變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式探析

王麗娟

摘 要：電力系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)城市化發(fā)展做出重要的推動(dòng)作用，同時(shí)隨著城市用電量的不斷增加，對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性也提出了更高的要求，而在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，通過無功補(bǔ)償裝置可以對(duì)電力系統(tǒng)中的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，在本文中筆者將對(duì)變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)方式進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：變電設(shè)計(jì)；無功補(bǔ)償裝置；設(shè)計(jì)方式

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

在經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展過程中，電網(wǎng)建設(shè)與電網(wǎng)普及覆蓋面不斷擴(kuò)大，但是由于我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)起步較晚，易出現(xiàn)供電不良、供電分布不均等現(xiàn)象，這對(duì)城市用電造成了一定的影響，而無功傳輸可以減少電網(wǎng)電壓輸送損耗，因此為了能夠更好的提高電網(wǎng)電能輸送量，為居民用電量提供有效保障，加強(qiáng)變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)方式研究就顯得越發(fā)重要。

1 變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償概述及設(shè)計(jì)原理

國(guó)家電力部門規(guī)定，將功率因素達(dá)到0.9或者0.9以上的用戶定義為高壓用戶，而現(xiàn)下低壓用戶功率也要達(dá)到0.85～0.9之間，由此可以看出我國(guó)用戶用電功率是比較大的，而隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市用戶的不斷增大，電力系統(tǒng)無法滿足大功率負(fù)荷，就易出現(xiàn)供電不良、供電分布不均等現(xiàn)象，無功補(bǔ)償就是無功功率補(bǔ)償，在電網(wǎng)系統(tǒng)之中進(jìn)行無功補(bǔ)償，可以使電網(wǎng)功率因數(shù)提升，從而減少電壓輸送過程中的損耗，這樣就可以起到提升電功率，改善用電環(huán)境的應(yīng)用目的。而無功補(bǔ)償涉及方式有很多，如調(diào)相機(jī)設(shè)計(jì)、電容器設(shè)計(jì)、電抗器設(shè)計(jì)、靜止無功發(fā)生器設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)方式的無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)原理，就是電路系統(tǒng)中安裝相關(guān)裝置，從而衡電力系統(tǒng)容性無功功率與感性無功功率，對(duì)線路進(jìn)行無功補(bǔ)償，這也可以被稱之為無功補(bǔ)償法[1]。

2 變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式探析

2.1 調(diào)相機(jī)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行變電設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)時(shí)，調(diào)相機(jī)設(shè)計(jì)是以往最常使用的一種設(shè)計(jì)方式，具體而言，調(diào)相機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方式應(yīng)用過程中，主要是利用了同步調(diào)相機(jī)這一裝置設(shè)備，此種裝置設(shè)備與發(fā)電機(jī)的原理大致相同，是通過勵(lì)磁運(yùn)行作用讓電力系統(tǒng)中接收到無功功率，而當(dāng)欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)又可以將感性電磁再次傳輸出去，這樣就實(shí)現(xiàn)最佳的無功負(fù)荷運(yùn)行效果[2]。因此在進(jìn)行調(diào)相機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí)，重要的就是對(duì)勵(lì)磁運(yùn)行裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，從而實(shí)現(xiàn)同步調(diào)相機(jī)對(duì)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(yùn)行提供最大限度的保障。但是值得注意的是，在進(jìn)行調(diào)相機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí)，由于同步調(diào)相機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，在運(yùn)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(jī)容量比較小，易造成成本方面的浪費(fèi)，因此在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行需求量不斷增加的今天，利用調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)還應(yīng)不斷進(jìn)行改進(jìn)。

2.2 電容器設(shè)計(jì)

電容器設(shè)計(jì)也是變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)的一種常見方式，電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)，就是在電網(wǎng)中并聯(lián)電容器，從而實(shí)現(xiàn)容性負(fù)載提升，這樣電網(wǎng)系統(tǒng)在進(jìn)行容性功率吸收或者輸出時(shí)，就可以更好的實(shí)現(xiàn)線路中感性負(fù)荷方面的無功要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最佳的無功補(bǔ)償效果。同時(shí)利用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)，投資費(fèi)用比較少，并且調(diào)試方便，既可以集中式的進(jìn)行使用，也可以分散性的進(jìn)行設(shè)置，因此此種設(shè)計(jì)當(dāng)時(shí)的靈活性是比較好的。由于電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)具有如此多的優(yōu)勢(shì)，因此有數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，在我國(guó)已經(jīng)有90%的電網(wǎng)系統(tǒng)利用電容器設(shè)計(jì)進(jìn)行無功補(bǔ)償[3]。但是在利用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，必須要保障無功功率與節(jié)點(diǎn)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(jìn)行電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí)，無法滿足這一要求，實(shí)際補(bǔ)償效果也會(huì)受到一定的影響，這是現(xiàn)下應(yīng)用電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方式的一大難點(diǎn)，為此還需不斷的加強(qiáng)電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方式方面的研究[4]。

2.3 電抗器設(shè)計(jì)

利用電抗器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，電抗器設(shè)計(jì)主要就是將電抗器并聯(lián)在一起，從而實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償效果，應(yīng)用此種設(shè)計(jì)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(bǔ)償設(shè)計(jì)方式在一些輸送功率比較小，負(fù)荷比較輕的電網(wǎng)系統(tǒng)中，具有很好的無功補(bǔ)償效果，同時(shí)對(duì)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(jìn)行使用[5]。但是在應(yīng)用電抗器進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí)，若是導(dǎo)線中的電容性使容性充電功率提升，從而導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)中的感性無功功率降低，在進(jìn)行電抗器設(shè)計(jì)時(shí)，必須要保障電壓水平衡，維持系統(tǒng)中的無功平衡率，這樣才能防止電力系統(tǒng)內(nèi)部的電壓增大，從而對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全造成影響。

2.4 靜止無功發(fā)生器設(shè)計(jì)

在電網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的過程中，在進(jìn)行電路系統(tǒng)無功補(bǔ)償時(shí)，開始嘗試使用靜止無功發(fā)生器設(shè)計(jì)，此種設(shè)計(jì)方式主要是在線路之中加一個(gè)自變換電流，從而實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償作用。在靜止無功發(fā)生器設(shè)計(jì)中，可以對(duì)交流電壓相位進(jìn)行控制，但是卻不會(huì)受到交通電壓的幅值影響，通過完成交流上的相位，進(jìn)行更好的無功功率輸出或者吸收，并且只有將SCG啟動(dòng)時(shí)，才能對(duì)電容進(jìn)行充電，進(jìn)而建立直流電壓。而在正常運(yùn)行過程中，因?yàn)闀?huì)存在一定的消耗，電流失量無法垂直，因此可以利用SVG進(jìn)行功率補(bǔ)償。但是由于此種設(shè)計(jì)方式，不能與電網(wǎng)直接進(jìn)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(jìn)行連接。

3 總結(jié)

在城市化進(jìn)程快速發(fā)展的過程中，城市用電量需求不斷加大，因此易出現(xiàn)供電不良、供電分布不均現(xiàn)象，而無功傳輸可以減少電網(wǎng)電壓輸送損耗，為此能夠更好的推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)穩(wěn)健發(fā)展，加強(qiáng)變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式研究至為重要。

參考文獻(xiàn)：

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