基于变电站无功补偿控制与电压调节研究

常慧兵 梁斌

摘 要：就目前看来，我国的各级变电站中，装配了一定体积的电容器件并大面积的增加了有载电压变电器的使用，提高供电的质量其关键之处在于科学有效的控制电容器件，防止变压器加负载过后线损减小，提高电容器利用率以及输电变电的转化效率。随着科学技术的进步，电力工作人员在变电运行中，不断地进行无功补偿操作以及调节电压操作。本文将着重对变电站无功补偿控制和电压的调节方式进行介绍。

关键词：变电站;无功补偿;电压调节

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.152

无功补偿控制与电压调节之间运用互相配合、分工明确进行控制的设计思想，输入并输出控制模块插件过后，使用电量变送器、可编程计算机控制器，运用科学发达的数据处理技术以及控制技术并加以面向对象的设计思想，综合考虑电容器前后电压的变化趋势，把零功率的缺额放在中心，作为主要的控制变量，与母线电压相统一进行控制，最后被成功开发出来的无功补偿控制仪器，其具有的特点是：数据准确、可靠性高、控制性强。

1 无功补偿控制以及电压调节的方法

1.1 对容量进行补偿平衡无功功率

为了确保系统的电压质量和系统的无功功率之间达到平衡的状态，首先应该使系统的电压值达到正常的水平阈值，在正常的操作运行下，电源使得用电装置产生无功功率，当然也包括有功功率，如果出现无功功率满足不了基本的用电需求的情况，用电装置没有足够的无功功率将无法设立正常符合要求的电磁场，最后导致用电装置在既定的状态下不能正常工作，两端电压值不断下降，最终导致用电装置无法被启动运行。无功功率保持在一定的范围之内可以平衡容量缺失的缺点，当出现无功功率达不到要求的时候，这时无功功率将达到一种平衡的状态，造成该平衡状态的原因是系统的电压阈值减小，这时无功功率控制器件启动调节电压的功能，从而实现降低系统全部的无功功率需求达到容量补偿平衡状态。

1.2 电源充足时平衡无功功率

当系统电源的无功功率处于饱和状态时，此时系统将在较高的电压环境下运行，如果电源供电不足，说明在此系统下电压的运行效率将会很低，为了在额定电压下实现无功功率恒定不变，在实际情况中，运行时可使用补偿设备实现即时补偿、就地补偿。不但可以达到线损消耗量最少，还能对电压的质量进行加工改进，经过相关技术人员多次的试验改进，发现当所加负荷量增大时，电压也会随之进行大幅度的波动变化，如果只是简单地利用无功功率补偿进行控制，往往无法解决电压在质量方面存在的问题，这时需要设置电压和无功功率作为控制变量，使用“九区图”的算法进行控制，该方法为投切电容器和切换变压器设置了独立的开关档位，使得无功功率Q以及电压U达到理想值，把无功功率、电压所在平面划分为九个区域，所以称为九区图法。

2 静止无功补偿装置（SVC）的技术特点及应用分析

经过近30年的发展，SVC装置广泛应用于大容量的动态无功补偿设备中，世界各地普遍使用它作为电力系统的动态无功支撑，使用静止无功补偿装置可用于支持电力系统进行动态无功作用，提高系统的输送电量，使电网可以在安全的环境下被稳定运行，动态无功补偿中常使用SVC装置，它具有快速补偿功率、稳定系统电压并增大输电量的特点，尤其是当系统产生较为严重的电路故障时，静止无功补偿装置能迅速定位到故障点，及时增大系统的阻尼系数，防止电路故障造成发电系统功率震荡，从而提高系统的瞬时稳定性。如果把它和电压自动控制系统、电容器等无功补偿装置结合使用，将充分利用现存的补偿装置最大化的提高电力系统的稳定性能。

（1）突增负荷造成静态无功补偿装置响应不完全，造成系统功率不足电压陷入恶性循环最终陷入瘫痪，运用静止无功补偿装置将杜绝此种现象发生。

（2）动态支持局域网的电压，将短路造成的低电压电荷损失量降至最低。

（3）当没有及时安装人工投切无功装置，动态负荷造成电压无规律变化时，可以动态调节电压值，确保电压的质量。

（4）能平衡电荷量，扩大瞬时稳定的值域区间，增大功率震荡的阻尼系数。

3 电容器的两种内部过电压保护方式的比较

3.1 电容器组中性点串阻尼电阻的过电压保护方式

这种方式可以抑制极地过电压，但无法有效地保护极间过电压，断路器在稳定运行时，中性点连接接地电阻的效果和普通接法的效果一样。

3.2 放电间隙串电阻和电抗器并联的过电压保护方式

用这种方式抑制极地过电压，将产生很好的效果，如果选择了恰当的材料将大大增强电路的保护作用。

4 控制调控，对结果进行分析

无功补偿可实现电压质量改进、装备寿命延长的功能，计算电压损失的方法为：传输做的有功功率乘于通电电阻值加上传输做的无功功率乘于通电电阻值与线路的额定电压相除所得到的数值即为电压损失值，在添加了补偿设备后，计算通路电压的方法为：传输做的有功功率乘于通电电阻值加上传输做的无功功率减去补偿设备容量再乘通电电阻值与电路的额定电压相除所得到的数值即为通路电压值。经过数据比对可发现，通路电压值小于电压损失值，即添加了补偿设备后，将减小电压损失，大幅度提高各器件的稳定运行性以及安全可靠性。补偿设备的容量乘于通电电阻值和电路的额定电压相除等于电压损失值和通路电压的差值，距离电路尾部越近，添加的补偿设备运行性能更为优异，原因在于电路尾部，其电抗最大，添加补偿设备可以减少电量的损失，达到节能的效果。

5 结语

综上所述，社會的飞快进步和发展，对电力部门以及相关工作人员的要求会更高，技术工程师需不断更新技术知识，研究传送电能以及生产电力时的电压调节、无功补偿、分配能量等操作，满足各个阶层、各种用户对电量的各种需求，保证质量，使设备能正常工作，稳定电压，使电力系统运行平稳。无功功率影响电压的变化，它的作用强大，有了它，变压器、电动机才能正常工作，所以，电压调动和无功补偿控制操作就显得尤为关键。

参考文献：

[1]刘鑫.变电站电压无功控制应用研究[J].云南电力技术，2016（05）.

[2]陈远新.500kV变电站无人值班自动化控制研究[J].今日科苑， 2008（04）.