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摘要：电力系统的负荷使用需要大量无功功率，无功功率是影响电压质量的一个重要因素。使电网电压合格，并实现无功就地平衡，降低网损，分析变电站电压无功控制主要设备，解决好无功补偿问题，对电网稳定及电力设备安全运行，线路损失，工农业安全生产，产品质量和人民生活用电具有十分重要的意义。
关键词：电压无功功率、补偿设备、控制
引言
电力系统应有足够的无功电源来满足用户与网络的需要，无功电源与有功电源一样是保证电力系统电能质量、电压质量，降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。无功要保持平衡，否则，将会使系统电压下降，严重时会导致设备损坏，系统解列。系统无功功率平衡是指在一定接点电压下的平衡。无功功率平衡要满足众多接点电压的要求即满足全系统平衡，也要实现就地无功平衡原则。根据国家标准GB12325《电能质量——供电电压允许偏差》规定：
（1）35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。（2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%；（3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%～-10%。
一、无功功率与电能损耗的关系
电网电能损耗是衡量电力系统建设水平以及运行管理水平高低的一项综合性指标。进行合理的无功补偿，不但可以调节电压，也能降低网络损耗。電力线路有功功率损耗计算公式：
△P=[（P2+Q2）/U2].R
式中△P—输电线路有功功率损耗
P—输电线路输送的有功功率
Q—输电线路输送的无功功率
U—输电线路运行电压
R—输电线路的电阻
由上式可以看出，线路有功功率损耗和线路输送功率的平方（P2+Q2）与线路电阻R成正比，即线路电阻越大，功率损耗越大。当输送的有功功一定时输送的无功功率越多，总的有功损耗也越大。通常情况下，输电线路由电网结构决定，总功率变化很大程度上决定输送无功功率的变化。因此，要尽量减少无功传输，进行无功功率就地补偿，可有效降低电网线损。
二、无功控制的主要设备
1、发电机：
发电机既是有功功率电源，又是无功功率电源。当系统无功电源不足而有功备用容量充裕时，可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数下运行，从而多发无功功率，以提高系统的电压水平。
2、输电线路的充电功率
架空线路的导线是平行排列的，导线之间形成电容。当电压架在输电线上时，线路便产生充电电流，即使线路不接负载，也有电容电流流过。由于电容电流的存在，运行中的输电线路将产生充电功率，影响沿线路各点的电压、输电功率和功率因数，因此，分析电力网的运行情况时，必须计算线路的电容和充电功率。
电路的充电功率按下式计算：
QC=2πfc0ue2L
QC——架空地线的充电功率
f——电网频率（HZ）
ue2——架空线路的电压等级KV
3、并联电容器
在电网无功补偿中，并联电容器是应用最多的无功补偿装置。一般来说，每个变电站安装1至4组电容器，对于负荷较大的110kV变电站和220kV变电站则需要更多的电容器，其优点：可分散、集中、分相补偿；投资少，功率损耗少，维护量小。可根据负荷情况分组投切。缺点：电压下降时，无功补偿量也急剧下降，不利于电压稳定，投入电容器时会产生尖峰电压脉冲。在最小负荷时，通常切除变电站的全部电容器，在负荷高峰期，将变电站的并联电容器投入运行。电容器对电压的调节作用在：当投入电容器后，流过变压器的无功减少，同时，变压器二次侧电压上升；当切除电容器后流过变压器的无功增加同时，变压器二次侧电压下降。
4、并联电抗器
并联电抗器的工作性质与并联电容器的工作性质相反，从补偿感性无功的角度来说是负补偿，因而常用于补偿线路电容作用，特别是当超高压输电架空线路长于200KM时线路充电电容不可忽视，通常需要安装并联电抗器，当轻负荷时，在200KV及以上的线路中线路充电功率过大，有可能引起电压过高，危及高压电网的运行。次时，为了保证电压正常，附加并联电抗器。当然，在重负荷时，有可能一部分并联电抗器需从系统中切除在地区级电网无功电压控制中，电抗器个数比较少，在一些对其拥有控制权的220KV变电站中可能装有电抗器，此时，也可作为控制手段之一。
三.网络电压控制标准
1.220KV及以上变电站中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0～10%；2.带地区供电负荷的变电站和发电厂的10KV（6kV）母线正常运行方式时电压允许偏差为系统额定电压的0～+7%，其他电力用户其功率因数应达到0.9以上；3.220KV变电站的110kV、35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3～±7%，事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
四.无功控制的原则和要求
通过VQC装置控制变压器分接头和无功补偿设备，把主变压器低压侧的电压控制在规定范围是变电站电压无功综合自动控制的基本原则，也是最重要的要求。无功平衡配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，具体如下：
1、220kV变电站无功补偿
220kV变电站的容性无功补偿，以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗，补偿容量按主变压器的10﹪——25﹪配置并满足220kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不底于95﹪。220KV变电站的容性无功补偿装置的分组容量最大单组无功补偿装置投切引起所在母线压变不宜超过电压额定值的2。5﹪。单组电容器容量一般情况下35KV电压等级不宜大于12MVAR，10KV电压等级不宜大于8MVAR
2、35kV----110kV变电站无功补偿
35kV----110kV变电站的容性无功补偿，以补偿主变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿，补偿容量按主变压器容量的10﹪——30﹪配置，并满足35kV——110KV主变最大负荷时，其高压侧功率因数不底于0。95。110K变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6MVAR、35kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于3MVAR。但容量的选择还应考虑变电站无功较小时无功的需要。
3、尽量减少主变压器调档次数
过度频繁的调节有载分接头，会引起变压器有载开关故障，进而导致变压器故障，因此，对主变压器分接头的调节次数应有严格的控制。
4、夜间尽量全部退出所有电容器
夜间所有电容器一般尽量全部退出。因后半夜负荷小而整个输电线路产生固定且不可少的无功功率，若各地区无功负荷太少，发电厂可能近相运行。
五、无功功率补偿的作用
1、减少了线路压降
由于线路传送电流小了，系统的线路电压损失相应减少，有利于系统电压的稳定（轻载时要防止超前电流使电压上升过高），有利于大电机起动。
2、提高电网的传输能力
对于原有供电设备来讲，同样的有功功率下降，CQS提高，负荷电流小，因此，向负荷传输功率所经过的变压器、开关、导线等配电设备都增加了功率储备，发挥了设备的潜力。
3、降低线路的电能损耗
六、结束语
无功功率和有功功率一样，是保证电力系统电能质量、降低网络损耗不可缺少的一部分。就本文而言，书写了无功控制的主要设备、无功控制的原则、要求和无功补偿的作用以及网络电压控制标准。随着无人值班变电站的普遍，电压无功自动控制装置及其作用，为工农业生产提供了可靠的优质电能。
参考文献
[1]盐城阜宁供电公司变电所现场运行规程〔2013.10〕.
[2]变电运行现场技术问答.中国电力出版社.2012
关键词：电压无功功率、补偿设备、控制
引言
电力系统应有足够的无功电源来满足用户与网络的需要，无功电源与有功电源一样是保证电力系统电能质量、电压质量，降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。无功要保持平衡，否则，将会使系统电压下降，严重时会导致设备损坏，系统解列。系统无功功率平衡是指在一定接点电压下的平衡。无功功率平衡要满足众多接点电压的要求即满足全系统平衡，也要实现就地无功平衡原则。根据国家标准GB12325《电能质量——供电电压允许偏差》规定：
（1）35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。（2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%；（3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%～-10%。
一、无功功率与电能损耗的关系
电网电能损耗是衡量电力系统建设水平以及运行管理水平高低的一项综合性指标。进行合理的无功补偿，不但可以调节电压，也能降低网络损耗。電力线路有功功率损耗计算公式：
△P=[（P2+Q2）/U2].R
式中△P—输电线路有功功率损耗
P—输电线路输送的有功功率
Q—输电线路输送的无功功率
U—输电线路运行电压
R—输电线路的电阻
由上式可以看出，线路有功功率损耗和线路输送功率的平方（P2+Q2）与线路电阻R成正比，即线路电阻越大，功率损耗越大。当输送的有功功一定时输送的无功功率越多，总的有功损耗也越大。通常情况下，输电线路由电网结构决定，总功率变化很大程度上决定输送无功功率的变化。因此，要尽量减少无功传输，进行无功功率就地补偿，可有效降低电网线损。
二、无功控制的主要设备
1、发电机：
发电机既是有功功率电源，又是无功功率电源。当系统无功电源不足而有功备用容量充裕时，可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数下运行，从而多发无功功率，以提高系统的电压水平。
2、输电线路的充电功率
架空线路的导线是平行排列的，导线之间形成电容。当电压架在输电线上时，线路便产生充电电流，即使线路不接负载，也有电容电流流过。由于电容电流的存在，运行中的输电线路将产生充电功率，影响沿线路各点的电压、输电功率和功率因数，因此，分析电力网的运行情况时，必须计算线路的电容和充电功率。
电路的充电功率按下式计算：
QC=2πfc0ue2L
QC——架空地线的充电功率
f——电网频率（HZ）
ue2——架空线路的电压等级KV
3、并联电容器
在电网无功补偿中，并联电容器是应用最多的无功补偿装置。一般来说，每个变电站安装1至4组电容器，对于负荷较大的110kV变电站和220kV变电站则需要更多的电容器，其优点：可分散、集中、分相补偿；投资少，功率损耗少，维护量小。可根据负荷情况分组投切。缺点：电压下降时，无功补偿量也急剧下降，不利于电压稳定，投入电容器时会产生尖峰电压脉冲。在最小负荷时，通常切除变电站的全部电容器，在负荷高峰期，将变电站的并联电容器投入运行。电容器对电压的调节作用在：当投入电容器后，流过变压器的无功减少，同时，变压器二次侧电压上升；当切除电容器后流过变压器的无功增加同时，变压器二次侧电压下降。
4、并联电抗器
并联电抗器的工作性质与并联电容器的工作性质相反，从补偿感性无功的角度来说是负补偿，因而常用于补偿线路电容作用，特别是当超高压输电架空线路长于200KM时线路充电电容不可忽视，通常需要安装并联电抗器，当轻负荷时，在200KV及以上的线路中线路充电功率过大，有可能引起电压过高，危及高压电网的运行。次时，为了保证电压正常，附加并联电抗器。当然，在重负荷时，有可能一部分并联电抗器需从系统中切除在地区级电网无功电压控制中，电抗器个数比较少，在一些对其拥有控制权的220KV变电站中可能装有电抗器，此时，也可作为控制手段之一。
三.网络电压控制标准
1.220KV及以上变电站中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0～10%；2.带地区供电负荷的变电站和发电厂的10KV（6kV）母线正常运行方式时电压允许偏差为系统额定电压的0～+7%，其他电力用户其功率因数应达到0.9以上；3.220KV变电站的110kV、35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3～±7%，事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
四.无功控制的原则和要求
通过VQC装置控制变压器分接头和无功补偿设备，把主变压器低压侧的电压控制在规定范围是变电站电压无功综合自动控制的基本原则，也是最重要的要求。无功平衡配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，具体如下：
1、220kV变电站无功补偿
220kV变电站的容性无功补偿，以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗，补偿容量按主变压器的10﹪——25﹪配置并满足220kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不底于95﹪。220KV变电站的容性无功补偿装置的分组容量最大单组无功补偿装置投切引起所在母线压变不宜超过电压额定值的2。5﹪。单组电容器容量一般情况下35KV电压等级不宜大于12MVAR，10KV电压等级不宜大于8MVAR
2、35kV----110kV变电站无功补偿
35kV----110kV变电站的容性无功补偿，以补偿主变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿，补偿容量按主变压器容量的10﹪——30﹪配置，并满足35kV——110KV主变最大负荷时，其高压侧功率因数不底于0。95。110K变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6MVAR、35kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于3MVAR。但容量的选择还应考虑变电站无功较小时无功的需要。
3、尽量减少主变压器调档次数
过度频繁的调节有载分接头，会引起变压器有载开关故障，进而导致变压器故障，因此，对主变压器分接头的调节次数应有严格的控制。
4、夜间尽量全部退出所有电容器
夜间所有电容器一般尽量全部退出。因后半夜负荷小而整个输电线路产生固定且不可少的无功功率，若各地区无功负荷太少，发电厂可能近相运行。
五、无功功率补偿的作用
1、减少了线路压降
由于线路传送电流小了，系统的线路电压损失相应减少，有利于系统电压的稳定（轻载时要防止超前电流使电压上升过高），有利于大电机起动。
2、提高电网的传输能力
对于原有供电设备来讲，同样的有功功率下降，CQS提高，负荷电流小，因此，向负荷传输功率所经过的变压器、开关、导线等配电设备都增加了功率储备，发挥了设备的潜力。
3、降低线路的电能损耗
六、结束语
无功功率和有功功率一样，是保证电力系统电能质量、降低网络损耗不可缺少的一部分。就本文而言，书写了无功控制的主要设备、无功控制的原则、要求和无功补偿的作用以及网络电压控制标准。随着无人值班变电站的普遍，电压无功自动控制装置及其作用，为工农业生产提供了可靠的优质电能。
参考文献
[1]盐城阜宁供电公司变电所现场运行规程〔2013.10〕.
[2]变电运行现场技术问答.中国电力出版社.2012