曾方明

【摘 ?要】目前，隨著我國電力企業(yè)的快速發(fā)展，我國電網(wǎng)的管理也需要進一步的加強，電壓是確保電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，電壓的合格率是考核電力企業(yè)的一個重要標準，無功補償也是提高電壓合格率的一種方式。為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，本文就對電網(wǎng)的無功補償與電壓調整措施進行探討。

【關鍵詞】電網(wǎng);無功補償;電壓;調整

目前世界范圍內(nèi)掀起環(huán)境保護的熱潮，電力系統(tǒng)是一種特定的環(huán)境，在輸配電網(wǎng)中出現(xiàn)的無功功率，是電網(wǎng)本身的運行規(guī)律所決定，但同時它給電網(wǎng)運行帶來了許多麻煩。無功功率是一種既不能作有功，但又會在電網(wǎng)中引起損耗，而且又是不能缺少的一種功率，所以在電網(wǎng)中要加入無功功率補償?shù)难b置，同時對電網(wǎng)電壓進行調整，達到電網(wǎng)利用效率最大化。

1、無功補償概述

無功補償?shù)娜Q是無功功率補償。在電網(wǎng)中設置無功功率補償裝置是為了向帶有感性負荷的設備提供相應的無功功率，這樣就可以大大減少電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率。對電網(wǎng)進行無功補償，可以提供電氣設備的利用率和功率的因數(shù)，進一步減少有功產(chǎn)生的電力損耗。電力系統(tǒng)在無功補償?shù)淖饔孟?，能夠合理進行電壓調整，使系統(tǒng)的抗干擾能力大大增強。目前，國內(nèi)電力系統(tǒng)的無功補償多采用傳統(tǒng)的方式，無法實現(xiàn)實時無功補償，這樣也就無法保證電壓的穩(wěn)定性和連續(xù)性。無功設備的運行還無法真正反映電網(wǎng)的實際情況，運行人員在監(jiān)視系統(tǒng)電壓無功的時候需要時刻進行調整，不僅工作強度高，還會在調整的時候出現(xiàn)過度的情況，從而造成電壓的波動較大。無功補償?shù)淖谥际翘岣吖╇娦?，降低線路損耗，改善供電環(huán)境，所以，無功功率補償裝置在電力系統(tǒng)中的位置是不用置疑的。要改變傳統(tǒng)的無功補償方式，就要合理選擇補償裝置，否則就會造成上述情況。

2、區(qū)域電網(wǎng)的特點

電力系統(tǒng)中的電源來自發(fā)電廠，并通過高壓或超高壓輸電網(wǎng)絡傳送到負荷側，然后由電壓等級較低的網(wǎng)絡把電能分配到不同電壓等級的用戶。這種在電力網(wǎng)中主要起分配電能作用的網(wǎng)絡就稱為配電網(wǎng)絡，而在電力負荷比較集中的地域，輸、配電網(wǎng)縱橫交錯，電壓等級從220kV至6.3kV，涵蓋多個電壓等級，電網(wǎng)由地區(qū)電力調度統(tǒng)一指揮、指導和協(xié)調，我們將這樣的電網(wǎng)稱作區(qū)域電網(wǎng)。當前我國的電力網(wǎng)損耗可分為3個等級：220kV及以上電壓等級網(wǎng)損;110kV及35kV網(wǎng)損;10kV網(wǎng)損。其中10kV配電網(wǎng)的降損空間最大。10kV及以下配電網(wǎng)網(wǎng)損大的突出原因在于網(wǎng)絡結構、運行方式不盡合理，無功補償裝置配置不合理和管理制度不健全等，另外配電網(wǎng)內(nèi)的大量高能耗變壓器也是導致網(wǎng)絡損耗大的原因之一。電網(wǎng)內(nèi)的負荷包括用戶的有功負荷和無功負荷及電網(wǎng)內(nèi)有功功率損耗和無功功率損耗。有功電源只能集中在發(fā)電廠，而無功電源既可由發(fā)電廠供給，也可根據(jù)就地平衡原則裝設在電網(wǎng)各負荷點。無功功率如果都要由發(fā)電機提供并經(jīng)過長距離傳送是不合理的，也是不可能的。因此，無功補償對區(qū)域電網(wǎng)的經(jīng)濟運行是十分重要的。

3、輸電網(wǎng)的無功補償與電壓調整

輸電網(wǎng)多數(shù)無直供負載，一般不為調壓目的而設置無功補償裝置。參數(shù)補償多用于較長距離的輸電線路，有串聯(lián)補償（又稱縱補償）與并聯(lián)補償（又稱橫補償）之分。電壓支撐則多用于與地區(qū)受電網(wǎng)絡連接的輸電網(wǎng)的中樞點。

3.1電抗器補償

電抗器是超高壓長距離輸電線路的常用補償設備，用以補償輸電線路對地電容所產(chǎn)生的充電功率，以抑制工頻過電壓。電抗器的容量根據(jù)線路長度和過電壓限制水平選擇，其補償度（電抗器容量與線路充電功率之比）國外統(tǒng)計大多為70%～85%，個別為65%，一般不低于60%。電抗器一般常設置在線路兩端，且不設斷路器。

3.2串連電容補償

串聯(lián)電容用來補償輸電線路的感抗，起到縮短電氣距離提高穩(wěn)定性水平和線路的輸電容量的作用。串聯(lián)電容器組多為串、并聯(lián)組合而成，并聯(lián)支數(shù)由線路輸送容量而定，串聯(lián)個數(shù)則由所需的串聯(lián)電容補償度（串聯(lián)電容的容抗與所補償?shù)木€路感抗之比）而定。串聯(lián)電容補償一般在50%以下，不宜過高，以免引起系統(tǒng)的次同步諧振。輸電網(wǎng)中因阻抗不均而造成環(huán)流時，也可用串聯(lián)電容來補償。日本在110kV環(huán)網(wǎng)中就使用了串聯(lián)電容補償。

3.3中間同步或靜止補償

在遠距離輸電線路中間裝設同步調相機或靜止補償裝置，利用這些裝置的無功調節(jié)能力，在線路輕載時吸收線路充電功率，限制電壓升高;在線路重載時發(fā)出無功功率，以補償線路的無功損耗，支持電壓水平，從而提高線路的輸送容量。中間同步或靜止補償通常設在線路中點，若設在線路首末端，則調節(jié)作用消失。輸電網(wǎng)的電壓支撐點與調壓輸電網(wǎng)與受電地區(qū)的低一級電壓的電網(wǎng)相聯(lián)的樞紐點，常設置有載調壓變壓器或有相當調節(jié)與控制能力的無功補償裝置，或者二者都有，以實現(xiàn)中樞點調壓，使電網(wǎng)的運行不受或少受因潮流變化或其他原因形成的電壓波動的影響，在電網(wǎng)發(fā)生事故時起支撐電壓的作用，防止因電網(wǎng)電壓劇烈波動而擴大事故。電壓支撐能力的強弱，除與補償方法和補償容量大小有關外，更與補償裝置的調節(jié)控制能力和響應速度有關。并聯(lián)電容器雖是常用而價廉的補償設備，但其無功出力在電壓下降時將按電壓的平方值下降，不利于支撐電壓。大量裝設并聯(lián)補償電容器反而有事故發(fā)生助長電網(wǎng)電壓崩潰的可能性。采用同步調相機和靜止無功補償裝置輔以適當?shù)恼{節(jié)控制，是比較理想的支撐電壓的無功補償設備。近年來，國內(nèi)外均注重靜止補償裝置的應用。

4、配電網(wǎng)的無功補償與電壓調整

4.1相位補償亦稱功率因數(shù)補償

用電電器多為電磁結構，需要大量的勵磁功率，致使用戶的功率因數(shù)均為滯相且較低，一般約為0.7左右。勵磁功率——滯相的無功功率在配電網(wǎng)中流動，不僅占用配電網(wǎng)容量，造成不必要的損耗，而且導致用戶電壓降低。相位補償是以進相的無功補償設備（如并聯(lián)電容器）就近供給用戶或配電網(wǎng)所需要的滯相無功功率，減少在配電網(wǎng)中流動的無功功率，降低網(wǎng)損，改善電壓質量。中國對大電力用戶要求安裝無功補償裝置，補償后的功率因數(shù)不得低于0.9。

4.2區(qū)域電網(wǎng)電壓調整方法

電壓調整是一個極其復雜的問題。影響系統(tǒng)電壓的因素很多，區(qū)域電網(wǎng)中每一個節(jié)點的電壓都不相同，各個用戶對電壓的要求也不一樣，應根據(jù)系統(tǒng)的具體要求，在不同的節(jié)點采用不同的措施，通常采取的措施如下：（1）增加或減少無功功率進行調壓，如調整發(fā)電機無功出力、投入或退出并聯(lián)電容器和電抗器;（2）改變有功功率和無功功率的分布進行調壓，如調壓變壓器、改變變壓器分接頭;（3）改變網(wǎng)絡參數(shù)進行調壓，如串聯(lián)電容器、投停并列運行變壓器、投入或切除空載高壓線路等;（4）特殊情況下可以采用調整負荷分布或拉閘限電的方法進行調壓，如轉移負荷、限制負荷等。對于大規(guī)模采用并聯(lián)電容器進行無功補償?shù)膮^(qū)域電網(wǎng)，當系統(tǒng)中的某電壓監(jiān)測點電壓越限時，根據(jù)無功負荷的大小和電壓的高低來投切該點的并聯(lián)電容器，如果該電壓監(jiān)測點所在系統(tǒng)的其他監(jiān)測點的電壓變化與之相同，可以投切該系統(tǒng)內(nèi)上一級電壓等級母線的并聯(lián)電容器。

5、結語

隨著科學技術的發(fā)展，必將有更加快速、有效、穩(wěn)定的電壓調整方法出現(xiàn)。電網(wǎng)電壓調整的方法還是很多的。但在很多情況下，既要考慮經(jīng)濟性，又要考慮穩(wěn)定性，還要考慮大多用戶，一種方法未必能完全調整到位。這就需要我們根據(jù)實際情況和經(jīng)驗運用多種方法綜合調節(jié)，才能保證電壓盡快恢復到正常范圍內(nèi)。

參考文獻：

[1]羅淑進.芻議電網(wǎng)無功補償及電壓調整中存在問題與解決措施[J].中國新技術新產(chǎn)品，2017，04：225.

[2]張克杰.風電場接入電網(wǎng)的無功補償和電壓調整[J].農(nóng)村電氣化，201，04：53～54.

[3]盛曉云.淺談地區(qū)電網(wǎng)的無功平衡與電壓調整[J].安徽建筑，2005，05：139+143.

[4]王成祥，王志勇，宋興光.南方電網(wǎng)無功電壓運行特性的分析與探討[J].電力設備，2006，05：62～64.

（作者單位：國網(wǎng)四川省電力公司達州供電公司）