基于變電設(shè)計中的無功補償分析

【摘要】在當(dāng)前高度發(fā)達(dá)的電子信息時代，各種電氣不斷增加和廣泛應(yīng)用，電子社會發(fā)展和社會生活上起著重要的作用，因此，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定輸送成為社會經(jīng)濟發(fā)展的必要條件。在電力供電系統(tǒng)中，合理的運用無功補償裝置，可以最大限度的降低供電變壓器和輸送路線的損耗，從而提高供電效率改善供電環(huán)境。本文闡述了無功補償?shù)母拍?、基本原理和運用無功補償?shù)谋匾缘热齻€方面的內(nèi)容，并重點分析了無功補償?shù)难a償方式和發(fā)展前景，希望能為變電設(shè)計提供參考和支持。

【關(guān)鍵詞】變電設(shè)計；無功補償；基本概念；發(fā)展前景

1.前言

改革開放以來，我國社會經(jīng)濟在不斷地發(fā)展，人們對供電的要求也越來越高，隨著電氣的開發(fā)和廣泛運用，我國的電力工業(yè)迎來了新的春天。但由于我國幅員遼闊的地理環(huán)境和資源分布比較分散，發(fā)電機構(gòu)分布也不均衡，所以供電問題是當(dāng)前要解決的重要問題之一。有效的提高電力供電質(zhì)量，就要首先解決供電過程中電壓問題，而無功補償則是影響電壓的重要因素，合理的運用無功補償方式可以減少供電過程中的變壓器和運輸線路的損耗，提高供電質(zhì)量。[1]相反，如果對無功補償方式使用不當(dāng)，則會增大供電過程中的消耗，造成供電系統(tǒng)電壓波動，諧波增大等問題。因此，變電設(shè)計中的無功補償設(shè)計和選用，對優(yōu)化我國電力環(huán)境具有積極現(xiàn)實的意義。

2.變電設(shè)計中無功補償?shù)幕靖拍?/p>

無功率補償簡稱為無功補償，無功補償是利用無功功率在電的傳輸過程中，降低供電系統(tǒng)中變壓器和傳送線路的功率損耗，提高對電能的利用率，從而改善供電環(huán)境的一種功率補償方式。所以無功補償裝置在電力供電系統(tǒng)中占據(jù)著重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，提高電網(wǎng)的運行質(zhì)量。若選擇或使用方法不夠準(zhǔn)確，有可能造成供電系統(tǒng)的癱瘓，電壓不穩(wěn)定，諧波增大等等現(xiàn)象。目前使用較多的是視在功率、有功功率和無功功率這三種功率補償方式。視在功率，在純電阻的電路中電壓和電流的同相位的，電壓和電流的乘積就是有功功率，但是在感性和容性電路中，電壓和電流往往存在著一定的位差，因此電流和電壓的乘積只是表面上的數(shù)據(jù)，并非負(fù)荷實際吸收的電功率。有功功率，在交流電中，保持用電設(shè)備的正常運行所需的功率，同時也是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量的電功率，它的的計算方法是供電的電壓和電流的乘積。[2]無功功率，相對來說無功功率是比較難以理解的，主要用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，來維持電氣設(shè)備中磁場的功率。它本身不對外做功，主要任務(wù)是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。沒有無功功率電動機就不能正常運行，變壓器也不能變壓，所以無功功率對供電有巨大的作用。

3.變電設(shè)計中無功補償?shù)幕驹?/p>

無功補償?shù)幕驹硎牵弘娋W(wǎng)輸出有功功率和無功功率，前者是直接消耗電能，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量；后者是本身不對外進行做功，不消耗電能，實現(xiàn)電路內(nèi)電場與磁場的轉(zhuǎn)換，把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，為電氣設(shè)備提供工作的能量，而且這種能量還存在周期性的特點，與電能進行周期性的轉(zhuǎn)換，對電網(wǎng)輸出有著重要的意義。

具體的實現(xiàn)方式是把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補償 。

無功補償實質(zhì)上就是把原來由電網(wǎng)或者變壓器所提供的無功功率轉(zhuǎn)化為交流電力電容器來提供，具體的是把有容性功率負(fù)荷的裝置同感性功率負(fù)荷裝置相并聯(lián)起來，使其能量在統(tǒng)一電路兩種負(fù)荷的作用下互相交換。[3]

4.變電設(shè)計中無功補償?shù)姆绞?/p>

無功補償?shù)恼嬲康氖菍崿F(xiàn)降低供電系統(tǒng)中變壓器和傳送線路的功率損耗，提高對電能的利用率。在理論上而言，最好的的無功補償就是使整個供電系統(tǒng)沒有無功電流的流動，什么地方需要無功就在什么地方進行補償。[4]但在我國現(xiàn)階段電網(wǎng)建設(shè)的情況來看，上述補償方式不可能完全得到實現(xiàn)，在供電系統(tǒng)中大部分電氣設(shè)備、輸電線路和變壓器工作過程中都是無功運行，而上述補償方式則無法完全滿足它們的無功要求。目前常用的無功補償方式主要包括：無功欠補和無功過補，這兩種補償方式都會對電網(wǎng)帶來影響。

無功補償對電網(wǎng)的影響主要有：

（1）無功欠補對電網(wǎng)的影響：降低電網(wǎng)電壓、增加有功損耗（包括對線路的損耗）、降低功率因數(shù)等。

（2）無功過補對電網(wǎng)的影響：抬高電網(wǎng)電壓、增加有功損耗（包括無功倒送的損耗、變壓器損耗、多余的電容器ΔC的有功損耗）、降低功率因數(shù)。

5.變電設(shè)計中無功補償?shù)闹匾?/p>

變電設(shè)計中的無功補償?shù)闹饕康木驮谟跍p少電網(wǎng)中的電壓損耗和有功功率的損耗，通過局部有效補償去改善供電環(huán)境和提高供電質(zhì)量。在變電設(shè)計中要想有效的運用無功補償方式，就必須要根據(jù)實際情況考慮到裝置系統(tǒng)的使用的穩(wěn)定性、電網(wǎng)的承載能力和測量電壓和電流的大小以及無功功率和有功功率的合理分配，合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。[5]相反，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等負(fù)面影響。變電設(shè)計中無功補償?shù)闹匾灾饕w現(xiàn)在，第一，在供電過程中，減少供電設(shè)備和運輸線路的損耗和電能損失，提高供電設(shè)備的供電能力，從而減小設(shè)備容量節(jié)省投資。第二，可以提高供電的功率因素，減少供電過程中電壓流失提高對電能的利用率。第三，可以減少工業(yè)用電和生活用電的電費開支，降低生產(chǎn)成本，促進我國電網(wǎng)的發(fā)展?？偠灾?，在變電設(shè)計中無功補償?shù)暮侠響?yīng)用，對我國電力事業(yè)的發(fā)展有著不可忽視的作用。

6.變電設(shè)計中無功補償技術(shù)的發(fā)展前景

隨著我國電力市場的快速發(fā)展，工業(yè)用電和生活用電對電力供電的需求的要求也越來越高了，無功補償技術(shù)自身有著許多優(yōu)點，它對改善供電環(huán)境和提高電能的利用率有著重要的作用。無功補償技術(shù)體現(xiàn)的是一種資源的節(jié)約和能源的有效利用，既符合我國可持續(xù)發(fā)展的政策方針，又有綜合的社會效益和經(jīng)濟效益。[6]在變電設(shè)計中充分的利用無功補償技術(shù)，可以不斷的提高供電質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量，同時，可以提高對電能的利用率，降低運行成本，為我國電力發(fā)展提供有效的保障。因此，無功補償技術(shù)在我國電力企業(yè)中發(fā)展前景良好。

7.結(jié)語

綜上所述，無功補償技術(shù)的運用，對電力企業(yè)變電設(shè)計有著極其重要的作用。在實際的電力實踐工作中，要想進一步保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定和安全，降低運輸電路和電氣設(shè)備的損耗，提高電能的利用率，就必須選擇和利用正確的無功補償方式，通過有效的無功補償方式來提高對電能的利用率，從而促進我國電力事業(yè)又好又快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]吳志華，呂佳銘，饒崇林，彭新貴，梁一橋，梁琮.10kV智能型并聯(lián)補償電容器投切裝置[J].電力電容器與無功補償，2013年

[2]謝燕林.淺談民用建筑工程低壓配電系統(tǒng)無功補償[J].科技與企業(yè)，2011年

[3]陳淼.關(guān)于變電站無功補償控制與電壓調(diào)節(jié)的分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011年