变电设计中无功补偿装置的设计方式探析

陈凡武

摘 要：电力供电系统是我国电力企业基础性建设中最为重要的部分，大大提高人们生活质量，并且对工业的发展提供了基础。但是，我国电力企业在发展中由于水资源、地理环境以及经济规模等在一定程度上具有差异性，致使我国发电厂的分布出现不均衡情况。为此，电力企业在发展的基础上，应做好无功补偿装置工作，以此提升电力系统的稳定运行。

关键词：变电设计；无功补偿装置；设计方式

前言：随着人们生活质量的提升，人们对用电需求越来越高，其中电压对电力企业的发展起到关键性作用，是衡量电能质量的重要指标，对整个电路运行具有较大的促进作用。此外，对电压进行管控，可有效保证线路的正常运行，以保障电网在运行中的稳定性，为用户提供高质量的用电需求。电压质量受无功电力的影响，所以做好无功电力管控工作，能够有效提升供电水平，并且做好变电设计工作中无功补偿装置设计工作，可大大提高电网运行效果。

1 无功补偿概述以及原理

1.1 无功补偿概述

无功补偿又称之为无功功率补偿，在供电系统运行过程中，主要是对电网功率因数进行提升，以此对输电线路与供电变压器运行损耗进行合理降低，并提升供电效率，对供电环境进行完善[1]。所以无功补偿装置在电力系统运行中起到关键性作用，其中在对无功补偿装置实施选择过程中，能够有效减少电网运行时的损耗，使供电质量得到有效提高，若选择不合理，直接导致谐波增大以及电压不稳等问题。

1.2 无功补偿原理

电网在功率输出过程中，主要有无功功率与有功功率两个方面，其中有功功率主要是对电能的直接消耗，并转换为其他形式的能量，以此畸形做功；无功功率对电能不产生直接消耗，并将电能转换为其他形式的能量，是设备做功的主要能量，同时在电网运行中达到与电能周期性转换效果。此外，无功补偿的基本原理，主要是把感性功率负荷与容性功率负荷进行并联在一个电路中，并且能够将能量在不同负荷中进行流通，同时通过容性负荷输出的无功功率对感性负荷所需要的无功功率实施补偿。另外，从实质角度来看，就是通过交流电力电容器替代原本的电网，提供相应的无功功率。

2 无功补偿技术

电力企业相关人员还需要利用无功补偿技术来降低线路损耗问题，我国电力系统中包含了有功功率和无功功率，元功功率的主要特点是不消耗电能，只是把电能通过转化变为其他形式能量，为此可以通过动态无功补偿技术来降低供电系统的损耗。此外，电力系统在运行过程中使用动态无功补偿技术，能够对企业用电功率进行有效提升，并能够有效降低企业运行成本。动态无功补偿技术的利用主要从以下几点入手：1，在满足无功功率时，保证无功补偿装置在电网供电中应用的准确性，使应用最大化；2，相关工作人员在利用无功补偿技术时，可以将无功补偿装置根据串联方式进行连接，能够在较大程度上降低供电系统损耗；3，无功补偿技术在应用时，需要对补偿容量与补偿点进行合理设置，并根据设计数量实施无功补偿，以降低供电系统损耗。

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

在对变电设计无功补偿装置进行设计过程中，最为常见的设计方式主要是调相机设计，在对调相机无功补偿设计的应用时，一般采用同步调相机装置，主要是因同步调相机装置和发电机运行原理极为相似，都是在励磁作用下使电力系统接收无功功率，当欠励磁在运行过程中，电力系统二次把感性电磁进行传输，使无功负荷运行效果达到最佳状态。所以调相机无功补偿设计在运行过程中，最为重要的环节就是对励磁运行装置实施合理调控，以此实现同步调相机对装置中无功功率电压的吸收和输出，保证电力系统的稳定与运行安全。但是，调相机无功补偿设计在运行过程中，由于同步调相机运行损耗相对较大，若采用容量小的同步调相机，会大大增加运行成本，所以在电网系统运行需求量不断增加的背景下，调相机无功补偿设计需要进一步改进优化。

3.2 电容器设计

变电设计中无功补偿装置设计中最为常用的设计是电容器无功补偿设计，主要是将电容器在电网进行以并联的方式来实现容性负载的提升，使电网系统在进行容性功率输出和输入过程中，能够对线路中感性负荷方面的无功要求进行满足，以此达到最佳无功补偿效果。此外，在进行电容器无功补偿设计时，能够大大降低运行成本，并且调试方法较为便捷，不但能够采用集中式进行设置，而且还可使用既可以采用分散式的设置，具有较高的灵活性。由于电容器无功补偿设计有较多的优点，据调查显示，我国90%的电网系统在设计过程中采用电容器设计无功补偿，但在进行电容器无功补偿过程中，需要保证无功功率与节点电压数值呈正比例关系，只有这样才能使电力系统中电压损耗得到有效降低，若果是电容器无功补偿设计，不能满足电压损耗的有效降低，会在较大程度上影响实际补偿效果[2]。

3.3 电抗器设计

电抗器进行无功功率补偿设计主要是通过把电抗器采取并联的方式，达到一种无功补偿效果，不但能够在较多程度上提高感性无功功率，而且可对感性无功功率与容性无功功率进行有效的平衡，具有较大的促进作用，所以此种设计方式在轻型电网系统中，能够达到较好的无功补偿效果，主要是因电抗器无功补偿设计方式具有输送功率小、负荷轻等优点，与此同时电抗器无功补偿设计完全适用于不同时期的电系统。在对电抗器进行无功补偿设计的应用过程中，如果容性充电功率在某一个特定环境中出现提高状态，会大大降低感性无功功率，在对电抗器进行设计过程中，必须要保证电压水处于平衡状态，并对无功平衡率进行合理维持，只有这样才能保证电力系统内部电压保持在一定范围内，影响电力系统的安全运行。

3.4 静止无功发生器设计

电网技术在发展过程中，在实施电路系统无功补偿时，对静止无功发生器设计进行尝试设计，该设计是在线路中加入一个自变换电流，以此对无功补偿得以实现。在进行静止无功发生器设计过程中，能够在一定程度上控制交流电压相位，不会被交通电压的幅值产生影响，通过完成交流上的相位，使无功功率更好的输出或者输入，且只有启动SCG时，才能对电容进行充电，以此进行直流电压的建立。在正常运行过程中，会出现不同程度的消耗，无法使电流矢量处于垂直状态，可以通过SVG对功率进行有效的补偿。

结语：

综上所述，我国电力企业供电系统发展较为顺利，随着我国经济的不断提升，电网在发展中规模不断扩大，但是变电站分布情况受到我国国情的影响，使在发展中需要进行不断的创新与优化。此外，无功补偿装置能夠对电网电能传输质量进行有效的提高，可大大减少电网运行中线路的损耗，这就需要对无功补偿装置的设计进行有效的完善与优化，对电网运行的稳定性与安全性具有较好的促进作用。

参考文献：

[1]杨琳. 变电设计中无功补偿装置的设计方式探析[J]. 通讯世界， 2014（15）：118-119.

[2]聂宁. 变电设计中无功补偿装置的设计方式探析[J]. 通讯世界， 2015（5）：124-125.