SVC输出的无功功率能够和其平方成比例下降。

3.2.2 谐波特性

含有TCR的SVC装置在实际运行过程中，会产生谐波，因此需要装设滤波装置。利用多电平PWM调制技术与其它技术等，能够滤除少量的高次谐波。

3.2.3 响应速度

SVC使用的晶闸管，响应的速度在50ms左右。STATCOM使用的是全控型器件以及PWM技术，直流侧电容充放电时间与串联电抗等因素，直接影响着STATCOM响应时间。

3.3 合理选择投切开关

在电力系统的运行过程中，要结合系统的实际情况，以无功功率补偿的技术需求为基础，选择更加合适的投切元件，这种元件的选择需要做好系统的研究和分析，不可随意选择，以免作用无法达到。

3.3.1 过零触发固态继电器

这种类型的开关具有一定的应用优势，主要集中在投切所需要的时间是非常短的，可以迅速完成偷窃操作，而且由于其较高的速度对系统运行产生的影响是很小的。

3.3.2 智能真空开关

此类开关是由低压真空灭弧室、永磁操作机构等组成，被广泛的应用于电抗回路中，进行投切操作时，能够确保电压为0，安全性与可靠性较强。

3.3.3 复合智能开关

此类开关的应用，实现了固态继电器、交流接触器并联运行，功耗低，投切速度快。

3.3.4 真空断路投切电容器

真空断路的投切设备气设备的价格是比较低的，因此只需要很少的成本就可以获取，而且设备的操作也并不复杂，但是这种设备会在投切的过程中产生瞬间高压，对于系统的相关设备元件会有一定的影响，甚至会损坏相关设备元件，也会干扰系统的稳定运行，直接造成系统的使用寿命的缩短。因此，这种投切设备的选择必须要谨慎，只有当电力系统运行必须的时候，再进行选择使用。

4 结束语

在电力系统的无功补偿发展过程中，无功补偿装置的自控化控制系统在促进电力系统发展方面发挥了非常重要的作用，这种自动控制技术的使用是电力系统无功补偿发展中的一个重要突破。这种自动控制装置不仅能确保迅速、及时、准确地实现电力系统的无功补偿，并可以更好地保证电力系统运行的安全和稳定。针对系统运行的实际情况，合理的选择无功补偿的装置可以最大限度地提升无功补偿的质量，减少电力系统的设备损耗，有效地提高电网的运行质量。