一、前言
目前世界范圍內(nèi)掀起環(huán)境保護(hù)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(yùn)行規(guī)律所決定，但同時(shí)它給電網(wǎng)運(yùn)行帶來了許多麻煩。無功功率是一種既不能作有功，但又會(huì)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(bǔ)償?shù)难b置，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到電網(wǎng)利用效率最大化。
二、輸配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償
2．1輸電網(wǎng)的無功補(bǔ)償
電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)幕驹瓌t是：按電壓分層，按電網(wǎng)分區(qū)，就地平衡，避免無功功率的遠(yuǎn)距離輸送，以免占用線路輸送容量和增加有功損耗。輸電網(wǎng)多數(shù)無直供負(fù)載，一般不為調(diào)壓目的而設(shè)置無功補(bǔ)償裝置。參數(shù)補(bǔ)償多用于較長(zhǎng)距離的輸電線路。具體補(bǔ)償方法如下：
2．1．1電抗器補(bǔ)償
電抗器是超高壓長(zhǎng)距離輸電線路的常用補(bǔ)償設(shè)備，用以補(bǔ)償輸電線路對(duì)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(zhǎng)度和過電壓限制水平選擇，其補(bǔ)償度(電抗器容量與線路充電功率之比)國(guó)外統(tǒng)計(jì)大多為70－85，個(gè)別為65，一般不低于60。電抗器一般常設(shè)置在線路兩湍，且不設(shè)斷路器。
2．1．2串連電容補(bǔ)償
串聯(lián)電容用來補(bǔ)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(gè)數(shù)則由所需的串聯(lián)電容補(bǔ)償度(串聯(lián)電容的容抗與所補(bǔ)償?shù)木�路感抗之比)而定。串聯(lián)電容補(bǔ)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(shí)，也可用串聯(lián)電容來補(bǔ)償。日本在110kV環(huán)網(wǎng)中就使用了串聯(lián)電容補(bǔ)償。
2．1．3中間同步或靜止補(bǔ)償
在遠(yuǎn)距離輸電線路中間裝設(shè)同步調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償裝置，利用這些裝置的無功調(diào)節(jié)能力，在線路輕載時(shí)吸收線路充電功率，限制電壓升高；在線路重載時(shí)發(fā)出無功功率，以補(bǔ)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(bǔ)償通常設(shè)在線路中點(diǎn)，若設(shè)在線路首末端，則調(diào)節(jié)作用消失。
輸電網(wǎng)的電壓支撐點(diǎn)與調(diào)壓輸電網(wǎng)與受電地區(qū)的低一級(jí)電壓的電網(wǎng)相聯(lián)的樞紐點(diǎn)，常設(shè)置有載調(diào)壓變壓器或有相當(dāng)調(diào)節(jié)與控制能力的無功補(bǔ)償裝置，或者二者都有，以實(shí)現(xiàn)中樞點(diǎn)調(diào)壓，使電網(wǎng)的運(yùn)行不受或少受因潮流變化或其他原因形成的電壓波動(dòng)的影響，在電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)起支撐電壓的作用，防止因電網(wǎng)電壓劇烈波動(dòng)而擴(kuò)大事故。
電壓支撐能力的強(qiáng)弱，除與補(bǔ)償方法和補(bǔ)償容量大小有關(guān)外，更與補(bǔ)償裝置的調(diào)節(jié)控制能力和響應(yīng)速度有關(guān)。并聯(lián)電容器雖是常用而價(jià)廉的補(bǔ)償設(shè)備，但其無功出力在電壓下降時(shí)將按電壓的平方值下降，不利于支撐電壓。大量裝設(shè)并聯(lián)補(bǔ)償電容器反而有事故發(fā)生助長(zhǎng)電網(wǎng)電壓崩潰的可能性。采用同步調(diào)相機(jī)和靜止無功補(bǔ)償裝置輔以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)控制，是比較理想的支撐電壓的無功補(bǔ)償設(shè)備。近年來，國(guó)內(nèi)外均注重靜止補(bǔ)償裝置的應(yīng)用。
2．2配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償
配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償主要以相位補(bǔ)償和保證用戶用電電壓質(zhì)量為主。具體方法為相位補(bǔ)償。
2．2．1相位補(bǔ)償(亦稱功率因數(shù)補(bǔ)償)
用電電器多為電磁結(jié)構(gòu)，需要大量的勵(lì)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(lì)磁功率——滯相的無功功率在配電網(wǎng)中流動(dòng)，不僅占用配電網(wǎng)容量，造成不必要的損耗，而且導(dǎo)致用戶電壓降低。相位補(bǔ)償是以進(jìn)相的無功補(bǔ)償設(shè)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(dòng)的無功功率，降低網(wǎng)損，改善電壓質(zhì)量。中國(guó)對(duì)大電力用戶要求安裝無功補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償后的功率因數(shù)不得低于0.9。
三、電網(wǎng)電壓調(diào)整
為保證用電電器有良好的工作電壓，避免受到配電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響而損壞用電設(shè)備，配電電網(wǎng)需要進(jìn)行電壓調(diào)整。電網(wǎng)的電壓調(diào)整方法有：中心調(diào)壓、調(diào)壓變壓器調(diào)壓和無功補(bǔ)償調(diào)壓。
3．1利用地區(qū)發(fā)電廠或樞紐變電所進(jìn)行中心調(diào)壓
這種措施簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)方便，但它只能改變整個(gè)供電地區(qū)的電壓水平，不能改善電壓分布。當(dāng)供電地區(qū)的地域比較廣闊、供電距離長(zhǎng)短懸殊時(shí)，中心調(diào)壓措施往往不能兼顧全區(qū)，有顧此失彼的缺點(diǎn)。
3．2調(diào)壓變壓器調(diào)壓
可彌補(bǔ)中心調(diào)壓方式的不足，進(jìn)行局部調(diào)壓。調(diào)壓變壓器有有載調(diào)壓變壓器、串聯(lián)升壓器和感應(yīng)調(diào)壓器三種。有載調(diào)壓變壓器與感應(yīng)調(diào)壓器一般用于特定負(fù)荷點(diǎn)，串聯(lián)升壓器則用于供電線路。
調(diào)壓變壓器的調(diào)壓作用是靠改變電力網(wǎng)的無功潮流來實(shí)現(xiàn)的。它本身不僅不產(chǎn)生無功功率，而且還因本身勵(lì)磁的需要而消耗無功功率。當(dāng)電網(wǎng)的無功電源不足時(shí)，調(diào)壓變壓器的調(diào)壓效果不顯著。相反地，若調(diào)壓變壓器裝設(shè)過多，將加重配電網(wǎng)的無功功率消耗，拉低全網(wǎng)電壓水平，增大網(wǎng)損，降低并聯(lián)電容器的無功出力，嚴(yán)重時(shí)有可能造成惡性循環(huán)的趨向。
3．3無功補(bǔ)償調(diào)壓
由于增加了電力網(wǎng)的無功電源，能起到改善電網(wǎng)電壓的作用。裝設(shè)于變電所內(nèi)的無功補(bǔ)償裝置，還可采用分組投切的辦法，對(duì)供電地區(qū)實(shí)行中心調(diào)壓。
3．4串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓
串聯(lián)電容補(bǔ)償可用于配電網(wǎng)中進(jìn)行局部調(diào)壓。在距離較長(zhǎng)的重載線路，因其調(diào)壓作用是通過線路滯相電流流過串聯(lián)電容而產(chǎn)生的電壓升高來實(shí)現(xiàn)的。故線路負(fù)載愈重，功率因數(shù)愈低，串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓的作用愈顯著。這種調(diào)壓作用隨線路負(fù)載的變化而變化，具有自行調(diào)節(jié)的功能。
