浅谈电网的无功补偿与电压调整

浅谈电网的无功补偿与电压调整

发表时间：2018-04-13T16:20:42.840Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：殷玉萍

[导读] 摘要：电网的无功补偿装置可以改善电网运行的现状，对电压进行调整，使电网的利用效率大大提高。

（国网山西省电力公司太原供电公司山西太原 030010）

摘要：电网的无功补偿装置可以改善电网运行的现状，对电压进行调整，使电网的利用效率大大提高。本文首先分别对无功补偿和电压调整进行了阐述，然后探讨了输配电网的无功补偿和电压调整。

关键词：电网；无功补偿；电压调整

导言

电网是电力系统中非常重要的一部分，其承载着变压器、电动机等重要设备的电力负荷。这些设备在运行中必须要有一定的无功功率才能实现正常工作。因此，要进行电网的无功补偿，从而有效提供无功功率。与此同时，还要对电压进行相应的挑战，才能提高电网的利用效率。

1无功补偿概述

无功补偿的全称是无功功率补偿。在电网中设置无功功率补偿装置是为了向带有感性负荷的设备提供相应的无功功率，这样就可以大大减少电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率。对电网进行无功补偿，可以提供电气设备的利用率和功率的因数，进一步减少有功产生的电力损耗。电力系统在无功补偿的作用下，能够合理进行电压调整，使系统的抗干扰能力大大增强。目前，国内电力系统的无功补偿多采用传统的方式，无法实现实时无功补偿，这样也就无法保证电压的稳定性和连续性。无功设备的运行还无法真正反映电网的实际情况，运行人员在监视系统电压无功的时候需要时刻进行调整，不仅工作强度高，还会在调整的时候出现过度的情况，从而造成电压的波动较大。无功补偿的宗旨是提高供电效率，降低线路损耗，改善供电环境，所以，无功功率补偿装置在电力系统中的位置是毋庸置疑的。要改变传统的无功补偿方式，就要合理选择补偿装置，否则就会造成上述情况。

2电压调整概述

电压调整主要是指将电力系统的电压调整在规定的范围内，从而保证系统的稳定，确保设备正常运行。在电力系统规划中，电压调整是关键因素，也是运行人员的重要工作内容之一。为了减少电压的偏差，供电系统必须要选择合理的方式进行电压调整，比如，选择变压器的电压分接头，改变系统运行方式，采用无功功率补偿装置。

3配电网无功补偿的方法

3.1变电站无功补偿：该种补偿方式主要采用并联电容器、并联电抗器以及静止补偿器进行无功补偿。其工作原理是利用无功电压补偿装置—并联电容器来产生无功，用另一无功电压补偿装置—并联电抗器将系统中的无功功率吸收掉。充分利用无功电压补偿装置提高负载和系统的功率因数，进一步降低功率损耗，进一步稳定电压，提高供电质量。诸如并联电抗器、并联电容器和静止补偿器等补偿装置一般集中接在变电站10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点，缺点是这种补偿方式对10kV配电网的降损几乎不起作用。

3.2配电线路补偿：该种补偿方法的关键是如何确定电容器补偿容量、安装位置。电容器组大都不布置在干线上，而是在各个分支线上面。电容器组最理想的位置是安装在需要补偿其变压器负荷的中心处。布置配电线路补偿时，补偿点数量应控制好，不宜太多；控制方式力求简约。此外，不建议分组投切控制，还需要控制好补偿容量，不宜过大也不宜过小。针对农网配电线路这一复杂的特点，需要具体问题具体分析，制定合理的补偿方案。城市居民和农网供电系统大都采用三相四线制，且用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，负荷大小和用电时间一般也各不相同。因此，不平衡电流在三相电力系统中客观存在，这些地方的用电量大小、需求量大小等不平衡量无法预测。因此，三相负载长期不平衡一般客观存在。

4输配电网的无功补偿与电压调整

4.1输电网无功补偿

输电网无功补偿要考虑到分层次、分区域，避免远距离无功补偿，防止有功损耗的增加。常见的无功补偿有以下几种。

4.1.1电抗器补偿

在输电线路中，电抗器常常设置在线路的两侧，不设置断路器。作为一种常见的无功补偿设备，电抗器常常用于超高压长距离线路之中。结合线路的长度和过电压的限制度，对电抗器的容量进行选择。

4.1.2串联电容补偿

串联电容主要是用来补偿输电线路的感抗，通过缩短电气的距离，提高线路的稳定性。串联电容器的连接形式主要是串并联相结合，并联和串联的数量分别由容量和电容补偿度决定，串联电容的补偿度不宜太高。

4.1.3中间同步或静止补偿

在输送电路中设置中间同步或静止补偿装置的目的是为了限制电压升高，该补偿装置具有无功调节能力，通过吸收充电功率，发出无功功率，补偿线路中的无功损耗，这样线路的输送容量就可以得到有效的扩充。该补偿装置不要设置在线路两端，否则将难以起到调节的作用，应将其设置在线路中间，就可以发挥出应有的效果。

4.1.4电压调整

为了使电网不再受到电压波动的影响，防止因电压剧烈波动而造成事故，通常会在电网的电压支撑点与下级电压电网枢纽点会设置有载调变压器或者无功补偿装置，通过这二者的各自作用或者共同作用对电压进行调节，实现电压的稳定。电压的支撑与补偿的具体措施有关，补偿装置的性能好坏也会关系到电压的波动。并联电容器是一种比较实用的补偿设备，能够大大降低输电网的运输成本，不过，该补偿设备却无法有效提高电压支撑能力：①响应速度慢；②调节控制能力有限。如果设置太多并联补偿电容器，则可能会加大电网崩溃的概率。因此，在电压调整中一般会采用中间同步或静止补偿装置，从而达到有效的调整效果。

4.2配电网无功补偿和电压调整

4.2.1无功补偿

此外，还有配电网的无功补偿，其主要是以相位补偿和保证用户用电电压质量为主。相位补偿的用电电器大多需要励磁功率，这样就会降低用户的功率因数。配电网的容量会因此而被浪费，增大线路消耗，用户电压也会随之降低。通过并联电容器给配电网施加滞相无功

功率，就可以减少无功功率的流动，降低消耗，提高电压质量。

4.2.2电压调整

配电网的电压调整目的是为了提高用电电器的电压质量，避免其工作的过程中受到电压波动的影响，从而出现无法正常或者损坏的情况。配电网的电压调整方法有中心调压、调压变压器调压和无功补偿调压。关于调压变压器的使用，主要方式有有载调压变压器、串联升压器和感应调压器。第一个和第三个所处的位置是在特定负荷点，串联升压器则用于供电线路。有载调压变压器自身不会产生无功功率，并且还会对该功率存在一定的消耗，其作用主要是通过电网的无功潮流改变来体现的，如果无功电源不充足，调压变压器就无法体现出其自身的效果。但是，一味加大调压变压器数量也不可取，因为这样会增加线路消耗，降低电压质量，甚至还会造成更加恶劣的影响。配电网的无功电源充足才能充分激发调压变压器的优势，真正改善电压的质量。而且，在变电站内通常就会有相应的无功补偿装置，对电网电压进行调整。此外，由于供电范围交广，还可以采取分组投切的方法调整电网的电压。采用串联电容补偿装置可以对配网进行有针对性的电压调整。串联电容补偿调压在长距离重载线路中应用会有比较明显的效果，而且会随着线路负载的改变而进行自动调节，使线路的电压得到灵活的调整。

结束语

总之，无功补偿在电力系统中为缓解电力供需矛盾，改善供电质量发挥着重大作用，能为用户、企业、电力部门乃至国家带来巨大的经济效益和良好的社会效益。

参考文献：

[1]罗淑进.刍议电网无功补偿及电压调整中存在问题与解决措施[J].中国新技术新产品，2011，04：225.

[2]张克杰.风电场接入电网的无功补偿和电压调整[J].农村电气化，2009，04：53~54.

[3]盛晓云.浅谈地区电网的无功平衡与电压调整[J].安徽建筑，2005，05：139+143.

[4]王成祥，王志勇，宋兴光.南方电网无功电压运行特性的分析与探讨[J].电力设备，2006，05：62~64.