變電設(shè)計中無功補償裝置設(shè)計方式探討

王淑婷

摘要：變電設(shè)計中應(yīng)用無功補償原理的主要目的是為了改善電網(wǎng)運行環(huán)境，最大限度地減少電網(wǎng)中輸電線路、變壓器等設(shè)備所造成的電壓損耗，達到提高電網(wǎng)供電質(zhì)量與供電可靠性的目的，本文對變電設(shè)計中的無功補償進行分析。

關(guān)鍵詞：變電設(shè)計;無功補償;裝置;設(shè)計方式

一、無功補償?shù)幕靖拍?/p>

1.1視在功率

視在功率主要值得是在電力線路中，電壓和電流之間存在的差距與兩者之間的乘積，通常在計算的過程中都是采用符號S表示，在計算的過程中通常都是有電流和電壓進行相乘得出的一種功率形式。

1.2有功功率

指的是在交流電路中，電源在一定周期內(nèi)發(fā)生的順時功率變化和平均值變動現(xiàn)象，就目前的電力能源輸送情況分析而言，有功功率主要值得是其在工作中所負載電阻消耗的能源和功率。這種能源形勢通常以P來表示。

1.3無功功率

在一般情況下，電感或者電容在線路中的運行情況下，通過將電源能量將電能質(zhì)量轉(zhuǎn)變成為相關(guān)能量儲存起來，然后在應(yīng)用的過程中將其返還給電磁場或者電源，以供電源進行良好工作。這種交換過程中沒有受到其他環(huán)節(jié)的影響，也未曾發(fā)生過相關(guān)電能變動，因此在這個過程一般而言都是無功率值的過程，也被稱之為無功功率，用符號Q表示。

電力系統(tǒng)中常用并聯(lián)電容器的辦法來補償用電設(shè)備需要的無功功率，以此來提高功率因數(shù)，這被稱為電容無功補償法。通常我們用相位超前90的容性無功電流抵消一部分相位滯后90。的感性無功電流，或者說補償一部分無功電流（也就是說使ILIC）。并聯(lián)電容器以后，功率因數(shù)角比補償前的功率因數(shù)角減小了，功率因數(shù)C0S就增大了。但并不改變感性功率負載的有功功率。只是得到同樣的有功功率所需的視在功率減少了。就無功補償裝置而言，其在輸入的過程中通過將具體的功率符合裝置與感性功率負荷裝置并聯(lián)在一起，形成一個統(tǒng)一的電路形式，同時通過兩者之間的能量轉(zhuǎn)換來進行能源交接，這種方式通常被稱之為無功功率補償。

二、變電設(shè)計工作中無功補償?shù)姆绞?/p>

在變電設(shè)計工作中，不可避免地會涉及無功補償問題。輸電線路、變壓器以及電力系統(tǒng)中的運行電路都需要無功電路的存在，這對于電力系統(tǒng)的正常運行具有重要意義。完全有用的功率是只存在于理論建設(shè)當(dāng)中的，而在電力運行系統(tǒng)的實際工作當(dāng)中，對于無功十分需要。變電設(shè)計工作當(dāng)中，進行無功補償?shù)姆绞街饕胁捎貌⒙?lián)電容器的分散安裝形式，在單臺電機處進行無功補償，在用戶車間的配電屏和配電變壓所進行無功補償?shù)鹊取?/p>

三、變電設(shè)計中無功補償裝置的設(shè)計方式探析

3.1調(diào)相機設(shè)計

在進行變電設(shè)計無功補償裝置設(shè)計時，調(diào)相機設(shè)計是以往最常使用的一種設(shè)計方式，具體而言，調(diào)相機無功補償設(shè)計方式應(yīng)用過程中，主要是利用了同步調(diào)相機這一裝置設(shè)備，此種裝置設(shè)備與發(fā)電機的原理大致相同，是通過勵磁運行作用讓電力系統(tǒng)中接收到無功功率，而當(dāng)欠勵磁運行時，電力系統(tǒng)又可以將感性電磁再次傳輸出去，這樣就實現(xiàn)最佳的無功負荷運行效果。因此在進行調(diào)相機無功補償設(shè)計時，重要的就是對勵磁運行裝置進行調(diào)節(jié)控制，從而實現(xiàn)同步調(diào)相機對裝置中無功功率電壓的吸收或者輸出，為電力系統(tǒng)的安全運行提供最大限度的保障。但是值得注意的是，在進行調(diào)相機無功補償設(shè)計時，由于同步調(diào)相機屬于旋轉(zhuǎn)式機械，在運用的過程中有功損耗比較大，因此若是使用的同步調(diào)相機容量比較小，易造成成本方面的浪費，因此在電網(wǎng)系統(tǒng)運行需求量不斷增加的今天，利用調(diào)相機進行無功補償設(shè)計還應(yīng)不斷進行改進。

3.2電容器設(shè)計

電容器設(shè)計也是變電設(shè)計中無功補償裝置設(shè)計的一種常見方式，電容器無功補償設(shè)計，就是在電網(wǎng)中并聯(lián)電容器，從而實現(xiàn)容性負載提升，這樣電網(wǎng)系統(tǒng)在進行容性功率吸收或者輸出時，就可以更好的實現(xiàn)線路中感性負荷方面的無功要求，進而實現(xiàn)最佳的無功補償效果。同時利用電容器進行無功補償設(shè)計，投資費用比較少，并且調(diào)試方便，既可以集中式的進行使用，也可以分散性的進行設(shè)置，因此此種設(shè)計當(dāng)時的靈活性是比較好的。由于電容器無功補償設(shè)計具有如此多的優(yōu)勢，因此有數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，在我國已經(jīng)有90%的電網(wǎng)系統(tǒng)利用電容器設(shè)計進行無功補償。但是在利用電容器進行無功補償時，必須要保障無功功率與節(jié)點電壓數(shù)值之間呈現(xiàn)一種正比例關(guān)系，這樣才能減少電力系統(tǒng)之中電壓的損耗，若是在進行電容器無功補償設(shè)計時，無法滿足這一要求，實際補償效果也會受到一定的影響，這是現(xiàn)下應(yīng)用電容器無功補償設(shè)計方式的一大難點，為此還需不斷的加強電容器無功補償設(shè)計方式方面的研究。

3.3電抗器設(shè)計

利用電抗器進行無功功率補償，電抗器設(shè)計主要就是將電抗器并聯(lián)在一起，從而實現(xiàn)無功補償效果，應(yīng)用此種設(shè)計方式可以增加感性無功功率，從而起到平衡電力系統(tǒng)容性無功功率與感性無功功率的作用，因此電抗器無功補償設(shè)計方式在一些輸送功率比較小，負荷比較輕的電網(wǎng)系統(tǒng)中，具有很好的無功補償效果，同時對于早期的電網(wǎng)系統(tǒng)以及一些新建的電網(wǎng)系統(tǒng)中，都可以進行使用。

3.4靜止無功發(fā)生器設(shè)計

在電網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的過程中，在進行電路系統(tǒng)無功補償時，開始嘗試使用靜止無功發(fā)生器設(shè)計，此種設(shè)計方式主要是在線路之中加一個自變換電流，從而實現(xiàn)無功補償作用。在靜止無功發(fā)生器設(shè)計中，可以對交流電壓相位進行控制，但是卻不會受到交通電壓的幅值影響，通過完成交流上的相位，進行更好的無功功率輸出或者吸收，并且只有將SCG啟動時，才能對電容進行充電，進而建立直流電壓。而在正常運行過程中，因為會存在一定的消耗，電流失量無法垂直，因此可以利用SVG進行功率補償。但是由于此種設(shè)計方式，不能與電網(wǎng)直接進行連接，因此在將其應(yīng)用到高壓系統(tǒng)之中，必須要利用串變壓器進行連接。

結(jié)束語：

我國電力系統(tǒng)始終處在良好的發(fā)展?fàn)顟B(tài)之中，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐漸擴大，但是我國的國情決定了變電站分布不均的現(xiàn)實情況。無功補償裝置，能夠有效提高電網(wǎng)電能的傳送質(zhì)量，對于減少電網(wǎng)運行過程中的線路損耗問題起到良好的促進作用。在變電設(shè)計工作中做好無功補償裝置的設(shè)計工作，能夠有效維持電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性，同時在很大程度上還能夠促進社會經(jīng)濟的發(fā)展，保障人們的生產(chǎn)生活。

參考文獻

[1]王林.簡析變電設(shè)計中無功補償裝置的設(shè)計方式.科技展望，2015（4）：84-85.