地面降壓站動態(tài)無功補償技術(shù)研究

侯小鵬

摘要：現(xiàn)如今，科學技術(shù)在提高人們生活水平上發(fā)揮著極大的作用。在地面降壓站的電力系統(tǒng)中，動態(tài)無功補償技術(shù)得到了廣泛地運用，在解決電壓運行的質(zhì)量上發(fā)揮著重要的作用，進一步推動著電網(wǎng)安全、穩(wěn)定的運行。本文主要從無功補償技術(shù)的運作原理和發(fā)展現(xiàn)狀、動態(tài)無功補償技術(shù)的特點和應用現(xiàn)狀，來研究動態(tài)無功技術(shù)在地面降壓站中的應用效果，進而為推動電網(wǎng)的安全運行提供一個值得借鑒的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：地面降壓站;電力系統(tǒng);電網(wǎng);無功補償技術(shù);動態(tài)無功補償技術(shù)

引言

在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的背景之下，人們的生活條件不斷地優(yōu)化，對電力的需求也在不斷變化，對供電系統(tǒng)的服務質(zhì)量的要求更高，而隨著用電量的加大，電力系統(tǒng)的規(guī)模逐漸加大等原因，導致供電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定等現(xiàn)象。因此，需要采用無功補償技術(shù)優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行，提升供電系統(tǒng)的服務質(zhì)量。

1無功補償技術(shù)

1.1電網(wǎng)無功補償?shù)脑?/p>

無功補償技術(shù)的原理是將事先通過計算確定好容量的容性功率的負載并聯(lián)在具有感性功率的負載兩端，這樣容性負載產(chǎn)生的無功功率就可以補償感性負載產(chǎn)生的無功功率，實現(xiàn)電能在兩種負荷之間來回的轉(zhuǎn)換，提高功率因數(shù)。電力系統(tǒng)中，用電設備的正常工作既需要電源提供有功功率，也需要電源提供無功功率來維持。在實際的電力系統(tǒng)中，發(fā)電機等輸出設備無法向負載提供足夠的無功功率。為了保證廣大用戶對無功功率的需求，同時能使電網(wǎng)中的設備能在額定情況下正常工作，需要在無功功率不足的地方增添無功補償設備進行就地補償。

1.2無功補償?shù)脑瓌t

1.2.1無功功率平衡原則

為了改善電能質(zhì)量，降低功率損耗，應該盡量避免通過輸電線路長距離傳輸無功功率到所需的位置。在負荷最大和最小運行方式下，要做到無功功率的分（電壓）層分（供電）區(qū)平衡，還要考慮設備檢修和故障時的情況。因此，要作出設備檢修或者故障情況下無功功率的預算值，提前準備好相應措施，保證電網(wǎng)在設備出現(xiàn)故障時不會出現(xiàn)無功功率供應不足的情況。

1.2.2無功補償裝置的配置原則

應該盡量將無功補償裝置集中配置，以便及時管理和檢修補償裝置。對于并聯(lián)電容器可以相對分散配置，但是太過于分散也會給管理和檢修帶來麻煩，需具體問題具體分析。

1.2.3變電站無功補償?shù)脑瓌t

對變電站的無功補償主要是滿足配電變壓器對無功功率容量的需求，具體的補償原則可參照以下內(nèi)容進行合理補償。

（1）中壓（10kV）電網(wǎng)的無功補償原則

中低壓電網(wǎng)的無功補償應采取高壓集中補償、低壓個別補償以及動態(tài)無功補償。優(yōu)先考慮在配電變壓器的低電壓側(cè)集中補償配置，再考慮在高壓側(cè)進行分散補償作為輔助。一般配置并聯(lián)電容器來提高功率因數(shù)。并聯(lián)電容器的容量一般可以按照主變壓器容量的20%～40%進行配置。

（2）中高壓（35～110kV）電網(wǎng)的無功補償原則

在35～110kV電網(wǎng)中，線路中的輸送負荷一般會大于自然功率，電網(wǎng)呈感性，所以應在相關(guān)變電站分散配置容性補償裝置，容量可以按照主變壓器容量的10%～30%配置。

（3）220kV電網(wǎng)的無功補償原則

在220kV電網(wǎng)中，電網(wǎng)的網(wǎng)架不強時，變壓器為感性，電網(wǎng)呈感性，因此變電站的容性無功補償主要以補償主變壓器無功損耗為主，容量一般按照主變壓器容量的10%～25%配置。網(wǎng)架相對較強的網(wǎng)絡，其波谷與波峰相差較大。當電網(wǎng)為高峰負荷時，線路輸送的負荷和變壓器消耗的無功功率都很大，系統(tǒng)中感性無功增多，所以應在線路中接入并聯(lián)電容器等容性補償裝置進行補償，提高功率因數(shù)。當電網(wǎng)為低谷負荷時，線路輸送的負荷變小，電網(wǎng)呈容性，可以將電壓偏高的變壓器兩端的電容器退出。

（4）500kV電壓電網(wǎng)的無功補償原則

在500kV變電站，既需要容性補償又需要感性補償。容性無功補償容量應按照主變壓器容量的10%～20%配置。而在電壓500kV的網(wǎng)絡中，線路輸送的實際功率小于線路的自然功率，所以應適當配置并聯(lián)電抗器進行感性補償，補償超高壓輸電線路的剩余充電功率。

2傳統(tǒng)無功補償裝置與動態(tài)無功補償技術(shù)的特點

傳統(tǒng)的無功補償裝置主要表現(xiàn)有同步調(diào)相機和同步電動機。同步調(diào)相機主要借助勵磁狀態(tài)來展開工作，進而提高整個電網(wǎng)的無功功率。這種補償方式盡管能夠為電網(wǎng)供應一個相對穩(wěn)定的電壓，但是，電流過大、損耗較多、發(fā)熱較高、較難維護，因此使用得并不多。同步電動機主要用于提高配電網(wǎng)功率，為平衡大型電力感應系統(tǒng)服務，然而，這種補償裝置因其投資高、難維護，同樣使用得并不多。

動態(tài)無功補償是一種新型且效果較好的無功率補償技術(shù)。比較常見的補償箱和補償柜，其電容的開關(guān)一般為接觸器，由于接觸器的反應比較慢，且需要考慮電容器本身的放電情況，使得此類補償設備都有一個共同的特點—投切時間間隔長，進而影響到其補償效果，也不適合廣泛進行使用。動態(tài)無功補償可以很好的解決這個問題，對負載變化進行實時跟蹤，達到對電路的動態(tài)補償。動態(tài)無功補償技術(shù)使用的設備為動態(tài)無功補償設備，即靜止同步補償器。該設備使用低諧波，在使用的過程中具有較高的運行效率，從而能夠提升電力資源的使用率。在電路的運行中，動態(tài)無功補償設備能夠快速作出響應，實現(xiàn)補償電網(wǎng)運行中頻繁波動產(chǎn)生的無功功率，從而很好的控制電網(wǎng)運行存在的諧波和閃變情況，提高電網(wǎng)整體的運行穩(wěn)定性和可靠性。動態(tài)無功補償技術(shù)能夠有效改善電網(wǎng)運行的服務質(zhì)量，提高電力資源的使用效率，并能夠降低網(wǎng)路中的電能損失和線路損失，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，延長輸電線路的使用時間。

3動態(tài)無功補償技術(shù)在地面降壓站中的應用

3.1動態(tài)無功補償技術(shù)優(yōu)化

在綜合考慮當前和未來電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設備狀態(tài)和負荷（電網(wǎng)歷史、實時和電壓級負荷預測條件）的基礎(chǔ)上，選取無功補償裝置中最能夠調(diào)節(jié)電網(wǎng)運行狀態(tài)的裝置，以減少網(wǎng)絡損失，節(jié)約投資成本。根據(jù)現(xiàn)有的無功補償設備和技術(shù)條件，根據(jù)實際負載變化和短期負荷預測，最佳的建議協(xié)調(diào)模式和工作模式的無功補償設備（智能動態(tài)無功補償），它決心滿足供電質(zhì)量的要求，實現(xiàn)低電壓控制，并考慮網(wǎng)損最小和操作成本。使用最少。

3.2高壓補償與低壓補償?shù)挠袡C結(jié)合

在兩者結(jié)合的過程中，我們需要明確其主導的補償方式，即低壓補償。低壓不成能夠協(xié)調(diào)電網(wǎng)在運作過程中的輸電情況，使電壓均勻分布到各支路。高壓補償技術(shù)應用成本高，技術(shù)補償效果低。因此，低壓補償應是主要的補償方式。

3.3集中補償與分散補償?shù)挠袡C結(jié)合

集中補償和分散補償相結(jié)合可以有效地調(diào)節(jié)配電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。需要指出的是，起主導作用的補償方式是分散補償，集中補償僅僅起到輔助的作用。這樣，無功補償可以應用到更多的輸電區(qū)域，滿足更多用戶的需求，保證電網(wǎng)運行的有效性和及時性。集中補償可以使分散補償更系統(tǒng)、更全面，為部分無補償用戶供電，從而有效解決低壓問題。

3.4電壓調(diào)節(jié)與線損降低的有機結(jié)合

這種有機結(jié)合應以線損降低技術(shù)為基礎(chǔ)，強調(diào)電壓的作用。電壓調(diào)節(jié)技術(shù)的應用具有很強的針對性。在電源中應用調(diào)壓時，容易引起導線前后兩端的電壓差。同時，下行損耗具有很強的適用性，可以安裝在電網(wǎng)線路的任何部分，并且具有很強的靈活性。

3.5采取分級分區(qū)補償?shù)男问?/p>

分層分區(qū)補償能有效提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。在我國配電網(wǎng)的輸電中，通常采用逐步降低功率的方法。在進行動態(tài)無功補償時，應根據(jù)區(qū)域電壓水平進行設計，以保證電網(wǎng)電壓平衡。

4結(jié)束語

綜上所述，在地面降壓站中應用動態(tài)無功補償技術(shù)的時候，應充分發(fā)揮動態(tài)無功補償技術(shù)的優(yōu)點，將各種補償裝置結(jié)合起來，將電壓調(diào)節(jié)與線路損耗有機結(jié)合起來，為了優(yōu)化低壓控制的效果、保證供電運行的質(zhì)量和效率、進而維護電網(wǎng)的完全與穩(wěn)定而服務。

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