摘要：随着社会的发展，人们的需求也在不断提升，人们生活水平的提高同电力系统的安全平稳地运行息息相关。做好变电设计工作中无功补偿装置的设计工作，能够有效提高电网运行的整体效果，节约有限的电力资源，促进电力资源的优化配置。本文在此对变电站中无功补偿技术的具体应用要点做了详细的研究。
关键词：变电站；无功补偿技术；无功功率
前言：进行无功功率优化和无功功率补偿，是电力系统施行经济运行最主要的两个组成部分，这两个措施要是实施到位，能够对无功电源进行合理的配置和补偿无功负荷，就能够保持电压稳定和整个电力系统的稳定，也能够有效地降低电网损耗。
一、变电站的无功补偿技术
首先，变电站补偿是为了实现电网无功功率的平衡，需要在变电站进行集中补偿无功功率，在集中补偿中采用的无功补偿装置主要有并联电容器、同步调相机和静止补偿器等，还可以运用SHFC型高压无功自动补偿装置，通过在6kV～10kV变电站Ⅰ段和Ⅱ段的母线上任意安装并联电容器组，然后按照电压质量自动投切电容器，进而使母线的电压始终处于合理控制范围内，避免变电站配电网电力系统出现过压现象，有效降低配电网母线的无功损耗， 以此提高变电站配电网的功率因素，改善电网运行环境，提高电网运行效率和稳定性，这种集中补偿装置主要适用于变电站10KV母线上，具有易于集中管理、维护方便啊等优点，同时，还需要采取有效的低压分组补偿措施，可以猜10KV配电网变压器一侧安装并联电容器，且从而有效降低变电站10KV配电网母线的能量损耗，提高电网电能的质量，另外，还可以在220KV变电站配电网系统中应用无功补偿技术。
二、无功补偿方案的确定
根据补偿安装地点可分为就地补偿、分散补偿和集中补偿。经过综合分析，确定在变电站6KV母线上安装集中无功补偿装置。目前电容器投切无件有三种，分别是真空接触器、断路器与晶闸管，采用晶闸管投切需要进行电压过零点进行投切，控制装置复杂，投资巨大；断路器投切速度较慢，投资也较大，真空接触器动作速度快，价格较低，综合分析采用真空接触器进行投切电容器。自动进行无功补偿的调节物理量不同也可将无功补偿装置分为调容式、调感式与调压式，调感式需要安装较大的电抗器，而调容式需要安装多抽头的有载调压变压器，这两种方案都需要较大的占地面积，控制与保护设备也相对复杂，投资较高，所以选择调容式补偿方案。
无功补偿装置通过甲乙刀闸根据需要接在不同的母线上，电流互感器测量电容电流；熔断器起保护作用；电抗器设计容量应与电容器在5次或7次谐波下谐振，用来抑制5次或7次谐波；电容器是无功补偿的核心器件起补偿感性无功电流作用；放电线圈是用来对电容停电后有一个放电回路，使停运的电容器上无电压，既保护了电容器为下次投入作准备，又保证停电检修人员的人身安全，电压互感器来替代放电线圈，还可以用来测量运行的电容器电压。
三、无功补偿容量配置
变电设计中的电容器装置的容量配置是无功补偿的一个重要内容。变电站中电容器装置的安装以及运行都有助于降低无功功率传递过程中的能量损耗，促进电能质量的改善以及输电变电设备的效率的提升，努力将经济效益实现最大化。就当前的实际情况来看，投入电容器之后会导致电压过高或者过补电容器投不上的情况，进而只能退下电容器。这样反而会增加成本。因此在无功补偿容量的配置中，应该要将电压等级与实际的需求进行结合，对无功补偿设备进行配置，并且按照主变压器的容量来确定具体的配电装置。进行变压器的进行低压侧无功补偿时，可以做出以下的考虑，一方面，在负荷情况比较轻的情况下，配电网的倒送反而会增加功率损耗，不具备经济性。另一方面，功率因数越高，单位补偿容量中电能损耗的降低效果会降低。变电站的电容器的无功补偿装置的设置是电力系统中的重要的节能设备，对于电网电压的维持具有十分重要的意义。在电力生产以及电能传输的过程中，无功功率的合理分配以及补偿，是一个十分关键的问题。无功功率的补偿要遵循“不能过补，只能欠补”的原则，要结合国家变压器设计的标准，进行无功补偿。变电无功补偿容量配置的原则主要有几个方面，首先，变电无功补偿容量应该要以线路参数、主变负载系数、主变参数作为重要的依据，对容量进行相应的计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，要避免无功倒流现象的出现，理论计算值应该要大于实际的补偿容量。
四、无功功率平衡
电力系统无功功率平衡的基本要求是:系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中无功损耗之和。对变电站而言,站内无功功率平衡的基本要求是站内的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于站内负荷所需的无功功率和站内无功损耗之和。为了保证运行可靠性和适应无功负荷的增长,变电站还需要配置一定的无功备用容量。
变电站内的无功电源主要是从站外系统送来的无功QZW,无功负荷包括低压侧负荷消耗的无功QL和变压器的无功损耗QT。
无功电源QZW从站外系统注入,可以按高压侧负荷的有功功率和功率因数计算。为了减少网损,我国相关技术导则规定,110kV变电站高压侧功率因数,在主变最大负荷时不低于0.95。
总无功负荷QL可以按低压侧负荷的有功功率和功率因数计算。同样是为了减少网损,我国相关技术导则规定,110kV变电站10kV侧功率因数,在主变最大负荷时不低于0.9。
五、变电站无功补偿中的几个改进有效策略
1、确定变电站无功补偿容量
变电站应具备良好的无功调节能力，待高峰负荷功率因数较高时，如0.98左右，可根据当地实际情况进行容量适当调节。变压器、变低侧负荷无功补偿是变电站无功补偿的根本内容，应与补偿容量相互配合，避免无功倒送问题出现。
2、增强自然功率因数
如果仍然无法实现系统的正常运行，就可以利用无功补偿装置确保稳定运行，同时应用并联的电力电容器。如果低压供电的功率因数＜0.85，或者10kV、35kV等高压供电的功率因数＞0.9，则利用并联电力的电容器作为主要无功补偿装置。
3、应用新型无功补偿技术，使其与谐波抑制成为一体
在无功补偿装置中，传统的都要在其内部设置谐波装置，已达到谐波可以放大的效果，而在新型的无功补偿装置中，不需要安装谐波装置了，只需要相应的手段就可以对谐波进行输出然后消除。所以，在新型的无功补偿技术中，将该技术和谐波治理的关系进一步融为一体了。
六、无功补偿技术发展前景
在混合式解决方案中，并联混合式有源滤波的无功补偿方案较为先进， 可以很好地解决由于电力牵引负荷变化难以控制而导致的电力滤波器补偿量相对偏大的问题。另外，该方案也适用于大规模电气自动化系统的无功补偿， 其主要原理在于利用 LC 与 APF 的有机混合， 对谐波采取一种注入式的无功补偿。上述方案实施成本不高， 具有较为理想的效益和投资性价比， 尤其适合低压电网的应用。在电网线路分散设置电容器组可以达成无功分散补偿的目的。由其实践运行可知，这种分散补偿的方案不仅便于施工和维护， 而且实施成本不高， 同时还具有运营安全可靠的优点，另外，在强化电网力率方面效果明显。相较集中补偿而言，这种分散补偿更加靠近负荷末端。上述两种无功补偿技术凭借自身诸多优势开始应用于工业实践，并表现出了较为理想的发展前景。
七、结语
综上，做好无功补偿工作，能够有效维持电网运行的安全性和稳定性。实际工作中选择有源滤波器实施谐波抑制，柔性交流输电系统技术，给予无功功率补偿，节约电能损耗，保障电力系统安全高效的运行。
参考文献：
【1】吴蓉.变电站无功补偿策略研究[D].浙江大学
【2】查丛梅，杨兆华，秦忆.现代无功功率补偿技术发展研究[J].河南科学，2001.
论文作者:农金刚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
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