王少曼
国网晋中供电公司 山西 晋中 030600
摘要：随着我国社会经济的快速发展，工业、农业的生产对电量的需求也在不断提高。由于受到地理环境、水力资源、燃料运输等多种因素的影响，造成发电厂位置分布不均衡。为了能够提高电力系统的整体稳定，必须要解决远距离输电的问题。无功补偿能够解决在电力系统中电压不稳、电力损耗、无功电流的影响，确保电力系统的稳定运行。本文对无功补偿装置在电力系统中的应用进行分析，详细说明电力系统无功补偿的重要作用，对无功补偿装置分类进行介绍，确保无功补偿的整体效果得到全面增强。
关键词：电力系统;无功补偿装置;主要分类;应用分析
1 无功功率补偿的原理
电能需要通过多设备才能传送到用户端，因为受到功率、电压、电流的限制，输电线中传送功率通常分为两种，一种为有功功率，一种为无功功率，有功功率是电力设备顺利进行的必要条件，通俗来说就是通过用电设备将电力能量转化为其他能量形式，例如热能、声能等。无功功率较为抽象，主要用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。无功功率补偿是一种技术措施，指的是在电力系统中的变电所装置无功功率电源，将无功功率的流动进行改变，降低网络损耗，提高电压水平及动态性能。现阶段，在我国的生产及日常生活中，大多数用电负载都属于感性负载，在运行期间均需要进行无功补偿。
2 无功补偿装置的分类和选择
2.1机械旋转类无功补偿装置
机械旋转类无功补偿装置作为最原始的补偿装置之一，能够调节无功功率和静态电压，机械旋转类无功补偿装置能够对转子绕组的励磁电流进行调节，确保无功功率的稳定输出。
机械旋转类无功补偿装置，包括同步调相机、同步发电机和同步电动机三种。同步调相机的功能与同步电动机具有相似性，但是两者却存在明显的差别，因为同步调相机既能够励磁运行，也能够在欠励磁状态下运行，如果过滤池运行时同步调相机会生成感性无功功率起到升压的效果，在欠励磁运行的状态下能够吸收感性无功功率，起到降压的效果，同步调相机自身的无功补偿机制非常灵活，应用范围非常广泛。
2.2静止类无功补偿装置
静止类无功补偿装置缺乏旋转部分，整个设备的运行也始终保持相对静止状态，静止类无功补偿装置的体积更小效率更高，能够利用集成化的控制，静止类无功补偿装置，具有响应速度快的特点。在电力系统中被广泛应用，精子类无功补偿装置，包括固定电容精杂管控制电抗器和静止无功补偿器等，其中固定电容能够实现负载侧无功补偿，整体的结构更加的简单，具有经济实用的优点，但是在实际应用的过程中，固定电容自身的缺点也比较明显，例如在电容通电时，瞬间电压会超过额定电压的几十倍甚至上百倍，很容易导致电容击穿造成设备损坏，此外固定电容只能够实现分级补偿，这也导致无功补偿的效果并不明显，无法确保无功补偿和电力系统调控的实效性。
晶闸管控制电抗器在电力系统运行的过程中，由于其基本构成的部分非常的复杂，作为一种感性无极补偿器晶闸管，电抗器能够根据晶闸管内部电压的变化，对整个电抗器进行无级调节，通常来说电力系统的负荷电压变化可以根据用电的实际情况进行判断，例如，在夏季电力需求高峰時期，能够对电力系统的输电流量进行及时调节，避免受到局部电压过高造成电网瘫痪的问题，经常管控制电抗器，能够利用电抗性补偿措施，在用电高峰时提高电网电压上限，确保整个电力系统的稳定运行。
3 目前低压无功补偿状况
3.1 信号采集问题
信号采集部分由穿心互感器和信号线组成。当信号采集部分所采用的互感器变比与供电部门计量所采用的互感器变比不相同时，将会使输入信号产生较大误差，直接影响补偿效果。另一方面，通过互感器变换后的采样信号仅为5 A以下电流，若信号线线径过小，将会使输入信号衰减增大，也会直接影响补偿效果。解决办法：采样变比力争同计量变比一致；信号线采用BV-2.5 以上为宜。
3.2 无功控制器定值设置使补偿效果不佳的分析
无功控制器将依据信号采集回路输入的信号，同预先设定的定值进行比较，来控
制电容器投切回路数，由此看来逻辑控制器定值设置是否合理将直接影响补偿效果，其导致补偿效果不佳，原因有三：一是投入门限过低，使补偿柜处于欠补状态运行。解决办法：设置投入门限时，应高出供电部门核定功率因数标准0.1～0.3。因为现行逻辑控制器本身在精度上存在一定的误差，设置时必须予以考虑，否则将产生欠补。二是切除门限过高。由于在网运行的无功表为双向累加，不论过补还是欠补，表的计数器总是正转。当切除门限过高时，易产生过补偿。根据有关资料，切除门限设置为0.97 较为合理。三是投切延时门限设置过长，同负荷对无功需求响应速度不同步。解决办法：根据负荷变化的特点，设置合理投切延时门限。
3.3 可控硅触发模块问题
无功补偿装置在投切过程中，可控硅触发模块的损坏尤为突出，从主观上讲可控硅触发模块是易耗品，但从客观上讲也有其他几个方面情况造成可控硅触发模块损坏。
（1）触发模块的损坏与触发模块正确安装有一定关系，特别是触发模块的导线连接部位；一定要接紧不得松动，脚位与电路不符等均会损坏可控硅。
（2）当电路中谐波含量较高时，电压、电流波形发生严重畸变；基波电流扩大将造成触发模块烧触头，相与相或相对地短路；造成触发模块损坏。
（3）当电流不平衡的范围值增大时，散热片的面积要小，导致散热不好，长时间运行也将导致触发模块损坏。
（4）与使用环境有关。特别是夏季，有的配电室温度非常高，在这种情况下一定要采取环境降温措施。
（5）触发模块的自身质量问题也有很大关系。目前国内可控硅触发模块生产厂家很多，但生产的材质及产品质量不近相同。现行的补偿要求非常高，而且如果系统3 次谐波超标，谐波电流将全部流过补偿装置。在选型时最好选用抗涌流、抗谐波或承受谐波抗击性更强的可控硅触发模块。解决办法：提高晶闸管的耐压级别和增加晶闸管的功率，一般晶闸管的耐压和电流应该选择在回路电压/ 电流的2.5 倍以上。
3.4 电容器的问题
现在的电容器基本上都是自愈式，造成电容器损坏大概有4 个方面情况。①由补偿控制器质量问题引起的误投误切造成电容器损坏。②补偿时瞬间投切的涌流非常大使电容器损坏。③三相电流、电压常时间不平衡造成电容器损坏。④叠加电压（由于控制器设置的投切时间比较短所形成）。相应对策：①使用质量较好的控制器。②补偿时瞬间浪涌电流非常大时，建议超过30In 以上串接电抗器等电器元件。③如发现缺相或三相电流电压不平衡要及时查找原因，及时解决。④控制器的投切时间不易太短，防止形成叠加电压。如果实际补偿容量不足或确实需要频繁投切的话，应增加补偿容量或进行就地补偿和集中补偿相结合的方式。⑤电网中如有谐波干扰，要及时采取措施；加装滤波装置或加装抗谐波型元件。
3.5 维护检修不及时问题
常见的无功补偿柜一次设备从下向上为：电容器、热继电器、交流触发模块、熔断器、母线排。热继电器为电容器的过载保护，熔断器为电容器的短路保护。在运行中动态无功补偿柜依据负荷变化，适时投切电容器组回路。当某一电容器组回路过载或短路，导致触发模块、保险熔断。由于外观未发生明显的变化，在巡视设备时不易发现。若维护、检修不及时，很容易使电容柜的补偿效果不佳和补偿容量不足。解决办法：勤巡视、勤检查、勤维护，及时发现无功补偿控制器异常指示。
参考文献：
[1]葛宝江.电力系统中无功补偿装置的应用研究[J].中国高新区，2017（20）：114.
[2]王丽娟.变电设计中无功补偿装置的设计方式探析[J].山东工业技术，2017（15）：221.