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

陳凡武

摘 要：電力供電系統(tǒng)是我國電力企業(yè)基礎(chǔ)性建設(shè)中最為重要的部分，大大提高人們生活質(zhì)量，并且對工業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。但是，我國電力企業(yè)在發(fā)展中由于水資源、地理環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)規(guī)模等在一定程度上具有差異性，致使我國發(fā)電廠的分布出現(xiàn)不均衡情況。為此，電力企業(yè)在發(fā)展的基礎(chǔ)上，應(yīng)做好無功補(bǔ)償裝置工作，以此提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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

前言：隨著人們生活質(zhì)量的提升，人們對用電需求越來越高，其中電壓對電力企業(yè)的發(fā)展起到關(guān)鍵性作用，是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，對整個(gè)電路運(yùn)行具有較大的促進(jìn)作用。此外，對電壓進(jìn)行管控，可有效保證線路的正常運(yùn)行，以保障電網(wǎng)在運(yùn)行中的穩(wěn)定性，為用戶提供高質(zhì)量的用電需求。電壓質(zhì)量受無功電力的影響，所以做好無功電力管控工作，能夠有效提升供電水平，并且做好變電設(shè)計(jì)工作中無功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)工作，可大大提高電網(wǎng)運(yùn)行效果。

1 無功補(bǔ)償概述以及原理

1.1 無功補(bǔ)償概述

無功補(bǔ)償又稱之為無功功率補(bǔ)償，在供電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，主要是對電網(wǎng)功率因數(shù)進(jìn)行提升，以此對輸電線路與供電變壓器運(yùn)行損耗進(jìn)行合理降低，并提升供電效率，對供電環(huán)境進(jìn)行完善[1]。所以無功補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)運(yùn)行中起到關(guān)鍵性作用，其中在對無功補(bǔ)償裝置實(shí)施選擇過程中，能夠有效減少電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的損耗，使供電質(zhì)量得到有效提高，若選擇不合理，直接導(dǎo)致諧波增大以及電壓不穩(wěn)等問題。

1.2 無功補(bǔ)償原理

電網(wǎng)在功率輸出過程中，主要有無功功率與有功功率兩個(gè)方面，其中有功功率主要是對電能的直接消耗，并轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，以此畸形做功；無功功率對電能不產(chǎn)生直接消耗，并將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，是設(shè)備做功的主要能量，同時(shí)在電網(wǎng)運(yùn)行中達(dá)到與電能周期性轉(zhuǎn)換效果。此外，無功補(bǔ)償?shù)幕驹?，主要是把感性功率?fù)荷與容性功率負(fù)荷進(jìn)行并聯(lián)在一個(gè)電路中，并且能夠?qū)⒛芰吭诓煌?fù)荷中進(jìn)行流通，同時(shí)通過容性負(fù)荷輸出的無功功率對感性負(fù)荷所需要的無功功率實(shí)施補(bǔ)償。另外，從實(shí)質(zhì)角度來看，就是通過交流電力電容器替代原本的電網(wǎng)，提供相應(yīng)的無功功率。

2 無功補(bǔ)償技術(shù)

電力企業(yè)相關(guān)人員還需要利用無功補(bǔ)償技術(shù)來降低線路損耗問題，我國電力系統(tǒng)中包含了有功功率和無功功率，元功功率的主要特點(diǎn)是不消耗電能，只是把電能通過轉(zhuǎn)化變?yōu)槠渌问侥芰?，為此可以通過動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)來降低供電系統(tǒng)的損耗。此外，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中使用動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠?qū)ζ髽I(yè)用電功率進(jìn)行有效提升，并能夠有效降低企業(yè)運(yùn)行成本。動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的利用主要從以下幾點(diǎn)入手：1，在滿足無功功率時(shí)，保證無功補(bǔ)償裝置在電網(wǎng)供電中應(yīng)用的準(zhǔn)確性，使應(yīng)用最大化；2，相關(guān)工作人員在利用無功補(bǔ)償技術(shù)時(shí)，可以將無功補(bǔ)償裝置根據(jù)串聯(lián)方式進(jìn)行連接，能夠在較大程度上降低供電系統(tǒng)損耗；3，無功補(bǔ)償技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，需要對補(bǔ)償容量與補(bǔ)償點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)置，并根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)量實(shí)施無功補(bǔ)償，以降低供電系統(tǒng)損耗。

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

3.1 調(diào)相機(jī)設(shè)計(jì)

在對變電設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，最為常見的設(shè)計(jì)方式主要是調(diào)相機(jī)設(shè)計(jì)，在對調(diào)相機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)的應(yīng)用時(shí)，一般采用同步調(diào)相機(jī)裝置，主要是因同步調(diào)相機(jī)裝置和發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理極為相似，都是在勵(lì)磁作用下使電力系統(tǒng)接收無功功率，當(dāng)欠勵(lì)磁在運(yùn)行過程中，電力系統(tǒng)二次把感性電磁進(jìn)行傳輸，使無功負(fù)荷運(yùn)行效果達(dá)到最佳狀態(tài)。所以調(diào)相機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)在運(yùn)行過程中，最為重要的環(huán)節(jié)就是對勵(lì)磁運(yùn)行裝置實(shí)施合理調(diào)控，以此實(shí)現(xiàn)同步調(diào)相機(jī)對裝置中無功功率電壓的吸收和輸出，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與運(yùn)行安全。但是，調(diào)相機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)在運(yùn)行過程中，由于同步調(diào)相機(jī)運(yùn)行損耗相對較大，若采用容量小的同步調(diào)相機(jī)，會大大增加運(yùn)行成本，所以在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行需求量不斷增加的背景下，調(diào)相機(jī)無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化。

3.2 電容器設(shè)計(jì)

變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)中最為常用的設(shè)計(jì)是電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)，主要是將電容器在電網(wǎng)進(jìn)行以并聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)容性負(fù)載的提升，使電網(wǎng)系統(tǒng)在進(jìn)行容性功率輸出和輸入過程中，能夠?qū)€路中感性負(fù)荷方面的無功要求進(jìn)行滿足，以此達(dá)到最佳無功補(bǔ)償效果。此外，在進(jìn)行電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí)，能夠大大降低運(yùn)行成本，并且調(diào)試方法較為便捷，不但能夠采用集中式進(jìn)行設(shè)置，而且還可使用既可以采用分散式的設(shè)置，具有較高的靈活性。由于電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)有較多的優(yōu)點(diǎn)，據(jù)調(diào)查顯示，我國90%的電網(wǎng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中采用電容器設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償，但在進(jìn)行電容器無功補(bǔ)償過程中，需要保證無功功率與節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)值呈正比例關(guān)系，只有這樣才能使電力系統(tǒng)中電壓損耗得到有效降低，若果是電容器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)，不能滿足電壓損耗的有效降低，會在較大程度上影響實(shí)際補(bǔ)償效果[2]。

3.3 電抗器設(shè)計(jì)

電抗器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)主要是通過把電抗器采取并聯(lián)的方式，達(dá)到一種無功補(bǔ)償效果，不但能夠在較多程度上提高感性無功功率，而且可對感性無功功率與容性無功功率進(jìn)行有效的平衡，具有較大的促進(jìn)作用，所以此種設(shè)計(jì)方式在輕型電網(wǎng)系統(tǒng)中，能夠達(dá)到較好的無功補(bǔ)償效果，主要是因電抗器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方式具有輸送功率小、負(fù)荷輕等優(yōu)點(diǎn)，與此同時(shí)電抗器無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)完全適用于不同時(shí)期的電系統(tǒng)。在對電抗器進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程中，如果容性充電功率在某一個(gè)特定環(huán)境中出現(xiàn)提高狀態(tài)，會大大降低感性無功功率，在對電抗器進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，必須要保證電壓水處于平衡狀態(tài)，并對無功平衡率進(jìn)行合理維持，只有這樣才能保證電力系統(tǒng)內(nèi)部電壓保持在一定范圍內(nèi)，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.4 靜止無功發(fā)生器設(shè)計(jì)

電網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展過程中，在實(shí)施電路系統(tǒng)無功補(bǔ)償時(shí)，對靜止無功發(fā)生器設(shè)計(jì)進(jìn)行嘗試設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是在線路中加入一個(gè)自變換電流，以此對無功補(bǔ)償?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。在進(jìn)行靜止無功發(fā)生器設(shè)計(jì)過程中，能夠在一定程度上控制交流電壓相位，不會被交通電壓的幅值產(chǎn)生影響，通過完成交流上的相位，使無功功率更好的輸出或者輸入，且只有啟動SCG時(shí)，才能對電容進(jìn)行充電，以此進(jìn)行直流電壓的建立。在正常運(yùn)行過程中，會出現(xiàn)不同程度的消耗，無法使電流矢量處于垂直狀態(tài)，可以通過SVG對功率進(jìn)行有效的補(bǔ)償。

結(jié)語：

綜上所述，我國電力企業(yè)供電系統(tǒng)發(fā)展較為順利，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷提升，電網(wǎng)在發(fā)展中規(guī)模不斷擴(kuò)大，但是變電站分布情況受到我國國情的影響，使在發(fā)展中需要進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與優(yōu)化。此外，無功補(bǔ)償裝置能夠?qū)﹄娋W(wǎng)電能傳輸質(zhì)量進(jìn)行有效的提高，可大大減少電網(wǎng)運(yùn)行中線路的損耗，這就需要對無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的完善與優(yōu)化，對電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性具有較好的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊琳. 變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式探析[J]. 通訊世界， 2014（15）：118-119.

[2]聶寧. 變電設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式探析[J]. 通訊世界， 2015（5）：124-125.