胡玲华

摘要：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。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

1 无功补偿的重要原理

无功补偿主要是将具有感性功率负荷和容性功率负荷的装置进行有效地结合，使其在同一电路上进行相互作用，能够有效提高能量转化的实际效果，增强电力运行的整体效果。感性负荷工作将其所需要的一些无用功率通过可有容性负荷输出的无功功率进行补偿。无功补偿在实际的运行中，主要是指将原来使用的无功功率进行转化，这些无功功率主要是通过变压器或者电网进行提供的，对于电力运行具有重要影响，而在将其进行转化之后，能够使其通过交流电力的电容器进行提供。通常情况下，电流负荷为感性状态，不论是工业负荷还是民用负荷，从电路运行的实际情况来看，电感负载是需要大量无功功率进行补偿的。无功功率在电力系统的运行当中，主要有两条补偿路径：一种是由补偿电容器进行提供的，另一种是由输电系统进行提供的。这两种补偿方式虽然不同，但是在实际的电力系统运行过程当中，这两种补偿方式能够起到良好的作用，发挥良好的效果，体现在电力系统当中，主要是都能够提供良好的无功功率。

2 无功补偿在变电设计中的重要性

异步电动机和变压器等电力系统中非常常见的设备和普遍的用电设备都属于感性负荷设备，这些设备在运行的过程中需要无功功率的提供。无功电源主要可以分为发电机、静电电容器、静止补偿器和同步调相机等。生产无功功率基本上是不需要任何能量的，但是无功功率在沿着电力系统的输电网络进行传播的过程中就会产生非常大的有功功率的消耗和电压的损失。发电厂如果把这些无功功率直接提供给用户的话，会因为输电线路上损耗大量的电能和电压造成巨大的经济损失，对发电企业发展产生不良的影响。为了避免这种情况的发生，最大程度上的减少无功功率在输电线路输送过程中的损耗，有效的增大配电设备的工作效率应该采用“分级补偿，就地平衡”的无功补偿设备配置方式，对无功补偿设备进行合理的配置。通过对于无功补偿装置合理的分配以及改变电网的无功潮流分布，可以极大程度的减少有功功率和电压在电力输送过程中的损耗，达到改善居民和企业用电质量的目的，同时也能减少供电单位的经济损失。

3 变电设计中无功补偿装置的设计方式

3.1 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。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。

3.2 电容器设计

在无功补偿进程当中优化运用电容器装置，其对应原理主要为，在系统中实现并联，促使容性负载得以提升，而后从系统进行容性功率的吸收以及输出，使得线路与感性负荷针对感性无功功率所提出要求实现满足，进而获取良好的无功补偿成效。基于电容器应用展开无功补偿，普遍仅仅需求相对较少的一次性运行投资成本费用，加之调试安装相对便捷且实际产生损耗较低、工作运行成效高，既可完成集中使用，又可进行分散装设。现如今，纵观我国整个电力系统运行，已然基于并联电容器使用受限约百分之九十的无功补偿容量。但是，此类装置进行提供的无功功率以与对应节点电压数值的平方呈现正比关系，即为，若降低节点电压，提升无功功率时，其进行提供的系统无功功率随之减少，由此可见，但就补偿效果获取来说，在改变系统电压的时候，此类装置通常难以获取良好补偿成效。

3.3 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。

3.4 静止无功发生器设计

在电力技术不断进步的条件下，电力系统开始使用静止无功补偿装置，这种装置使用的线路是自变换变流，其实质就是静止无功发生器（SVG），也被称作静止同步补偿器，属于第三代无功補偿装置。。因为SVG使用的是全控制器件，可以随便控制其交流上电压的相位，即使交流上电压的幅值会因为直流上电压幅值影响，但是还是可以在限定的范围进行控制。因此，能利用控制交流上电压幅值以及相位进而对其进行改变，也就是说，能完成交流上电流相位超过或落后电网电压相位90°，进而实现输出和吸收无功功率的效果。假如忽视无功发生器产生的损耗，那与系统就不存在有功交换，只有无功交换，直流上电容电压也会维持不变。只有当SCG启动的时候，吸收足够的有功功率，然后对电容进行充电，才会建立直流电压。在正常运行过程中，因为存在损耗，电网电压和电流矢量无法垂直，就要向电网吸收有功功率来补偿SVG的损耗。

4 无功补偿装置发展前景分析

随着国家经济的发展和电力系统的不断更新，无功补偿成为维护电力系统正常运行的重要举措。系统的管理者与执行者需要提高自身电力及其自动化专业知识的储备，专业素质与自身实践相结合，更好地发展无功补偿技术。无功补偿技术十分复杂，需对电流和电压进行同步严格控制。随着电力市场的慢慢发展，无功补偿已经成为主要改革的方向，本着为人民服务又节省各种费用，从如今的发展模式来看电力市场已经发生了一些变化，再利用一些有利产品进行市场开发和扩张，一系列的改变都是为以后的发展奠定一定的基础，而引领整个市场发展的关键就在于优点大于缺点的产品，那就是无功补偿，是一款带来许多效益的产品，既科学又实用、安全的系统，充分利用其多功能的利用价值全方位地服务群众，并不断地提高服务质量，为整个电力服务行业增加动力。同时减少电功率的损失量，降低运行成本，保证电压的稳定，增加用电安全。

综上所述，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.