变电设计中无功补偿装置的设计方式探析陶丽莉

陶丽莉

（国网江苏泰州供电公司225300）

摘要：随着社会的发展，我国的电力企业发展迅速，由于我国的各地资源不同，所以发电厂的分布也不均匀。至此，人类的眼球逐渐转移到电力系统供电的可靠性和稳定性的更改要求方面，在这个完善的供电网络系统的正常运作情况下，想要对电网电压进行有效的调整，就要做好相对应的无功功率补偿，提高供电网络的可靠性和稳定性。本文主要由无功补偿的概念和原理入手，针对变电设计中无功补偿装置的设计方式展开论述。

关键词：变电设计；无功补偿；设计方式

引言

在经济建设快速发展过程中，电网建设与电网普及覆盖面不断扩大，但是由于我国电网建设起步较晚，易出现供电不良、供电分布不均等现象，这对城市用电造成了一定的影响，而无功传输可以减少电网电压输送损耗，因此为了能够更好的提高电网电能输送量，为居民用电量提供有效保障，加强变电设计中无功补偿装置设计方式研究就显得越发重要。

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。而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无功补偿在供电网络中的突出作用

想要对供电网络的供电环境和供电质量进行良性改变，就要通过局部有效无功补偿的方式，无功补偿装置的主要作用体现在以下几个方面：①在供电网络正常的运作下，有效的减少对传输线路和供电设备的消损以及对电量的消耗，提高供电设备的工作能力和输送电线的传输能力，节约成本；②有想提高供电设备的工作能力和输送线路的传输效率，提高传输过程的工作效率，减少传输过程的能量损耗；③在减少传输过程电量损耗的基础上降低传输成本，促使我国供电网络系统可靠、稳点的持续发展下去。

3变电设计中无功补偿装置的设计方式探析

3.1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。

3.2电容器设计。电容器在无功补偿的运用，其作用原理就是并联在系统中，提高容性负载，然后再向系统吸收和输出容性功率，达到线路以及感性负荷对感性无功功率的要求，从而实现无功补偿的效果。通过电容器来无功补偿，不仅只需要较少的一次性投资与运行费用，而且安装调试方便、损耗低、效率高，不仅能够集中使用，也能分散装设。现阶段，我国电力系统中通过并联电容器实现了大概90%的无功补偿容量。然而，这种装置提供的无功功率和相关的节点电压数值的平方是正比关系，也就是说如果节点电压降低，要提高无功功率的时候，其提供系统的无功功率却会减少。这就意味着，就补偿效果而言，系统电压改变的时候，这种装置的补偿效果并不理想。

3.3电抗器设计。利用电抗器进行无功功率补偿，电抗器设计主要就是将电抗器并联在一起，从而实现无功补偿效果，应用此种设计方式可以增加感性无功功率，从而起到平衡电力系统容性无功功率与感性无功功率的作用，因此电抗器无功补偿设计方式在一些输送功率比较小，负荷比较轻的电网系统中，具有很好的无功补偿效果，同时对于早期的电网系统以及一些新建的电网系统中，都可以进行使用。但是在应用电抗器进行无功补偿设计时，若是导线中的电容性使容性充电功率提升，从而导致电网系统中的感性无功功率降低，在进行电抗器设计时，必须要保障电压水平衡，维持系统中的无功平衡率，这样才能防止电力系统内部的电压增大，从而对电力系统的运行安全造成影响。

3.4无功补偿器。无功补偿器即指的是静止无功补偿器，隶属于二代无功补偿装置，该装置主要应用在输电系统的波阻补偿与负载无功补偿，晶闸管投切电容器以及固定电容器+晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电抗器均为改装置的主要代表。其中，基于晶闸管投切电抗器结构的无功补偿器的主要作用原理在于基于对晶闸管触发角的控制运用，促使在系统中接入的等效电纳能够发生变化，进而调节系统无功功率。然而在此需要注意的是，此类装置普遍存在这样一个问题，由于晶闸管自身具备班控特性，若将导通触发，则唯有待流经电流会低于维持电流以后才能执行关断操作，因此，在每半个电源周期时间内，只能够让反并联晶闸管受控导通一次，也就数说，在理论上看晶闸管投切电抗器不可避免地存在控制滞后情况，进而影响着补偿系统动态响应性能。

结语

综上可知，纵观电力行业发展进程，在进行变电设计时，优化运用无功补偿技术显得十分重要。在日常电力实践中，为全面确保电力网络安全稳定运行，实现电路运输以及电气设备损耗的显著降低，强化电能利用，则需正确采取有效的无功补偿方式措施，相关电力设计技术人员需给予重点关注，旨在推动电力行业可持续稳步发展。

参考文献

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[2]王佳.变电设计中无功补偿装置的设计方式探析[J].城市建设理论研究（电子版）,2015(22).

[3]宋圻.变电设计中无功补偿装置的设计方式探析[J].城市建设理论研究（电子版）,2014(19).