核心论文关于变电站无功补偿控制与电压调节的分析

　　【摘要】目前我国各级变电站中，都安装了一定容量的电容器组，并大量使用了有载调压变压器，而如何科学合理的控制电容器组和有载调压变压器成为降低线损、提高电容器利用率与提高输变电效率是提高供电质量的关键。随着科技的迅速发展，电力工作者也在不断地尝试在变电运行过程中，科学合理地进行无功补偿和电压调节。本文主要探讨分析了变电站无功补偿控制与电压调节的效果和方式。

　　【关键词】核心论文,变电站,无功补偿控制,电压调节

　　无功补偿和电压调节相互配合、分别控制的设计理念，利用电量变送器和可编程计算机控制器，在输入输出控制模块组件的基础上，应用了先进的数据处理技术和控制技术，设计采用面向对象的思想，以电容器投切前后电压变换的趋势为参考、以无功功率的缺额为主控参量、协调母线电压的控制手段，成功地开发了无功补偿控制的装置，具有很高的可靠性[1]。

　　1 无功补偿控制与电压调节的方式

　　1.1 补偿容量不时的无功功率平衡

　　要保证系统的电压质量与将系统的无功功率进行平衡，其前提条件就是要保持系统电压水平正常。正常情况下，用电的设备既要从电源处取得无功功率，还要取得有功功率。如果无功功率无法满足用电设备的需求，用电设备没有充足的无功功率，无法建立常规的电磁场，从而导致这些用电设备不能保持在额定状态下工作，端电压下降，最终造成用电设备无法正常运行。无功功率平衡可以补偿容量的不足，在无功功率不足的时候，使其达到一种平衡，这种平衡是因为系统的电压水平下降时，由无功功率控制装置的本身就具有调节电压的功能在起作用，从而降低所有系统的无功功率需求来平衡补偿容量。

　　1.2 电源充足时的无功功率平衡

　　如果系统无功功率电源很充足，那么系统就有比较高的电压运行水平，如果电源不足时，就说明这个系统的运行电压水平比较低。所以，要尽量实现额定电压状态下的无功功率平衡，在这个基础上，需配置必要的补偿装置。在实际运行过程中，利用补偿装置进行就地补偿，不仅可以减少线损，还可以改善电压的质量。但是多次实践表明，配变负荷大时，电压波动也很大，如果单纯地依靠无功补偿控制，电压的质量问题往往不能得到很好地解决，所以需要利用电压和无功作为控制变量， “九区图”作为控制算法，使自动调压和自动跟踪补偿可以互相配合，进一步实现改善电压质量的目的。为了让无功Q和电压U达到需要的值，需要利用投切电容器组合有载配电变压器分接开关档位的改变，从而改变系统的无功和电压[3]。

　　2 调节和控制的效果分析

　　无功补偿可以有效地改善电压的质量，延长设备的寿命。电压损失的计算公式：电压损失=(输送的有功功率*线路电阻+输送的无功功率*线路电抗)/线路额定电压。安装补偿装置后，线路电压计算公式：线路电压=[输送的有功功率*线路电阻+(输送的无功功率-补偿装置的容量)*线路电抗]/线路额定电压。结果为：线路电压小于电压的损失，也就是安装补偿装置后，减少了电压损失，大大提升了设备运行的可靠性、安全性。电压损失-线路电压=补偿装置的容量*线路电抗/线路额定电压，越靠近线路的的末端，安装无功补偿装置的效果也越好，因为越靠近线路的末端，线路电抗越大，安装无功补偿装置的目的是为了降低电能损耗，节约能源。

　　3 无功补偿控制装置的功能

　　3.1 时间控制的功能

　　可以设置时间段，装置在设置的时间段内，投入电容器组，但是切除不受到时间段控制。

　　3.2 自动适应功能

　　在变电站的主接线运行方式有变化的时候，装置会自动适应新的运行方式，投切电容器组。

　　3.3 闭锁的功能

　　闭锁与故障诊断功能包括投切时间分段控制、运行方式判断、过电压闭锁、无压无流闭锁等，在以其他的方式投切电容器的时候，具有自动闭锁、自动解除闭锁的功能。

　　3.4 控制功能

　　根据投切后电压预测和系统无功功率的需求相结合的原则，根据主接线运行方式，安装在母线上的电容器组自动控制投切，还可以任意设置动作时间间隔和动作延时。

　　3.5监测功能

　　监测功率因数、无功功率、有功功率、电流、电压等参数和装置的动作状态、实时运行状态等，并显示出来。

　　4 无功补偿控制装置的问题

　　4.1 自动控制问题

　　目前使用的自动投切装置，主要是以电压为控制样本，但是电压并不能反映无功潮流流动的情况，在变压器负荷比较小的时候，装置会影响补偿母线的电压，从而造成自动的投切频繁，进而损毁了电容器和开关设备。目前的自动投切装置主要有以下类型的控制样本：以电压为控制样本来控制装置;以时段和电压为控制样本来控制装置;以功率因数和电压为控制样本来控制装置;以功率因数和电压为控制样本来控制变压器分接头和装置。这几种控制方式都存在问题，电压都不能反映无功流动的情况，在变压器负荷比较小时，投切装置造成功率因数和电压的变化很大，导致自动投切很频繁，三个电压等级(220KV变电站、110KV变电站、 35KV变电站)的变压器调整分接头因为影响了中压侧电压，所以不可行，并且变压器频繁的带负荷调压也不利于安全运行变压器。

　　4.2 设计原因造成的投入率低

　　设计时没有合理的选择无功补偿的分组和容量。无功补偿装置要想提高运行水平，提高投运率，就必须对装置的容量进行分组，并且分组越多，运行更灵活，经济性更强，但是投资也就越大。农村变电站由于要考虑成本的问题，要节约资金，装置没有进行分组，从而导致了更大的浪费。

　　5 结束语

　　总而言之，社会在不断进步，电力部门和电力工作者也要不断开发新技术，不断研究在电能传输和电力生产过程中，怎样调整电压，怎样合理的补偿、分配无功，以不断满足社会各阶层对电量的需求，同时还要保证电能的质量、电压的正常，衡量电能最主要的质量指标就是电压的质量，电压稳定有助于保证电力系统正常可靠的运行，同时还可以延长设备的使用寿命、提高电能的质量，而无功是决定电压的一个非常重要的因素，它的用处很大，变压器、电动机、交流接触器都需要借助它才能正常运作，所以做好变电站无功补偿的控制和电压调节至关重要[4]。

　　参考文献：

　　[1]徐素清.变电站无功补偿装置[J].内蒙古科技与经济，2001(3).

　　[2]解基干.变电站无功补偿研究[J].四川电力技术，1999(4).

　　[3]陈淼.关于变电站无功补偿控制与电压调节的分析[J].中国新技术新产品，201(20).