摘要:随着经济和科学技术的不断发展，人们是越来越依赖电力系统了。在电力系统的运行过程中，无功功率的有效应用能够使电力系统的运行环境更加流畅，是维持电力系统正常运转的重要保障。本文分析了无功补偿装置在电力系统中的应用意义，同时也分析了其在电力系统运行中的优势。
关键词:电力系统；无功补偿装置；应用
引文
无功补偿装置对电力系统而言是有很大作用的，其能够有效地减轻电力系统与相应设备在运行过程中产生的过大压力和荷载，为电力系统的持续运行提供了一定的能量。无功功率设备通过抵消或吸收无功作用的部分，能够使电力系统设备在运行过程中更加平稳顺畅，有效减少了一直压在输电设备和线路上的压力。此外，无功补偿装置还能改善供电环境，提高供电的效率，给供电工作带来了很大的益处。
1、无功补偿的基本概念
通常来说，无功补偿就是利用无功补偿装置的容性负荷或感性负荷中的能量，跟电网中的容性负荷或感性负荷的能量互相交换，从而减少电网的网损并提高电网的利用率。无功补偿主要涉及到四个物理量，即功率因数cosφ、无功功率Q、有功功率P及视在功率S。
（1）功率因数：电力系统中电压跟电流是存在相量角的，我们称这个相量角的余弦cosφ为功率因数。
（2）有功功率：通常来说就是对外做功的功率。它会对外产生能量，具有是一种将电能转换为其它形式能量的能力，如电机的机械能、灯的光能、加热器的热能等。
（3）无功功率，通俗讲就是不对外做功产生的功率。其仅在用电设备与电网电源之间往复交换，虽然不做工，但是却会消耗电能。
2、电力系统中无功补偿的本质意义
电力系统中众多设备和各条线路的运行一直处于一种饱和状态，对于电力的输送有时会形成过高的工作负荷与压力，无功补偿就是能够在有效的降低设备损耗与提升电网安全性的过程中，发挥其作用和展现其重要的意义，无功功率能够使电力系统所输出的一些无功作用被吸收或彻底的抵消掉，减少能源的损耗，使整个电网的运行压力骤降，从而起到了调节运行负荷的重要作用，改善了整个电网的运行环境，且供电设备和线路能够减少损耗，降低老化的速度，提升了电力网络的安全运行能力和性能。同时，其能够提高电力网络的整体功率因数，在有效的降低供电的设备和输电线路的损耗方面发挥着越来越重要的作用，从而成为了电力系统运行中不可或缺的重要组成部分。
3、电力系统中无功补偿的具体实现方式
从理论上讲，无功补偿的作用就是哪里需要无功，就在哪里补偿。但在实际电网当中这是不可能做到的。因为无论是电动机、变压器、变频器还是各种负载，均会产生较大的无功。在实际的电力系统中，无功补偿装置可分为以下几类。
（1）按补偿装置与系统的接线方式分类，分为串联补偿和并联补偿
串联补偿：主要是控制线路的阻抗参数，从而提高输电线路的传输能力，其多用于欧美国家；并联补偿：主要是控制线路的电压参数，进而提高系统电压的稳定性与输送能力等，我国大多采用此方式。
（2）按电压等级划分，分为高压补偿和低压补偿
高压补偿：变电站集中补偿和常用于高压电机回路的线路补偿；低压补偿：负荷集中补偿和用户负荷的就地补偿。
4、现阶段主要的电力系统中无功补偿的种类
（1）复合类无功补偿器
这种装置相较于其他而言所具备的优势就在于它的费用和运行消耗较低，但也需注意其存在的弱点和薄弱之处，这种装置无法产生自动化的操作，从而就不能及时的对无功功率的电流和电压实施管控，且较为复杂的操作需要专业的技术人员进行，进而才能发挥其应有的作用。
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（2）静止类无功补偿装置
静止类顾名思义就是在电力系统中以固定的状态，实施对电力、电流及电压的操控，其内部的装置构造没有加装用于旋转的构件，故此处于静止的运行状态，但是其性能卓越可靠，工作效率较高，且自身的自重和体积较小，便于进行安装与携带。同时，针对各种出现的动态状况，其反应速度较快，灵敏度也相对较高。静止类无功补偿装置运行的其基本的原理主要依据交流电运行的相关机理。
（3）机械旋转类无功补偿机制
该机制的运行与应用，在电力系统的运行中发挥了重要的作用，其主要针对的是系统运行的早期，但却不能忽视其对于如今电力系统的设备和线路所产生的重要影响。同时，其还发挥着积极作用，能够有效的控制住工作时的静态电压状态，还可有效调节无功功率。因此，同步的调相机、发电机以及电动机等装置需要正常运行，从而才能保障机械旋转类无功补偿机制能够顺利运转。
5、无功补偿在电力系统当中的优势
（1）控制参数的整体化设置
就目前而言，现代化的无功补偿装置其智能化的程度一般较高。例如，在控制目标上可以将其设定为功率因数补偿、电压稳定、专家系统、瞬时无功控制以及智能控制等诸多的形式。同时，为了实现通用化的使用，部分无功补偿装置其控制器部分还设置了电压或者电流的互感器变比、历史数据查询、通信波特率以及故障次数记录等。
（2）便捷化的人机操作
在电力系统中的补偿装置通常都会内置高速的微处理器，进而能够实现快速的数据采集、分析计算、控制输出、信号处理以及优化决策，从而可以达到便捷化人机操作的目的。在以上环节正式运行前，其需要设置出一定的运作参数，而无功补偿装置便捷化的人工操作，可以很好的实现系统控制的准确性和灵活性，在一些特殊的情况下，还可以通过键盘以及显示屏进行历史数据的调用。
（3）电力系统中无功补偿带有无源滤波
无功补偿中自带无源的滤波，这种滤波能够对电力系统的设备和线路在运行过程中产生的谐波进行过滤，发现谐波产生之后，可以采用容性或者感性的负载无功功率来调节相应的电流和电压，从而就会在不增加原有设备数量和强化功能的前提下，完成对谐波的检测和应对。
6、补偿容量的确定
就电力系统而言，补偿电网的无功功率就是无功补偿装置的作用，但是其不能随意的对电网的容量进行无功补偿，其需要根据电力系统的线路运行情况及所带负载的容量来确定，因此确定无功补偿容量是设计人员在设计中必须考虑的问题。确定无功补偿容量最直接的方法就是从提高功率因数的需要来确定补偿容量。如果线路的日平均最大功率为P，补偿前的功率因数为cosφ1，补偿后的功率因数为cosφ2，则补偿容量可以用下述公式计算:QC=P(tgφ1-tgφ2)，其中QC表示电网中需要的补偿容量。对于补偿后的功率因数cosφ2的设定要适当，通常设为0.9至1.0之间的某个合适的值。根据电网的运行经验，补偿容量一般为变压器额定容量的1/3或者30%。
7、结束语
综上，无功补偿装置是日常运行中常见的，其也是一种利用无功补偿器所发射出的无功功率来对负载处的无功部分进行抵消，进而可以有效降低供电线路的损耗，是一种较有效的节能减损措施，能够有效提升配网的供电能力，且还可改善供电质量。同时，其在电力系统的应用中具有无源滤波、控制参数的整体化设置及便捷化的人机操作等优势，需更加注重装置在技术上的创新与升级，从而有效提升其性能和质量，且还需为电力系统的正常运转塑造良好的运行环境，进而拥有更加先进的装置和技术措施。本文探讨了无功补偿在电力系统其应用的意义与优势，为供电方案的设计提供了一些有价值的参考，希望能为供电企业带来一定的益处。
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论文作者:雷莉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/25
标签：电力系统论文; 装置论文; 功率因数论文; 功率论文; 电网论文; 线路论文; 电压论文; 《基层建设》2018年第18期论文;