摘要：我国的电力系统，其电力负荷多数以感性负荷为主，电网除了向电力系统提供有功功率以外，还要对电力提供无功功率。在电力系统正常运行的过程中，电源发出的无功功率是系统负荷和网络无功损耗的总和，这是以同一时间段的角度来讲的，也就是说如果无功功率不足，就会造成电源电压降低。为了能够保证电力系统运行电压水平可以达到标准，要求电力系统的无功功率要始终保持一个平衡的状态。
关键词：无功补偿；变电设计
1 无功补偿的基本概念
无功补偿的全称为无功功率补偿， 在我国的供电网络系统中，无功补偿提高了供电网络功率因数，同时可以降低供电设备和电力传送线路的损耗，并且能够提高供电效率。 总体而言， 无功补偿装置的存在之于整个供电系统网络都有着决定性的作用和意义， 其在供电系统中有着很重要的位置并能充分发挥作用，为整个供电系统带来了很大收益。 但是，如果在整个供电系统中无功补偿装备没有被合理的利用， 很有可能导致整个供电系统的瘫痪，进而成为一种潜在隐患。 所以，能否合理利用供电系统中的无功补偿装备， 也成为了电力供应工程中的一道值得思考的难题。
现实生活中，无功补偿基本有以下几种：有功功率、无功功率、视在功率。
1.1 有功功率（P）
有功功率指：在一定周期内的交流电路中，电源会产生瞬时功率变化和变动平均值的情况， 而供电传输线路在传输过程当中受到电阻影响下的电能和功率损耗的能源， 称之为有
功功率。 通常情况下用 P 来表示这种能源。
1.2 无功功率（Q）
在通常情况下无功功率是指： 电容和电感在整个输电线路中正常运作时， 通过电源将电能转化为其他形式的能储存起来，在需要运作时，就进行逆向能量释放，将其他形式的能
量转化为电能供给使用。 这一无功转化的过程做需要的功率为无功功率。 因为这个转化的过程没有受到其他外在条件的影响，这是单纯的能量与能量的相互转化，在转化过程中也没有发生其他的能变变动，所以说这是一个无功转化的过程，这种无功转化就叫做无功功率，用 Q 表示。
为了提高功率因数， 通常情况下都是通过并联电容器组合来解决的，这种方法叫做无功电容补偿法。 对于无功补偿装置来说， 把感性功率负荷装置与功率负荷装置良性结合在无功补偿装置在运作的过程中，并联处理，这样就形成了一个完整的电路，接下来就是将两者所储藏的能量相互转化，这种能量与能量之间的转化叫做无功功率补偿。
1.3 视在功率（S）
视在功率是指：在电力传输线路中，电流电压之间的乘积和两者之间存在的差距。 视在功率用 S 来表示，这种功率行驶的计算方法是电压和电流的乘积。
2 变电站设计中的无功补偿的方式
在变电站设计中需要充分考虑到无功补偿的方式，保证电网中输电线路、变压器以及其他负载的无功功率，而具体的无功补偿方式主要包括以下2个方面：①在高低压配电线路中根据实际需要进行并联电容器组的分散安装，从而保证无功功率的充足；②用户车间的配电屏和配电变压器进行并联补偿电容器的安装。为了提高变电站设计中无功补偿的效率和质量，就需要科学、合理地选择无功补偿的方式。一般情况下，采用高低压配电线路中并联电容器组分散安装的方式来进行用户开关柜操作，但是对于自动补偿，则需要选择变压器低压侧并联补偿电容器安装的方式。具体采用何种无功补偿方式，需要根据实际情况来决定，以便于选择科学、高效的无功补偿方式，以保证无功补偿的效率。
3 无功补偿在供电网络中的突出作用
在供电网络系统中，减少电压以及有功功率的消耗是无功补偿的主要目的。想要对供电网络的供电环境和供电质量进行良性改变，就要通过局部有效无功补偿的方式，无功补偿装置的主要作用体现在以下几个方面： ①在供电网络正常的运作下，有效的减少对传输线路和供电设备的消损以及对电量的消耗，提高供电设备的工作能力和输送电线的传输能力，节约成本； ②有效提高供电设备的工作能力和输送线路的传输效率，提高传输过程的工作效率，减少传输过程的能量损耗；③在减少传输过程电量损耗的基础上降低传输成本，我国供电网络系统可靠、稳点的持续发展下去。
4 无功补偿装置运作的基本原理
在我国供电网络运作的过程当中，偶尔出现输电线路的电压受到严重损耗，整个供电系统输送电压过低的现象。导致这种情况发生的主要原因是在无功功率装置工作的情况下，增加了输电线路的负荷量，这个问题出现之后，我国电力工作部门就针对这个问题展开了就地、就近的无功补偿。无功功率装置运作的最主要的目的就是，在电力传输的过程当中，最大限度的减少输电过程中对电能的损耗，就近或者是就地安装无功功率装备设备，用这种方式来满足电力需求不同的企业以及个人用户。 如果单位想有效控制涌流，让高次谐波真正的成为一种低电阻通路，就应该做到，在无功补偿的输电线路中有效使用谐波抑制器，图 1 为无功补偿具体原理图。
图 1 无功补偿原理图
5 无功补偿装置的设计方式
在理论上讲，哪里需要补偿就在那里进行无功补偿工作才是最好的无功补偿方式，在这种情况下，整个供电传输系统中无功电流才不会出现，但是这只是书面上的计算结果。在实际的电力传输系统中，这种理想的情况是不复存在的，因为无论是变压器还是输电线路或者其他电力相关装置，多多少少都有无功功率的损耗，需要无功补偿。所以，在电力供应网络系统中，有以下几种无功补偿的方式：①在供电源头的母线相对集中的位置安装合适的相关电容器组合； ②将并联电容器组合安装在高低压配电线路的适当位置； ③将并联电容器组合安装在配电变压器的低压侧和用户配电屏的具体位置。总的来说，第三种情况在变电站设计中是我们经常能遇见的无功补偿方式。
在整个变电站设计过程当中，想要有效的使无功功率在电力传输线路中正常发挥作用，减少电力传输线路受到的损耗，就要在电力传输线路（在线路上加装电容器 这样是变电站设计？）的相应位置安装相对应规格的并联电容器组合装置，用这种办法来增加电力传输线路和供电系统网络的工作效率。在实际的运行操作上，需要相关技术人员保证无功补偿装置安置的合理性和准确性。 进行无功补偿工作时遇到电压等级低于 220kV 的变压器低压侧进行作业的情况，它的负荷相比于其他情况很小。这种情况下，如果进行无功补偿，就会产生配电线路损耗过大的不良后果，使得配送成本增大，这种情况应该避免。 功率系数（是否用功率因数更好？）越高，单位无功补偿所产生的降损效果就越低，在这种情况下，为了保证最佳的节能方案，应该将功率因数数值控制在 0.95。所以，在无功补偿装置的前期设计中，应该做到“宁可不足，不可过分”的态度，要仔细认真的在每个角度进行思考，无功补偿万万不可过多的运用，如果过多的无功补偿就会出现无功但倒流的现象。要求通过周密的计算，再进一步结合实际，妥善处理。想要确认电容器组合装备具体进行多少的无功补偿，那么就要首先确定相对应的电压变动装备的负荷，图 2 为无功补偿的一种设计方式。
图 2 无功补偿创新设计一次原理图
6 结束语
综上所述，在整个的变电设计思路中，合理进行无功补偿装置的设计，并且能够确定所欲要的无功补偿容量，可以更好的控制供电线路受到的消损，增加供电线路的工作效率和质量，从而维持我国电力创造、传输行业的稳定持续发展。与此同时，更重要的一点是需要供电网络系统的相关工作人员的高度重视并且要做到恪尽职守。
参考文献：
[1]王林.简析变电设计中无功补偿装置的设计方式[J].科技展望，2015（04）.
[2]耿芳，王笑一，刘梦璇.变电站无功补偿电容器优化设计研究[J].天津电力技术，2015（2）：30~34
论文作者:郑伟东1,张飞2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：功率论文; 电容器论文; 装置论文; 线路论文; 方式论文; 电力论文; 供电系统论文; 《电力设备》2018年第33期论文;