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【摘 要】近些年，无功补偿的概念虽然被大家所熟知，但是无功补偿的应用的形式确实极为严峻。无功补偿的开拓对于电力事业是一个新的机遇也是一种新的挑战。本文对变电站无功补偿的作用及优化进行了分析探讨。
【关键词】变电站；无功补偿；作用
一、无功补偿研发的应用
1、无功补偿研发含义
现在无功补偿为人们所熟知，但是大家对无功补偿的概念却很模糊。何为无功补偿呢？所谓的无功补偿是对低压电网中的无功功率进行调节，通过无功补偿可以降低电力的损失，提高电力的使用率，改善损失的经济效益，为电力系统的平稳运行提供保障。无功补偿的发现促进了电力事业蓬勃发展的同时，还有效地节约了资源。资源的节约有效地避免了化石能源的燃烧，对于环境的保护与资源的节约分别做出了不同的贡献。也许，无功补偿看起来不起眼，但是它的存在对于增大功率，降低电能损耗却有着突出的贡献。同时促使电力事业朝着更好地方向发展，为国内外电力设备的创新提供良好的理论基础。
2、无功补偿研发实例
光伏发电很好地结合了无功补偿功能，通过光伏发电站的逆变器利用无功补偿原理，调节电力系统的电压。光伏发电系统的无功补偿需要提供无功补偿装置，有了无功补偿装置能够增加电力的储存容量，通过无功补偿装置储存的能量的释放能够保证电能稳定地供应，使用户用电平稳。光伏电站的无功补偿装置还应该结合电力系统实际的情况，对其容量进行配置，能够有针对性地调节电压。无功补偿的容量应该等于光伏低啊站稳定时输出的电力与损耗的电能的和。有了无功补偿配置，能够补偿部分线路的功率，使电力运行更加稳定，电价更加经济。不仅在电力方面有了新的突破而且也会使国民经济生产总值达到一个新的高度。增肌人们的收入，提高国家的综合国力，成为国内外无功补偿装置研发的典范。
二、磁控电抗器的损耗分析
目前，某110 kV变电站10 kV母线并联无功补偿装置（电抗器容量为500 kVar）可控制电抗器运行在额定状态下，实际额定电流为28.7 A，测量损耗为10.75 kW（仪器参数设置的容量为500 kVar，电压为10 kV），损耗达到了2.15%，大大超过了规定的0.99%.电抗器的损耗将导致其铁芯损耗和涡流损耗，投入后还会产生相应的电网损耗。因此，我们在检修状态下分析了电抗器的内部结构，具体如下图所示。
从图中可以看出，A1，B1，C1三柱电流的方向相同，各自产生的直流磁通的方向也相同；A2，B2，C2的直流磁通方向相同，且与A1，B1，C1相等，但方向相反。A1柱的直流磁通大部分从A2柱流回，两柱之间形成了直流磁通回路，类推B1与B2、C1与C2也会形成同样的直流磁通回路。因此，在A1与B1、B2与C2之间的铁轭与其中一柱的直流磁通相等，而在B1与C1、A2与B2之间的铁轭将与2倍柱的直流磁通相等，在C1与A2两柱之间的铁轭则将流过3倍。这样的设计会增加材料的使用量，并增加加工的复杂程度。若要求铁轭的截面均匀分布，C1与A2之间铁轭的铁耗将是A1与B1两柱间的3倍，B1与C1、A2与B2之间为2倍。但这样的铁轭具有损耗过大的缺点，且各铁轭段上的磁感应强度超过某一值后，磁导率会随其增大而减小，磁阻和直流励磁电流会随其增大而增大，进而增加了负载损耗。分析后得出，为了使磁通流过铁轭的电流保持平衡，就要改变电抗器的排列顺序，将原来的A1B1C1-A2B2C2改变成A1B2C1-C2B1A2.在电抗器的排列顺序改变后，因B2与C1、C2与B1之间铁轭直流磁通的大小接近，导致相反方向的直流磁通相互抵消，最终接近0.由此可见，因铁轭上的磁感应强度与磁通量成正比例关系，因此，只有A1与B1、C1与C2、B2与A2之间的铁轭磁感应强度与铁芯柱的相同，B2与C1、C2与B1之间的铁轭磁感应强度接近0.这种排列顺序相对于原先的顺序而言，交流磁通的回路没有改变，不会引起电网电压的波动。改变排列顺序后电抗器的内部结构图如下图2所示。
改变后的可控电抗器三相六柱的排列顺序结构图从上图中可以看出，无论采用任何排列顺序方式，A1与A2、B1与B22、C1与C2会分别流过相同的交流磁通，且三者互差120°。但直流磁通回路得到了改善，缩短了等效磁路，节省了部分材料，且铁轭上的损耗也降低了。对改进后电抗器的损耗测量进行了对比，通过交叉排列三相六柱，在微机控制晶闸管触发角为0°、电抗器在额定状态运行时，测得的能耗为4.8 kW，比以往降低了5.95 kW，小于总容量的0.99%，达到了预计目标。
三、无功补偿研发的发展
1、无功补偿研发技术问题。对于无功补偿的研发不仅在理论上没有强有力的依据，而且在技术上也存在很多的困难。部分无功补偿系统存在滞后性，要想对其进行改善必须了解其原理与结构。同时，由于机器体积的问题和零部件的配合会引起一系列的噪声，因此噪声问题也成为了需要攻克的技术难题之一。同时电路的设置于配合也是需要思考的问题，如果电路的设计不合理会造成电力系统的瘫痪，给用户带来极大的不便，引起电力拥堵现象。要想对新知识有更深层次的研究必须先建立一定的知识体系，如果知识储备不够充足，这对于攻克技术上的难关也是有很长一段弯路要走。知识体系完整后对于技术的革新也是有很大的帮助的。在技术上，首先没有强有力的理论知识作为依据，其次对于一些较为常用的系统参数了解不够透彻，最后对于应用新的科学技术的不够熟练导致了对于无功补偿研发的脚步迟缓。国内外对于技术问题的攻克也在进行不同的尝试，有的建立了一些网络，利用这些网络的集成将电网集成起来，通过无功功率补偿的作用能够降低成本，但是一旦出现网络的某一个部分出现损坏后将会造成整个电力系统的瘫痪，因此对于国内外无功补偿的装置的研发亟待推进。改善现有的状况后才能对下一步进行计划并实施。才能进一步克服现阶段无功补偿的理论与技术难题。
2、无功补偿研发的问题。交流电网的无功补偿问题将成为研究的重点对象。主要原因是现在应用最广的是交流电，直流电只是应用在部分简易装置中。交流电不仅能为用户提供稳定的电压，而且能够通过频率的变化减少电能损耗，增加电力的畅通。同时，配电过程中会存在很多的低压情况，如果能有效地改善这种状况将会大大地提高经济效益。配电网中所用的设备大部分很敏感，常常称之为感性设备，有了感性设备后会遇到电压滞后的问题，使容量降低。而通过无功率补偿的应用，会在原有的低压情况下提高现有的电压，通过低压补偿提高电压，通过输出设备将电压输出供给用户，可以增加电力系统的稳定性。同时无功补偿容量配置问题上，可以实现中光伏电站并网工程并采用一次升压的方法简化工作流程，节约时间，降低成本。
结束语：本文通过分析磁控电抗器在运行中存在的损耗过大、温度过高等问题，提出了改变电抗器内部排列结构的研究方法。试验证明，改变排列结构能降低电抗器的损耗和谐波含量，同时不会改变调节范围和调节方式，也不会引发电网电压波动，达到了预期目的。但仅改变电抗器的排列顺序无法从根本上解决10 kV配网的无功补偿问题，因此，如何提高电能的利用率，保证配网的可靠运行仍然是重要的研究课题。
参考文献
[1]赵志帆.基于Web的无功补偿控制系统的设计与研发[D].山东大学，2014.
[2]任新伟.基于改进BCC算法的含分布式发电的配电网无功优化[D].山东大学，2014.
[3]崔勇.电力市场环境下无功定价及无功优化模型研究[D].华北电力大学，2014.
[4]高玉洁.变电站无功功率补偿策略分析[J].通讯世界，2014，05：60-61.
【关键词】变电站；无功补偿；作用
一、无功补偿研发的应用
1、无功补偿研发含义
现在无功补偿为人们所熟知，但是大家对无功补偿的概念却很模糊。何为无功补偿呢？所谓的无功补偿是对低压电网中的无功功率进行调节，通过无功补偿可以降低电力的损失，提高电力的使用率，改善损失的经济效益，为电力系统的平稳运行提供保障。无功补偿的发现促进了电力事业蓬勃发展的同时，还有效地节约了资源。资源的节约有效地避免了化石能源的燃烧，对于环境的保护与资源的节约分别做出了不同的贡献。也许，无功补偿看起来不起眼，但是它的存在对于增大功率，降低电能损耗却有着突出的贡献。同时促使电力事业朝着更好地方向发展，为国内外电力设备的创新提供良好的理论基础。
2、无功补偿研发实例
光伏发电很好地结合了无功补偿功能，通过光伏发电站的逆变器利用无功补偿原理，调节电力系统的电压。光伏发电系统的无功补偿需要提供无功补偿装置，有了无功补偿装置能够增加电力的储存容量，通过无功补偿装置储存的能量的释放能够保证电能稳定地供应，使用户用电平稳。光伏电站的无功补偿装置还应该结合电力系统实际的情况，对其容量进行配置，能够有针对性地调节电压。无功补偿的容量应该等于光伏低啊站稳定时输出的电力与损耗的电能的和。有了无功补偿配置，能够补偿部分线路的功率，使电力运行更加稳定，电价更加经济。不仅在电力方面有了新的突破而且也会使国民经济生产总值达到一个新的高度。增肌人们的收入，提高国家的综合国力，成为国内外无功补偿装置研发的典范。
二、磁控电抗器的损耗分析
目前，某110 kV变电站10 kV母线并联无功补偿装置（电抗器容量为500 kVar）可控制电抗器运行在额定状态下，实际额定电流为28.7 A，测量损耗为10.75 kW（仪器参数设置的容量为500 kVar，电压为10 kV），损耗达到了2.15%，大大超过了规定的0.99%.电抗器的损耗将导致其铁芯损耗和涡流损耗，投入后还会产生相应的电网损耗。因此，我们在检修状态下分析了电抗器的内部结构，具体如下图所示。
从图中可以看出，A1，B1，C1三柱电流的方向相同，各自产生的直流磁通的方向也相同；A2，B2，C2的直流磁通方向相同，且与A1，B1，C1相等，但方向相反。A1柱的直流磁通大部分从A2柱流回，两柱之间形成了直流磁通回路，类推B1与B2、C1与C2也会形成同样的直流磁通回路。因此，在A1与B1、B2与C2之间的铁轭与其中一柱的直流磁通相等，而在B1与C1、A2与B2之间的铁轭将与2倍柱的直流磁通相等，在C1与A2两柱之间的铁轭则将流过3倍。这样的设计会增加材料的使用量，并增加加工的复杂程度。若要求铁轭的截面均匀分布，C1与A2之间铁轭的铁耗将是A1与B1两柱间的3倍，B1与C1、A2与B2之间为2倍。但这样的铁轭具有损耗过大的缺点，且各铁轭段上的磁感应强度超过某一值后，磁导率会随其增大而减小，磁阻和直流励磁电流会随其增大而增大，进而增加了负载损耗。分析后得出，为了使磁通流过铁轭的电流保持平衡，就要改变电抗器的排列顺序，将原来的A1B1C1-A2B2C2改变成A1B2C1-C2B1A2.在电抗器的排列顺序改变后，因B2与C1、C2与B1之间铁轭直流磁通的大小接近，导致相反方向的直流磁通相互抵消，最终接近0.由此可见，因铁轭上的磁感应强度与磁通量成正比例关系，因此，只有A1与B1、C1与C2、B2与A2之间的铁轭磁感应强度与铁芯柱的相同，B2与C1、C2与B1之间的铁轭磁感应强度接近0.这种排列顺序相对于原先的顺序而言，交流磁通的回路没有改变，不会引起电网电压的波动。改变排列顺序后电抗器的内部结构图如下图2所示。
改变后的可控电抗器三相六柱的排列顺序结构图从上图中可以看出，无论采用任何排列顺序方式，A1与A2、B1与B22、C1与C2会分别流过相同的交流磁通，且三者互差120°。但直流磁通回路得到了改善，缩短了等效磁路，节省了部分材料，且铁轭上的损耗也降低了。对改进后电抗器的损耗测量进行了对比，通过交叉排列三相六柱，在微机控制晶闸管触发角为0°、电抗器在额定状态运行时，测得的能耗为4.8 kW，比以往降低了5.95 kW，小于总容量的0.99%，达到了预计目标。
三、无功补偿研发的发展
1、无功补偿研发技术问题。对于无功补偿的研发不仅在理论上没有强有力的依据，而且在技术上也存在很多的困难。部分无功补偿系统存在滞后性，要想对其进行改善必须了解其原理与结构。同时，由于机器体积的问题和零部件的配合会引起一系列的噪声，因此噪声问题也成为了需要攻克的技术难题之一。同时电路的设置于配合也是需要思考的问题，如果电路的设计不合理会造成电力系统的瘫痪，给用户带来极大的不便，引起电力拥堵现象。要想对新知识有更深层次的研究必须先建立一定的知识体系，如果知识储备不够充足，这对于攻克技术上的难关也是有很长一段弯路要走。知识体系完整后对于技术的革新也是有很大的帮助的。在技术上，首先没有强有力的理论知识作为依据，其次对于一些较为常用的系统参数了解不够透彻，最后对于应用新的科学技术的不够熟练导致了对于无功补偿研发的脚步迟缓。国内外对于技术问题的攻克也在进行不同的尝试，有的建立了一些网络，利用这些网络的集成将电网集成起来，通过无功功率补偿的作用能够降低成本，但是一旦出现网络的某一个部分出现损坏后将会造成整个电力系统的瘫痪，因此对于国内外无功补偿的装置的研发亟待推进。改善现有的状况后才能对下一步进行计划并实施。才能进一步克服现阶段无功补偿的理论与技术难题。
2、无功补偿研发的问题。交流电网的无功补偿问题将成为研究的重点对象。主要原因是现在应用最广的是交流电，直流电只是应用在部分简易装置中。交流电不仅能为用户提供稳定的电压，而且能够通过频率的变化减少电能损耗，增加电力的畅通。同时，配电过程中会存在很多的低压情况，如果能有效地改善这种状况将会大大地提高经济效益。配电网中所用的设备大部分很敏感，常常称之为感性设备，有了感性设备后会遇到电压滞后的问题，使容量降低。而通过无功率补偿的应用，会在原有的低压情况下提高现有的电压，通过低压补偿提高电压，通过输出设备将电压输出供给用户，可以增加电力系统的稳定性。同时无功补偿容量配置问题上，可以实现中光伏电站并网工程并采用一次升压的方法简化工作流程，节约时间，降低成本。
结束语：本文通过分析磁控电抗器在运行中存在的损耗过大、温度过高等问题，提出了改变电抗器内部排列结构的研究方法。试验证明，改变排列结构能降低电抗器的损耗和谐波含量，同时不会改变调节范围和调节方式，也不会引发电网电压波动，达到了预期目的。但仅改变电抗器的排列顺序无法从根本上解决10 kV配网的无功补偿问题，因此，如何提高电能的利用率，保证配网的可靠运行仍然是重要的研究课题。
参考文献
[1]赵志帆.基于Web的无功补偿控制系统的设计与研发[D].山东大学，2014.
[2]任新伟.基于改进BCC算法的含分布式发电的配电网无功优化[D].山东大学，2014.
[3]崔勇.电力市场环境下无功定价及无功优化模型研究[D].华北电力大学，2014.
[4]高玉洁.变电站无功功率补偿策略分析[J].通讯世界，2014，05：60-61.