摘要：我国电力行业经过多年不懈努力，改革，发展创新，已经取得了非常不错的成就。无功功率就地补偿一直是电网稳定运行的基本要求，变电站无功补偿设备的使用极大程度上满足了电网电能输送的就地化补偿要求，提高了电网的安全稳定运行能力；反之，若变电站未按规定安装相应无功补偿设备，则会对一次设备以及二次相关保护、测控等产生较大影响。
关键词：无功功率就地补偿；变压器调档过程
引言
科技的不断进步，时代的不断发展，推动我国快速进入现代化科学技术发展阶段。在电力行业发展中，交流异步电动机广泛用于工业与发电系统。但不少电机负荷率低，常处于轻载或空载状态，无功功率的消耗比有功功率大，电能消费严重。因此采用无功补偿，提高功率因数，节约电能、减少运行费用是很有效的措施。
1无功补偿的作用
无功补偿：在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。无功补偿可以收到下列的效益：①提高用户的功率因数，从而提高电工设备的利用率；②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器（SVS）还能改善电网的电压波形，减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。
2无功功率对电网的影响探析
在高压输变电过程中变电站的无功就地补偿主要目的是，提供变压器正常运行及调压过程中的无功损耗及平衡高压输电线路大容量、远距离输电时线路两端的无功缺额，并补偿该区域内的负荷无功损耗。1.对变压器的影响，根据变压器工作原理可知，无功功率为变压器实现电能量的变换和传递提供电功率，正常工作过程中需要消耗无功功率，包括励磁损耗和漏抗损耗。且变压器的无功损耗除自身固有损耗外，还与承担的负载水平和功率因数有关。随着变压器有载调压技术的广泛应用，通过改变变压器变比调压的方法本质改变了系统的无功功率分布，但变压器自身并不能产生额外的无功功率，当系统无功功率不足时，改变变比只能改变部分节点的电压，同时增加无功功率消耗，容易使其他区域无功功率不足加剧，直接导致系统其他节点电压降低，严重时可能引发电网电压崩溃。因此，变压器有载调压技术只适用于系统中无功功率平衡或具备一定余量的情况。本文案例中的变压器在调档过程中，由于系统无功功率不足，且L变电站内未使用就地无功补偿设备，不能给变压器提供足够的无功功率建立正常工作的电磁场，故导致变压器调档过程中产生较大的差动电流。2.对输电线路的影响，在电网运行过程中，通常认为功率因数越大越好，可提高电网的输送能力。但是当输送的有功功率一定时，若电压保持不变，即线路损耗越小，由此可改善电网电压质量，增强系统稳定性。特别在高电压等级的长距离输电过程中，减小线路上承载的总电流，能够降低一次设备正常运行条件下对绝缘能力的要求，延缓设备老化，延长使用寿命。随着电网系统输电线路电缆化程度的不断增长，在输电线路上由于传送的无功功率不平衡，导致线路产生严重的电能损失，对于长线路而言充电功率会导致末端电压升高，使正常运行时线路始末端容易出现电压降落、电压偏移等现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，合理配置无功补偿设备，通过发出或者吸收无功功率来提高或降低电压，防止输电线路过电压或者欠电压，保持系统能够动态响应迅速补偿，消除电网电压波动及闪变问题，维持系统电压在允许范围内，对提供可靠、优质的电能有着重要的意义。
3无功功率补偿技术的发展趋势
根据上述我国无功功率补偿的情况及出现的问题，今后我国的无功功率补偿的发展方向是：无功功率动态自动无级调节，谐波抑制。1.基于智能控制策略的晶闸管投切电容器（TSC）补偿装置将微处理器用于TSC，可以完成复杂的检测和控制任务，从而使动态补偿无功功率成为可能。基于智能控制策略的TSC补偿装置的核心部件是控制器，由它完成无功功率（功率因数）的测量及分析，进而控制无触点开关的投切，同时还可完成过压、欠压、功率因数等参数的存贮和显示。TSC补偿装置操作无涌流，跟踪响应快，并具有各种保护功能，值得大力推广。2.静止无功发生器（SVG）静止无功发生器（SVG）又称静止同步补偿器（STATCOM），是采用GTO构成的自换相变流器，通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功，进行无功补偿，若控制方法得当，SVG在补偿无功功率的同时还可以对谐波电流进行补偿。其调节速度更快且不需要大容量的电容、电感等储能元件，谐波含量小，同容量占地面积小，在系统欠压条件下无功调节能力强，是新一代无功补偿装置的代表，有很大的发展前途。
4无功功率就地调节措施
目前我国电力系统主要采用交直流共用的输电方式，若无功功率随输电线路一起传送，则线路上将产生严重的电压损耗和功率损耗，故而通常要求输电线路两端分别实现无功功率就地平衡。目前电网系统中主要采用在变电站内安装电容器、电抗器、静止无功补偿装置等方式实现无功功率的就地控制。其中为了保证母线电压保持在允许范围内，采用电容器投切的方式，即母线电压低于额定值时，投入电容器组，反之应切除。在高压线路上串联电抗器，不仅能够抑制合闸涌流，降低电网谐波含量，而且防止系统发生谐振现象。静止无功补偿设备可以动态响应无功负荷需求，不仅把负荷功率因数保持在一定范围内，而且随着技术的发展能够实现完全补偿，具有较高的经济意义。其他新技术、新设备的产生能够更好地解决无功功率的控制问题，如静止同步补偿器、统一潮流控制器。无功功率平衡是保证电压质量的基本条件，若无功补偿设备选择或使用不当，则容易造成系统的电压品质降低、系统震荡加剧、系统中谐波含量增大等。故而在变电站并联电容器的安装容量，应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准《电力系统电压和无功电力技术导则》和《全国供用电规则》等进行确定。
结语
变电站内未安装就地无功补偿装置，导致变压器在调档过程中因系统无功功率不足，造成差动保护差流越限告警，并引发调控中心、巡维中心、检修中心等部门的高度警惕。若采用并联电容器进行无功功率补偿，实现系统的无功功率就地平衡，则能够减轻或者避免产生由上述原因造成的差流过大现象。
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论文作者:张意舒
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/7
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