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摘要：论文首先对在高层建筑中采用无功补偿技术的意义进行了阐述，接下来对建筑电气系统目前的节能技术的发展状况进行了概述，最后通过静止无功补偿器（SVC）的应用实例，对其在建筑电气系统中的实际应用做出了具体分析。
关键词：建筑电气系统；节能设计；静止无功补偿器（SVC）
1 在高层建筑中采用无功补偿节能技术的意义
在高层建筑中配备的电力系统内总是会有很多感性负荷，这样就会出现大量的无功功率，使整个系统的功率因数被拉低，增大线路上的电压损失，增加不必要的电能损耗，导致建筑内部电力系统无法实现应有的经济效益。而采用无功补偿技术可以降低系统当中的无功功率，是促进系统功率因数提高的一种非常好的方法。无功补偿指的是在电网内安装容性设备，如并联电容器等，让这些设备负责向感性负荷提供其所需的大部分无功功率，让电网中不要出现大量无功功率，从而使线路上不会出现太多的电能损耗，使系统的功率因数得以提高，使电网的实际运行条件得以改善。
2 无功补偿的实施方式
2.1 随机补偿
对电动机而言，随机补偿就是在电动机两端并联一个低压电容器组，通过保护控制装置与电机一起投切。随机补偿方式的优点在于：补偿装置与设备随时保持同步，故而绝对不会形成无功倒送的现象，也不用一次又一次的对补偿容量做出调整。而且占位不大、成本也低，可以按需配置，安装起来也容易、事故发生率不高、维修过程也很简单。为避免电动机在停止的瞬间形成自激过压，采用的补偿容量往往应超过电动机在空载状态下的无功负荷。对于类似于排灌电动机等带载轴惯性比较大的电动机，应该适当增大补偿容量，但不要大于无功负荷的额定值。随机补偿比较适用于这种设备容量大且需要连续运行的场合，即使是普通电动机的工作小时数，也会超过1000h/y，因此选用随机方式进行补偿会更加经济。补偿所需投资2年内即可全部收回。
2.2 低压集中补偿方式
国内还有一种补偿方式目前运用的也比较普遍，是直接在配电变压器上的380V输出端以集中的方式实现补偿，一般采的是低压并联电容柜，其容量从几十至几百千法均有，而且需要通过微机进行控制，按照用户电路中的负荷大小实际波动情况，选择投切相应大小的电容器组合对其予以适当的补偿。其目的主要是，实现用户端无功功率的现场平衡，提高其功率因数，对降低整个配电网跟配电变压器的损伤有很大的作用，也可对用户的电压水平做出保证。只不过该补偿方式所需要的设备投资跟后确定维护费用全部都需要由用户自己承担。自动补偿装置中大多数是按照电路中的功率因数来控制电容器如何投切的，也有一部分是按照电压状况进行投切的。按电压投切的优点是：（1）可以对配电变压器或者专用压器产生的无功损耗进行就地补偿，使变压器的有功负荷得以增加；（2）能轻松实现跟电容器组投切装置的配套，可以随无功功率状态自动调整补偿容量，能有效防止欠补偿或过补偿的形成，确保用户的功率因数一直在规定范围内。从而使用户实现最优补偿；（3）使用户的无功潮流便于控制，防止电压因负荷变化或电网电压变化而形成过大的波动。当电压波动大于允许的上限时，投切装置会自动对母线电压进行调制，以使电压质量得以改善。
2.3 高压集中补偿
高压集中补偿方式，指的是在变电所出来的高压母线上直接装并联电容器组予以补偿。适用于那些离变电所比较远，或位于供电线路末端的用户，却需要使用某些高压负荷的状况，既可降低电力系统产生的无功消耗，又能发挥一定的补偿效果；补偿装置可以自动按照线路中负荷的实际大小进行相应的投切，以便于使功率因数有所适当地提高，防止功率因数变小而增加电费，也有利于电网的运行维护，提高了总体补偿效益。
3 超高层建筑场合中无功补偿技术的应用
3.1新能源技术在建筑电气系统中的发展现状
由于能源危机的不断逼近，很多国家已经将能源的可持续化发展作为战略目标。我国明确的在“十二五”、“十三五”规划中，针对建筑能耗制定了评判、调研的标准，就是为了推动国内在建筑节能方面的持续发展进程。许多新能源在形势所迫跟政策激励的双重作用下，逐步开始在建筑电气系统中得以应用，譬如风力发电技术跟太阳能光伏技术等，还建立了不少的“生态低碳化”的节能建筑工程。譬如上海市的崇明岛工程，就是在确保建筑电气系统能够正常运行的基础上，在岛内利用了70%左右的可再生式新能源，其中包括风能、太阳能等多种循环能源，岛上“风电田”、“屋顶光伏板”等特有装置随处可见。国内现阶段的研究目标是努力提升太阳能电池板单位面积上的能量转化率，以提升新能源的综合利用率。我国对太阳能电池板聚光系统的正式研究开始于 2006 年，对聚光器跟光伏电池的技术改进，也已取得了不小的进展，但迄今为止还没有形成什么性能较高的节能产品。
3.2（ SVC）的应用
我国从上世纪七十年代初开始运用静止无功补偿技术（SVC），经过几十年的不断发展，如今已经在电气系统及输送点线路中应用广泛，不但稳压效果特别明显，还能够在降低电路无功能耗方面起到相当重要的作用。SVC 补偿器就是电容跟电抗等无功元件的并联，见图 1，里面的电容器负责产生无功功率，电抗器就负责吸收，一旦整个电力系统中出现什么意外情况而导致电压出现幅度比较大的上下波动，或者出现其它不稳定事故的时候，这个可控电抗器就会通过快速的对开度进行相应调节来予以响应，以实现稳压，降耗的功能。静止无功补偿器（SVC）目前主要有两种装配模式，一种是利用晶闸管实现对电抗器的控制，另一种是利用晶闸管实现电容器的投切。
图1 （SVC）静止无功补偿器
应用静止无功补偿器（SVC）的反应非常灵敏，而且可以实现无级调节，由于其特点十分显著，故而其稳压作用是十分显著且不可取代的。一方面，SVC可以即刻对电路输送时产生的电压起伏进行调整，尤其是在用电状况出现高峰期时，此时电力系统经常会出现电压下跌的现象，SVC 可以起到迅速将系统电压支撑起来的效果，从具体应用的实际情况来看，母线上的电压在安装完 SVC 之后，其波动范围缩小得十分明显，其波动值自然也随之明显减小，使电能利用率也得以大幅度提高，节能效果发挥得十分充分。另一方面，SVC可以降低输送距离比较远时的无功功率，在相当大的程度上减小了电能资源的损失。安装了 SVC 的线路上，其损失的无功功率几乎仅有同等情况下没有安装使用 SVC 线路的50%上下，显然于电力系统的节能而言，SVC 发挥的作用是特别大的。昆明市在福建省是一个比较重要的城市，经济十分发达，对电能的需求量也是比较大的，几乎占了全省用电量的四分之一，故而在用电高峰期内配电网络出现的电压波动往往也比较大，因此昆明的电网系统在很多 220kV 的变电站安装设置了静止无功补偿器（SVC），等到这些SVC 投入使用后，整个网络线路在用电高峰期出现的电压波动现象都呈现出明显减小趋势，电能资源的配送质量也提高得十分显著，损耗的无功功率也被减小了很多。小于380kV 的低压配电系统在整个电力供应网络中属于终端，对于整个电力网络的稳定运行发挥着非常重要的作用。静止无功补偿器（SVC）在低压配电网络系统中的投用，可以对输电线路中出现的无功功率迅速地实施无级调节，有效地对线路上面的电压浮动进行抑制，并在电力线路出现暂时性意外故障时，使电网系统能够保证运行正常，在某种程度上防止大面积发生停电事故，在确保线路能够运行稳定的前提下，实现其节约功效。
4结束语
总之，由于我国在电力供应方面日益紧迫的需求，电力系统是否能够稳定运行几乎影响着每家每户的用电体验跟质量。建筑项目的建设过程中在对电气系统进行节能设计时不但要为线路的稳定性提供保证，还要对节能减排效果进行考虑，故而静止无功补偿技术在高层建筑中的应用以及推广就非常有必要了。
参考文献：
[1]建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J]. 叶晓雪. 工程技术研究. 2017（03）
[2]建筑电气系统的节能设计[J]. 冯敏玲. 住宅与房地产. 2016（36）
论文作者:杨桂星
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/15
标签：电压论文; 系统论文; 功率因数论文; 功率论文; 电容器论文; 负荷论文; 电动机论文; 《河南电力》2018年23期论文;