电力系统无功补偿方式及存在问题探讨
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摘要：介绍了在电力系统中无功补偿的几种方式及应用经验，并取得了一定效果。对于谐波治理方面或者在设计补偿时，建议以就地补偿方式或通过调整串联电抗器的电抗率进行解决。电网建设，负荷的快速增长对无功的需求也大幅上升，无功补偿对改善电压质量起着重要作用。采用先进的无功补偿装置，实现无功的动态自动无级调节，同时达到降低系统损耗和提高系统供电效率的目的。采用无功功率自动无级补偿装置，能实现电网无功的自动平滑连续控制，内部有滤波回路，保证系统安全可靠的运行。
关键词：电力系统无功补偿方式；问题；探讨
中图分类号：TM7文献标识码： A
1电力系统无功补偿主要采用方式
1.1同步调相机
同步调相机属于早期无功补偿装置的典型代表，它不仅能补偿固定的无功功率，对变化的无功功率也能进行动态补偿。
1.2并补装置
并联电容器是无功补偿领域中应用最广泛的无功补偿装置，但电容补偿只能补偿固定的无功，尽管采用电容分组投切相比固定电容器补偿方式能更有效适应负载无功的动态变化，但是电容器补偿方式仍然属于一种有级的无功调节，不能实现无功的平滑无级的调节。
1.3并联电抗器
目前所用电抗器的容量是固定的，除吸收系统容性负荷外，用以抑制过电压。现已有可调并联电抗器在研制，需要在谐波、噪音、控制、散热等方面问题予以解决。
2无功补偿存在问题
2.1补偿方式问题
目前很多电力部门对无功补偿的出发点就地补偿，不向系统倒送无功，即只注意补偿功率因素，不是立足于降低系统网的损耗。
2.2无功倒送问题
无功倒送在电力系统中是不允许的，特别是在负荷低谷时，无功倒送造成电压偏高。
2.3电压调节方式的补偿设备带来的问题
有些无功补偿设备是依据电压来确定无功投切量的，这有助于保证用户的电能质量，但对电力系统而言却并不可取。因为虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起的，但线路的电压水平是由系统情况决定的。当线路电压基准偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，出现无功过补或欠补。
2.4谐波问题
电容器具有一定的抗谐波能力，但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏；并且由于电容器对谐波有放大作用，因而使系统的谐波干扰更严重。解决好电网的无功功率因数补偿和谐波滤波问题对于提高电能质量、安全运行、降低损耗、节能及充分利用电气设备的为了降低效率等具有十分重要的意义。为了降低网损、节约能源、提高变压器的效率和稳定电压，电力系统安装适当容量的无功功率补偿设备。
（1）谐波治理原理。对于高电压供电系统来说，无功补偿就是根据三相交流电容性电流超前基波电压相位角 90°，而电感性电流相位滞后基容性电流超前基波电压相位角 90°的原理，将系统的感性无功功率 Q L 用容性无功功率 Q C 给予补偿，使系统的电压和电流趋于同相位，系统无功当量趋于零。所谓谐波，就是系统频率数倍的电压或电流存在于系统中，会给系统公共注入点以及受电用户的电气设备造成很大的危害，造成用户产品生产因电能质量差出现废品以至于无法常生产等。其中，奇次谐波的危害性最大，一般采用电容器组串联一定数值的电抗器以达到要求的电抗率来实现滤波功效。
（2）SVC无功功率补偿。随着高压晶闸管的制造技术日趋成熟，绝大部分用户采用 TCR+FC 型 SVC（即晶闸管相控电抗器+ 固定电容器型静止无功补偿成套设备）这种动态无功补偿及滤波装置来改善电网电能的质量。晶闸管控制电抗器型静止动态无功补偿装置是一种可以自动调节的无功功率补偿装置。
（3）HVC+TSC功功率补偿。高压动态无功功率补偿装置采用 HVC 高压自动无功补偿装置和高压 TSC 动态无功补偿装置相结合的方案。高压 HVC 自动无功电压综合调节装置由高压真空开关、高压电容器组、电抗器、避雷器、隔离开关和一些附属设备组成，由高可靠性的控制器按照模糊控制策略进行电压无功综合控制。电容器组由高压真空开关来投切。当控制器检测到的无功电流值超过整定值时，控制器根据需投电容器组的级数，给出控制信号，自动投入高压真空开关，将电容器组投入运行。当负载无功电流值低于整定值时，控制器给出控制信号将高压真空开关断开，电容器组退出工作。以上工作状态完全自动进行电容器组由高压真空开关来投切。当控制器检测到的无功电流值超过整定值时，控制器根据需投电容器组的级数，给出控制信号，自动投入高压真空开关，将电容器组投入运行。当负载无功电流值低于整定值时，控制器给出控制信号将高压真空开关断开，电容器组退出工作。以上工作状态完全自动进行。高压TSC 动态无功功率补偿装置是一种动态跟踪补偿的新型电容补偿装置，利用大功率晶闸管串联组成高压交流无触点开关，可实现对多级电容器组的快速过零投切。TSC 动态无功功率补偿装置响应时间小于 20ms，对冲击负荷、时变负荷能够实时监测、动态补偿，实现功率因数补偿。
2.5补偿方式的对比
经典的补偿方式采用高压接触器投切串联电抗器并联电容器组的方式，这种方式存在合、跳闸涌流大，易产生过电压，大多数厂家采用晶速度慢等缺点。随着电力电子技术的成熟，闸管投切的 SVC、HVC+TSC 的补偿方式，高压自耦调压器调节电容器端电压补偿容量的方式具有独到的补偿原理，因速度有不足之处，但对于 6kV 变电站无功补偿来说，其谐波含量不大、电压畸变率不高所以能够满足技术要求的。
3结束语
电网负荷增大对电网无功功率补偿的要求越来越高。电力电子技术的普遍应用，使得电网发生了电压波形畸变、电压波动闪变和三相不平衡等问题，产生电能质量降低、网络损耗增加等不良影响。根据自己负荷的不同性质来采用不同的补偿方式。若采用 SVC 补偿型式，虽然补偿跟踪速度快、精度高，但投资大、维护工作量HVC+TSC 补偿型式投资比 SVC 补大，又产生一定量的谐波；偿型式少，但是，根据企业的实际情况，供电的负荷性质，而且谐波含量不超过国家标准，因其电器元件多，晶闸管的冷却方式无论风冷却还是水冷却，都有待于技术改进；高压自耦调压器调节电容器端电压补偿容量虽然有补偿速度稍慢、调节补偿冲击的精度不高等缺点，但对于某些主变电站谐波含量不高、性负荷不多的情况来说，是行之有效的补偿方式。
参考文献：
[1] 李晓琦.电网损耗规律分析及应用研究[D].山东大学，2009.