变电设计中无功补偿装置的设计方式探析

王丽娟

摘 要：电力系统的应用对城市化发展做出重要的推动作用，同时随着城市用电量的不断增加，对电力系统的安全性和可靠性也提出了更高的要求，而在电力系统运行的过程中，通过无功补偿装置可以对电力系统中的电压进行调节，在本文中笔者将对变电设计中无功补偿装置设计方式进行深入分析。

关键词：变电设计；无功补偿装置；设计方式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.2030 前言

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[1]。

2 變电设计中无功补偿装置的设计方式探析

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[2]。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[3]。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[4]。

2.3 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[5]。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。

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 总结

在城市化进程快速发展的过程中，城市用电量需求不断加大，因此易出现供电不良、供电分布不均现象，而无功传输可以减少电网电压输送损耗，为此能够更好的推动我国电力事业稳健发展，加强变电设计中无功补偿装置的设计方式研究至为重要。

参考文献：

[1]汤少彦.变电设计中无功补偿装置的设计方式[J].中国新技术新产品，2016（15）：70-71.

[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（05）：124-125.

[3]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.

[4]吴伟敏.低压配网中TSC型动态无功补偿装置的设计与应用[J]. 自动化与信息工程，2006（03）：21-23.

[5]贺建闽，李群湛，黄治清.静止无功补偿装置设计与运行试验[J]. 电气化铁道，2001（01）：1-4+17.endprint