摘要：无功补偿就是通过并联的方式将带有容性以及感性两种功率负荷的装置安装在同一线路上，如此，两种负荷装置就能当作一种能量的转换器，实现两者的能量的相互转换，其输出的无功功率也能实现互相补偿的作用。运用到变电设计中就是将原本是电网或变压器输出的无功功率，变成交流电力容器来输出。本文主要分析了变电设计中无功补偿装置的设计方式的优化对策。
关键字：变电设计；无功补偿装置；作用；设计
我国用户用电功率是比较大的，而随着城市化进程的不断加快，城市用户的不断增大，各类电气设备数量急剧增加，电力系统无法满足大功率负荷，就易出现供电不良、供电分布不均等现象，无功补偿就是无功功率补偿，在电网系统之中进行无功补偿，可以使电网功率因数提升，从而减少电压输送过程中的损耗，这样就可以起到提升电功率，改善用电环境。因此，各个供电部门应与时俱进、开拓创新，不断探索运用新型的先进无功补偿方式手段，认真做好无功补偿装置设计工作，致力于输电事业可持续健康发展。
1无功补偿的相关概念和原理
无功补偿是对无功功率补偿的简称，在供电系统中，主要功能是提高电网的功率因数，降低供电变压器以及输电线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。因此，无功补偿装置在电力系统中可以说是不可或缺的。对无功补偿装置进行合理选择，可以有效减少电网损耗，提升供电质量，而如果选择不当，则可能导致电压波动、谐波增大等问题。
在电网输出的功率中，包括了有功功率和无功功率两个部分，有功功率主要是直接消耗电能，将其转化为其他形式的能，如热能、机械能、化学能等，并利用这些能做功；无功功率则不直接消耗电能，同样是将电能转化为另一种形式的能，这种能是电气设备做功的必备条件，同时可以在电网中实现与电能的周期性转换。而无功补偿的基本原理，是将具有容性功率负荷的装置与具有感性功率负荷的装置在同一个电路上实现并联，使得能量可以在两种负荷之间相互流通，从而利用容性负荷输出的无功功率，对感性负荷所需要的无功功率进行补偿。从实质方面分析，就是由交流电力电容器替代原本的电网或者变压器，提供相应的无功功率。
2无功补偿在电力系统中的重要作用
在电力系统中，无功补偿的主要目的，是减少有功功率及电压的损耗，通过局部有效补偿的方式，对电网的供电环境和供电质量进行改善。无功补偿的重要作用主要体现在以下几个方面：一是在供电过程中，可以有效减少供电设备以及输配电线路带来的损耗以及电能的损失，提升供电设备的供电能力，减小设备容量，节约成本；二是能够有效提升供电的功率因数，提升对于电能的利用效率，减少供电过程中存在的电压流失；三是可以减少电费开支，降低供电成本，推动我国电力行业的稳定健康发展。因此，在变电设计中，做好无功补偿装置的设计，是非常必要的，需要相关设计人员的充分重视。
3变电设计中无功补偿装置的设计方式探析
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是值得注意的是，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
电容器设计也是变电设计中无功补偿装置设计的一种常见方式，电容器无功补偿设计，就是在电网中并联电容器，从而实现容性负载提升，这样电网系统在进行容性功率吸收或者输出时，就可以更好的实现线路中感性负荷方面的无功要求，进而实现最佳的无功补偿效果。同时利用电容器进行无功补偿设计，投资费用比较少，并且调试方便，既可以集中式的进行使用，也可以分散性的进行设置，因此此种设计当时的灵活性是比较好的。由于电容器无功补偿设计具有如此多的优势，因此有数据调查显示，在我国已经有90％的电网系统利用电容器设计进行无功补偿。但是在利用电容器进行无功补偿时，必须要保障无功功率与节点电压数值之间呈现一种正比例关系，这样才能减少电力系统之中电压的损耗，若是在进行电容器无功补偿设计时，无法满足这一要求，实际补偿效果也会受到一定的影响，这是现下应用电容器无功补偿设计方式的一大难点，为此还需不断的加强电容器无功补偿设计方式方面的研究。
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。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
在电网技术快速发展的过程中，在进行电路系统无功补偿时，开始尝试使用静止无功发生器设计，此种设计方式主要是在线路之中加一个自变换电流，从而实现无功补偿作用。在静止无功发生器设计中，可以对交流电压相位进行控制，但是却不会受到交通电压的幅值影响，通过完成交流上的相位，进行更好的无功功率输出或者吸收，并且只有将SCG启动时，才能对电容进行充电，进而建立直流电压。而在正常运行过程中，因为会存在一定的消耗，电流失量无法垂直，因此可以利用SVG进行功率补偿。但是由于此种设计方式，不能与电网直接进行连接，因此在将其应用到高压系统之中，必须要利用串变压器进行连接。
4结语
随着我国社会经济的快速发展，人们对于电力的需求不断增加，这就使得电网的运行效率和供电质量的确保具有重要意义。综上所述，无功补偿装置，能够有效提高电网电能的传送质量，对于减少电网运行过程中的线路损耗问题起到良好的促进作用。在变电设计工作中做好无功补偿装置的设计工作，能够有效维持电网运行的安全性和稳定性，同时在很大程度上还能够促进社会经济的发展，保障人们的生产生活。无功功率是影响电压质量的一个重要因素，合理进行无功补偿、确定补偿容量，降低有功网损、提高供电质量，十分有利于电力企业的可持续发展。
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论文作者:郝静泊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/27
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