摘要：变电设计中的无功补偿设计能够进一步优化电力资源配置，更好的满足电力用户消费需求。本文对变电一次设计中的无功补偿进行了分析。
关键词：变电一次；无功补偿；设计分析
在变电设计中，将感性以及容性的两种功率负荷装置通过并联的方式装设到同一线路上就形成了无功补偿装置。因此我们可以将两种负荷装置视为一种能量的转换器，可以完成两者的能量之间的相互转换，它们输出的无功功率也可以实现互相补偿。将这种技术应用到变电设计中，具体而言就是把原来是变压器或者电网输出的无功功率转换成交流电力容器来进行输出。本文对我国变电一次设计以及无功补偿设计进行了分析，并且根据我国电力系统中存在的问题，有根据性的提出了相关的建议和意见，希望可以更好的促进我国电力行业的发展，从而可以更好的稳定国计民生。
1 无功补偿的概述
当时，在中国工业领域以及民用行业当中，电力负荷仍是以理性负荷为主，而且在电器负荷当中，无功抵偿有着更为广泛的运用，无功功率首要是以抵偿电容器和输电系统来提供。在进行输电系统规划的过程中，就现已思考到了无功功率以及有功功率，在为输电系统提供无功功率当中会增加电器及输电线路的损耗，浪费更多的电能资源，也对电力企业的经济效益的提高构成一定障碍。抵偿电容器则在提供无功功率传输当中削减损耗，在很大程度上能够有用抵偿输电系统当中的一些弊病，确保输电系统提高经济效益。变电规划当中，无功抵偿的开展要充分思考到不一样方法，以确保电网当中的输电线路、变压器以及其他负载无功功率，就其详细的抵偿方法可综合为下列两个方面：一方面是在高低压配电线路当中依照实践需求来分散设备并联电容器组，确保无功抵偿功率足够；另一方面在用户车间当中对配电屏以及配电变压器设备并联抵偿电容器。
2 电力变电设计中的无功补偿技术
以某变电所为例，35kV 的变电所目前共有两个电压等级，其中35kV采用双母线接线，共有出线4 回；10kV 采用单母分段接线，共有出线28回；该变电所与煤矿地面和井下负荷连接，是该矿最重要的变电所。
2.1 调相机
同步调相机是最早把无功抵偿运用到设备中的，其作业的原理与空载运作的同步电动机类似，即运用励磁运转的作用使得系统接收到无功功率，进而使得无功电源体现作用；假设在欠励磁的状况下运转，系统便会把理性功率传输给它，然后体现无功负荷的作用。对于励磁的运转在这种设备中会设备自动调理设备，使得同步调相机能够依照该设备发作的电压对吸收或许输出的无功功率作出相应的改动，通过调理电压来确保系统的稳定性。可是同步调相机是旋转机械，这就抉择了其有功损耗过大。而且同步调相机假设采纳小容量，则会致使其单位容量的本钱明显提高。就现阶段的状况而言，此无功抵偿的设备仍然仅仅在生产中运用，跟着操控技能的不断提高，使得其操控功能也获得了一定程度的改善。
2.2 电容器
运用电容器来完成无功抵偿具有一系列的利益，比如一次性出资以及运转费用较少，设备调试方便，效率高，损耗低，不但能够集中运用，也能够分散装设。就如今的状况而言，中国电力系统中有90%的无功抵偿容量都是通过并联电容器来完成的。可是，该设备提供的无功功率与对应节点电压数值的平方具有正比例的联络，这就抉择了节点电压假设很低的状况下想要提高无功功率难度很大，对于抵偿作用来说，改动系统电压的时候，就会使得该设备的抵偿作用明显降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3 电抗器
并联电抗器在无功抵偿设备中是非常重要的组成部分，其最大的优势在于能够通过增加理性无功功率，然后完成对电力系统中冗余的容性无功功率的平衡，对于电力系统轻负荷、运送功率小具有极好的作用。假设电力系统呈现轻负荷、运送功率小的状况，就会使得输电线路中的理性无功功率降低，可是导线中的电容性作用是确保输电线路发作的容性充电功率逾越理性无功功率，为了确保系统电压水平得以平衡，就必须坚持系统的无功平衡，不然便会使得电力系统的电压增大，严重威胁着系统运转的安全性。
2.4 无功补偿器（SVC）
无功抵偿器，也即是停止无功抵偿器，属于第二代无功抵偿设备，其运用的当地有输电系统的波阻抵偿以及负载无功抵偿。其实践代表有固定电容器+晶闸管操控电抗器（FC+TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、晶闸管投切电抗器（TCR）。TCR 结构（见图1）的无功抵偿器其无功抵偿的原理是使用操控晶闸管触发角，将接入系统的等效电纳进行改动，从而使系统中无功功率的输出得到调理。可是这种设备存在一个疑问：由于晶闸管具有班控的特性，假设被触发导通，那么只要等其流经的电流低于保持电流以后才会关断，所以，每半个电源周期的时间以内，反并联晶闸管对仅能够受控导通一次，这就意味着，TCR 理论上难免会呈现操控滞后，这对抵偿系统的动态呼应功能有着一定的影响。
2.5 静止无功发生器（SVG）
在电力技能不断提高的条件下，电力系统开始运用停止无功抵偿设备，这种设备运用的线路是自改换变流，其实质即是停止无功发作器（SVG），也被称作停止同步抵偿器，属于第三代无功抵偿设备。由于SVG运用的是全操控器材，能够随意操控其交流上电压的相位，即使交流上电压的幅值会由于直流上电压幅值影响，可是仍是能够在限制的范围进行操控。因而，能使用操控交流上电压幅值以及相位进而对其进行改动，也即是说，能完成交流上电流相位超过或落后电网电压相位90o，进而完成输出和吸收无功功率的作用。假设忽略无功发作器发生的损耗，那与系统就不存在有功交流，只要无功交流，直流上电容电压也会保持不变。只要当SCG 发动的时候，吸收足够的有功功率，然后对电容进行充电，才会树立直流电压。
3 各种无功补偿技术的比较
并联电容器与并联电抗器适用场所是负载改动较慢且对抵偿功能请求不高。电容器无功抵偿技能的缺陷是抵偿精度差，无法完成无涌流投进电容器，对电容器的运用寿命有一定的影响，还会使系统中增加谐波电流。而电抗器能够使用可控技能，对回路电流的励磁进行操控，进而使铁心的饱和度得以改动，完成无功输出的平滑调理。SVC 和SVG 都属于动态的无功抵偿设备，两者都具有较好的抵偿跟从性，在一个正弦波周期以内就能够发生呼应，且还能够完成抵偿容性无功。可是SVC 的容量与电抗器的容量有着直接关系，因而相同容量的状况，与SVG 比较，SVC 请求更大的电抗器。此外，由于SVG 的拓扑结构使用了PWM 操控技能，并具有6 对开关管，能够使用数字信号处理器对其进行操控，具有较快的运算速度和较强的处理能力，在跟从性上要强于SVC，动态和静态功能上也有着杰出的体现。不过，由于SVG 中运用了很多的全控型开关管，在性价比上要差于SVC。
4 结论
综上所述，按照当前电力体系中变电设计的内容，认真分析和研究了无功补偿中的关键和疑难问题。立足于实际情况，深入讨论了无功补偿中的关键问题和困难之处，同时在设计工作的步骤时，仔细地分析需要重点强化的部位以及应该重点解决的问题。变电设计中的无功补偿有利于推动无功补偿的水平，提高经济效益，同时还能够更好地维护电力线路，推动我国电力事业的快速发展。
参考文献：
[1] 王静，余航，张欣.一种基于磁控开关电抗器的新型无功补偿方法[J].山东理工大学学报（自然科学版）.2017（05）
[2] 赵悦，王世荣.SVG在光伏发电站内动态无功补偿的选型计算[J].科技创新与应用.2017（19）
[3] 王明帅.基于空域追踪的多通道无功补偿和谐波抑制系统研究[J].电网与清洁能源.2017（04）
论文作者:王春亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/20
标签：功率论文; 电容器论文; 电压论文; 系统论文; 设备论文; 晶闸管论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第20期论文;