电力系统无功补偿技术的应用

电力系统无功补偿技术的应用

魏伟 杨照亮

国家电投新疆能源化工有限公司额敏公司  新疆塔城市 834600

摘要：随着电网的扩大,对无功的需求也在逐渐增长。同时,由于电压的下降,电气设备的效率会下降,导致网络的传输效率下降,从而导致损失的增加。因而,正确处理配电网络的无功补偿,不仅可以提高电网的安全性,还可以实现节能减排的目标。另外,在网损方面,采取无功功率补偿技术可以节省不必要的投入,同时也可以获得较高的收益。

关键词：电力系统；无功补偿技术；应用

1无功补偿技术概述

1.1无功补偿原理及类型

当电气设备运行时,如果它们的无功功率未能满足预期的要求,将会导致电网电压下降,从而影响电力系统的正常运行。然而,单靠高压输电线路和发电机提供的无功功率已经难以满足电网的需求,因此,采用无功补偿技术来解决这一问题,将有助于提升电力系统的可靠性,并且可以有效地保证电力设施的安全性、可靠性以及稳定性。通过将感性功率负荷与容性功率负荷联系起来,我们能够实现两者的交替运作,即在感性负荷所需的无功功率被容性负荷所取代的情况下,实现无功补偿。

平衡补偿原则和分级补偿的原则，这是无功补偿装置的配置原则，基本上可以从装置上分成两种，串联和并联方式的补偿装置。二者的在电网中的阶段容性无功的调节功能、感性无功的补偿多余功能和电网有功损耗功能等，都是从补偿范围、容量和利用效率，以及电容器的相关维护和运行衡量中，进行区分和改进的。其中高压集中补偿的方式，是将总降压变电所6～10kV的母线上装设高压电容器组的方式，实现无功补偿的技术功能[2]；低压集中补偿的方式，通过在低压母线上，装设低压电容器的方式，实现无功补偿的功能；单独就地补偿（个别补偿或分散补偿）是作用在补偿容器组，装设在个别设备功率因素低的旁边。无功补偿是长期的一种方式是无功功率需要的，距离较大，不能与其他补偿相互补偿的效果。

1.2无功补偿运用的意义

无功功率补偿技术主要从电力系统的调节上，进行相关技术节能改进的。电力系统中无功功率补偿技术的无功功率布置和电压运行，都是该技术起到节能作用的重要手段。无功功率补偿技术能够减少电网运行中的损坏概率，这是无功补偿最大的作用，如图1所示。无功功率补偿主要的运用，对功率提高、电能质量提升和电力系统的动态性能，都是很有效果的。无功功率补偿能够促进功率加大的效用，在电力设备运行中，调整电功率，通过电力设备系统内部的设置结构优化，来提升电工设备的运行效率。同时无功功率补偿技术也可比保证电力网络不受到损坏，能够正常运行，这也可以带来“节能降耗”的效果；在电力系统中，可以通过无功补偿的技术运用，达到有效控制无功功率流动的措施，让电力系统能够用正确的模式进行运行，通过对电力系统的调整，也能够促进电力系统中电压的稳定、电能质量也得到优化，同时对干扰电力系统的相关因素，也能提升电力系统防御能力来对抗干扰；通过调节器的正确配合使用，当动态补偿装置中运用无功补偿技术，就能够动态化把控电力系统的性能，及时地优化电力系统。在调节动态无功补偿装置的过程中，输电线的输送能力，得到无功补偿技术的辅助，从而提升来电能的输送能力和加强来电压的稳定性。

2无功补偿技术在电力系统中的应用

2.1在真空断路器等元器件中的运用

无功补偿技术在真空断路器等元器件中的运用是一个方面。在现代电力系统中，真空断路器已经成为主流的高压电力设备之一，它具有体积小、重量轻、操作可靠等特点，广泛应用于电力系统的配电网和变电站中。然而，在实际的运行过程中，真空断路器也会产生一定的无功功率，导致电力系统的功率因数下降，影响电力系统的稳定性和可靠性。为了解决这个问题，可以采用无功补偿技术进行补偿。无功补偿技术在真空断路器中的应用主要是通过连接无功补偿装置来实现的。无功补偿装置主要包括电容器和电感器两种类型，它们能够在电路中产生与真空断路器产生的无功功率大小相等但是相反方向的无功功率，从而抵消真空断路器产生的无功功率，提高电力系统的功率因数。

2.2在配电网中的运用

无功补偿技术在配电网中的应用也是非常普遍的，因为配电网中存在大量的感性负载。这些感性负载如电动机、变压器等会在运行时产生一定的无功功率，导致电网的功率因数降低，影响电网的稳定性和运行效率。在配电网中，无功补偿技术主要通过加入无功补偿电容器或电感器等元器件来实现。这些元器件可以吸收或释放电能，抵消感性负载等元器件产生的无功功率。在实际应用中，无功补偿技术可以分为静态无功补偿和动态无功补偿2种类型。静态无功补偿技术主要包括固定补偿和可变补偿2种方式。其中，固定补偿通常使用固定容量的无功补偿电容器或电感器，可以对电网中的无功功率进行补偿，提高功率因数。而可变补偿则采用可变容量的无功补偿电容器或电感器，可以根据实际电网负载情况自动调节补偿容量，以达到最佳的补偿效果。动态无功补偿技术主要通过采用电力电子器件实现，包括静止无功补偿器（SVC）、静止无功补偿发生器（STATCOM）和动态无功补偿器（DSTATCOM）等。这些装置具有快速响应、可精确调节的特点，可以有效地抑制系统中的无功功率，提高电网的功率因数。无功补偿技术在配电网中的应用可以带来多方面的好处。

2.3在回路电流平衡中的应用

在电力系统中，回路电流的平衡对于电力系统的稳定性和可靠性至关重要。如果回路电流不平衡，将导致电力系统中的电压失稳，进而影响电力设备的正常运行。电力系统中的负载不均衡是导致回路电流不平衡的主要原因之一，因为不同的负载会对电力系统产生不同的功率需求。为了解决这个问题，电力系统中常常使用无功补偿技术进行回路电流平衡的补偿。无功补偿技术的原理是在电力系统中引入一定的电容或电感元件，使电路中产生与回路电流不平衡大小相等但是相反方向的无功功率，从而抵消回路电流不平衡，实现回路电流的平衡。其中，电容器主要用于补偿电路中的电感元件产生的无功功率，而电感器主要用于补偿电路中的电容元件产生的无功功率。除了静态补偿，无功补偿技术还可以通过控制无功补偿装置的电容器和电感器的开关，实现对回路电流平衡的动态控制。在电力系统的不同负载情况下，通过控制无功补偿装置的开关状态，能够实现对回路电流的快速调节，保证电力系统的稳定性和可靠性。

3结语

随着经济的快速发展,科学技术也取得了长足的进步。新的科学技术已经被广泛应用于实际工作中,其中无功补偿技术尤为突出。它可以有效地提高电力系统运行的质量,减少损失,达到节能的目的。无功补偿技术在配电网中的应用,不但能够节省能耗,还可以实现电力系统经济、安全的运行,当下围绕我国“双碳”目标,社会经济快速发展,电能需求量高的现状,相信无功补偿技术应用范围会越来越广,并且要进一步细化应用要求,从设备容量出发,选择无功补偿的类型和方式,从而满足电力系统在整体运行上的需求,为电力用户提供稳定优质的服务。

参考文献：

[1]黎春荣;郭小梅;杨翔极;何惠文.电力系统中无功补偿装置的应用研究[J].科技创新导报,2020,17(12):5+7.

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[3]麦海波.电力系统无功补偿的研究与分析[J].山西青年,2019,(17):258.

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