简析变电设计中无功补偿装置的设计方式李红光

李红光王文学宋磊马志国

（阜新发电有限责任公司）

摘要：随着时代发展、科技进步，各类电气设备数量急剧增加，并得到了普及，在人们日常工作生活中逐步占据十分重要应用地位。纵观整个电力系统，应针对无功补偿装置展开合理化使用，旨在实现供电变压器以及输送路线所出现损耗问题的尽可能降低，促进供电效率提升，使得所处供电环境得以优化改善。在此，本文将针对变电设计中无功补偿装置设计方式进行简要探讨。

关键词：变电设计；无功补偿装置；设计方式

在我国，电力供应系统处于一种可靠、稳定的发展状态，特别是进入21世纪之后，供电网络的覆盖面积和建筑设计规模一直在增加，但是因为受到了我国国民经济发展环境、水资源环境、地理因素环境的影响，导致我国国内电厂建筑设计出现了供电不良、分布不均的不良现象，我国相关电力负责领导人为了解决这个问题，通过采取各种有效措施，来克服供电网络出现的供电不良、分布不均的现状，进而提高供电网络中电能的传输效率与质量，为人民用电质量提供有力保障、减少供电网络的线路损耗、维持供电网络的稳定可靠运行。而对于现阶段国内电力供应系统基本现状而言，当务之急就是对变电设计中无功补偿装置的设计方式展开深入性、探索性的研究，无功功率传送对供电网络的电量和电压以及损耗的功率都有着极其显著的影响效果。

1变电设计中无功补偿概述及设计原理

国家电力部门规定，将功率因素达到0.9或者0.9以上的用户定义为高压用户，而现下低压用户功率也要达到0.85～0.9之间，由此可以看出我国用户用电功率是比较大的，而随着城市化进程的不断加快，城市用户的不断增大，电力系统无法满足大功率负荷，就易出现供电不良、供电分布不均等现象，无功补偿就是无功功率补偿，在电网系统之中进行无功补偿，可以使电网功率因数提升，从而减少电压输送过程中的损耗，这样就可以起到提升电功率，改善用电环境的应用目的。无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。无功补偿能提高功率因数以提高供电设备带负载能力和减少功率损耗，稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。无功补偿涉及方式有很多，如调相机设计、电容器设计、电抗器设计、静止无功发生器设计，这些设计方式的无功补偿设计原理，就是电路系统中安装相关装置，从而衡电力系统容性无功功率与感性无功功率，对线路进行无功补偿，这也可以被称之为无功补偿法。

2变电设计中无功补偿装置的设计方式

2.1调相机设计

在进行变电设计无功补偿装置设计时，调相机设计是以往最常使用的一种设计方式，具体而言，调相机无功补偿设计方式应用过程中，主要是利用了同步调相机这一装置设备，此种装置设备与发电机的原理大致相同，是通过励磁运行作用让电力系统中接收到无功功率，而当欠励磁运行时，电力系统又可以将感性电磁再次传输出去，这样就实现最佳的无功负荷运行效果。因此在进行调相机无功补偿设计时，重要的就是对励磁运行装置进行调节控制，从而实现同步调相机对装置中无功功率电压的吸收或者输出，为电力系统的安全运行提供最大限度的保障。但是值得注意的是，在进行调相机无功补偿设计时，由于同步调相机属于旋转式机械，在运用的过程中有功损耗比较大，因此若是使用的同步调相机容量比较小，易造成成本方面的浪费，因此在电网系统运行需求量不断增加的今天，利用调相机进行无功补偿设计还应不断进行改进。

2.2电容器设计

电容器设计也是变电设计中无功补偿装置设计的一种常见方式，电容器无功补偿设计，就是在电网中并联电容器，从而实现容性负载提升，这样电网系统在进行容性功率吸收或者输出时，就可以更好的实现线路中感性负荷方面的无功要求，进而实现最佳的无功补偿效果。同时利用电容器进行无功补偿设计，投资费用比较少，并且调试方便，既可以集中式的进行使用，也可以分散性的进行设置，因此此种设计当时的灵活性是比较好的。由于电容器无功补偿设计具有如此多的优势，因此有数据调查显示，在我国已经有90％的电网系统利用电容器设计进行无功补偿。但是在利用电容器进行无功补偿时，必须要保障无功功率与节点电压数值之间呈现一种正比例关系，这样才能减少电力系统之中电压的损耗，若是在进行电容器无功补偿设计时，无法满足这一要求，实际补偿效果也会受到一定的影响，这是现下应用电容器无功补偿设计方式的一大难点，为此还需不断的加强电容器无功补偿设计方式方面的研究。

2.3电抗器设计

并联电抗器属于无功补偿装置的重要构成部分，其主要作用在于能够在感性无功功率不断增加的基础上促使电力系统多余的容性无功功率获得有效平衡，其在负荷相对较轻且输送功率相对较小的电力系统中拥有十分优良应用效果。所以说，不管是在电力系统的哪个发展阶段，其合理运用均显得十分重要。若电力系统存在有上述两种状况，会造成输电线路感性无功功率的明显降低，然而，导线电容性的存在目的为使输电线路所形成的容性充电功率能够远远大于感性无功功率，平衡系统电压水平，保持系统无功平衡，否则会使系统电压不断增加，威胁实际运行安全。

2.4静止无功发生器设计

在电网技术快速发展的过程中，在进行电路系统无功补偿时，开始尝试使用静止无功发生器设计，此种设计方式主要是在线路之中加一个自变换电流，从而实现无功补偿作用。在静止无功发生器设计中，可以对交流电压相位进行控制，但是却不会受到交通电压的幅值影响，通过完成交流上的相位，进行更好的无功功率输出或者吸收，并且只有将SCG启动时，才能对电容进行充电，进而建立直流电压。而在正常运行过程中，因为会存在一定的消耗，电流失量无法垂直，因此可以利用SVG进行功率补偿。但是由于此种设计方式，不能与电网直接进行连接，因此在将其应用到高压系统之中，必须要利用串变压器进行连接。

3结语

随着技术的改革发展，同步调相机正逐步退出无功补偿装置领域。并联电容器具有较高的无功补偿容量，因此，现阶段国内外还是将其作为主要的无功补偿方式，而并联电抗器大多用在输电系统中。SVC具有较强的稳定性，对电网的稳定性有着重要的作用，SVG因响应速度快和运算能力强，成为了无功补偿技术研究的新方向，其今后发展的重点是性价比的提高。无功补偿装置，能够有效提高电网电能的传送质量，对于减少电网运行过程中的线路损耗问题起到良好的促进作用。在变电设计工作中做好无功补偿装置的设计工作，能够有效维持电网运行的安全性和稳定性，同时在很大程度上还能够促进社会经济的发展，保障人们的生产生活。

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