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摘要：随着经济的发展和科技的进步，国家电力建设也在不断向前发展，电网的负荷在不断增加，电力系统中存在的质量问题等也逐渐突出，给人们的生活工作带来了影响，因此，现在对变电站无功补偿的要求比较紧迫。本文主要针对变电站中出现的问题讨论了变电站中无功补偿以及谐波治理的重要性，并对几种先进的无功补偿方式进行了讨论。
关键字：变电站 无功补偿 谐波治理
1. 引言
随着我国经济的不断发展和现代科学技术的不断进步，对电力要求越来越高，电网的负荷也在不断增加，我们对于电网的要求也越来越高。轧机、电弧炉对电网产生的冲击，以及电力电子技术的广泛应用，使得电网的非线性负荷不断增加，并且出现了电压波动闪变、电压波形畸变以及三相不平衡等的问题，降低了电网的电能质量、增加了网络损耗等较多的不好影响。所以说，电网的无功补偿以及谐波治理的问题是目前电网中最主要的问题之一，对于电网中电能质量的提高、电网的安全运行、减少电网损耗以及节能、提高电网效率等有着十分重要的作用。
2. 无功补偿技术分析
无功补偿简单的说，就是电网发出来的有功功率和无功功率，无功功率太大会增大电能损耗，而一般负载如电机类的负载是感性的，工作时需要消耗无功功率，所以现在一般就需要给电网无功补偿，现在常用的是电容补偿，利用电容发出的无功给负载提供无功功率，这样既能减小电网的损耗，还能提高设备的使用效率。
无功功率就是不消耗电能的用电设备所消耗的功率，它存在于电网与设备之间，是电网和设备不可缺少的能量部分。在电力系统中，无功功率用来建立磁场，作为交换能量使用，他们由电能转化为磁场，再由磁场转化换为电能，对外部电路不做工。但是无功功率并不是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机变压器等用电设备就不能正常工作，对无功补偿的补偿原则是既不能少补，也不能补偿过量。很多电气设备的无功功率比较大，所以要对它进行无功补偿，把这样的无功功率补偿进去以后，能提高功率因素，改善用電质量。但是如果无功功率被设备占用过多，就会造成电网效率低下，同时，大量无功功率在电网中来回传送，使得线损高企浪费严重。
无功补偿对现在的高电压供电系统来讲，它采用的原理是利用三相交流电容性电流超前基波电压相位90度角，对电感性电流相位落后基波电压相位90度角，然后我们再用系统中的容性无功功率QC补偿系统中的感性无功功率QL，这样我们就可以使的系统中的电压和电流处于一个相同的相位，系统的无功当量接近于零。目前，大多数的电网系统都呈现感性无功，根据国家的标准要求，用户的电网功率因数>=0.91，所以在补偿的过程中容性无功功率的数值要接近感性无功功率的数值。现在，我们一般都采用千补偿的方式，即QL>=QC，这种方式表现在电力系统中就可以看成是系统中的感抗数值XL大于等于系统的容抗数值XC，我们可以用公式表示为XL-XC=ωL-1/ωC>=0。在此公式中，ω代表电力系统的角频率，L代表系统的电感，C代表系统补偿电容。
3. 变电站无功补偿技术介绍
3.1 SVC无功率补偿原理
自从二十世纪九十年代以来，高压晶闸管的技术越来越成熟，大多数的用户都会采用晶闸管相控电抗器和固定电容器型静止无功补偿成套设备相结合的动态TCR+FC型的SVC无功补偿和谐波治理的方式，提高电网的电能质量。晶闸管控制电抗器型静止动态无功补偿装置主要有三个基本的功能改善功率因数、吸收电网谐波以及抑制电压波动，这是一种可以自动调节的无功率补偿装备。
利用SVC无功补偿可以实现比较好的补偿效果，首先，SVC能根据系统电压及无功参数，保证功率因数在设置范围内，保证功率因数最佳，线损最小；其次，SVC无功补偿容量能完全补偿变电所电气设备消耗的无功功率及10kV线路的无功损耗或容性充电无功功率，任意情况下，能实现功率因数高于0.95；最后，SVC在运行过程中，或在自身发生故障时，该装置能确保不对系统电能质量、相关电力设备及周围环境造成不利影响。通过精致型无功补偿装置SVC我们可以实现电网中的不平衡保护、过电压保护、低电压保护、电流速断以及过流保护。
3.2 HVC+TSC无功功率补偿原理
对于高压动态无功功率补偿装置来说，我们可以采用高压自动无功补偿装置HVC和高压TSC动态无功补偿装置相互结合的方式，它可以通过控制柜进行控制，并且可以实现微机监测和智能调节的功能。HVC主要是补偿系统比较稳定并且无功变化不频繁的基本负荷的，它采用的是真空接触器投切电容器组的方式；而TSC主要是采用晶闸管投切的方式，其反应速度比较快，可以凭借负荷的不断变化跟踪补偿，适合于负荷变化较快的情形。在电力系统的整个补偿过程中，我们采用HVC和TSC相互结合的方式，不仅能保证补偿过程中的精度要求。并且还能实现动态跟踪补偿的功能，在一定程度上，减少了设备的造价。
3.3 高压自耦调压器调节电容器断电压补偿原理
无功补偿的容量公式为 ，以前传统的调节补偿的方式是调节电力系统中电容值C，随着近几年不断的研究开发，又新提出了通过调节电容器两端的电压U来调节Q值的思想。我们通过高压自耦调压器电压无功自动调节装置可以实现对电容器端部的电压输出值的改变，通过这一改变我们可以调节无功输出容量，从而可以调节系统的功率因数。这一装置采用了有载分接开关有级调压的方式，在调解过程中不会产生过电压，而且电容器没有充放电的过程，所以它不仅能实现实习调节的功能，而且还能确保电容器会一直运行在电容器的额定电压以下，保证了电容器的安全，延长了电容器的使用时间。
4. 总结
本文主要对目前比较先进的三种电力系统无功补偿的方式进行了介绍，每种方式都有自己的优缺点，因此，不同的企业可以根据自身的电力系统性质来选择不同的补偿方式。对于SVC补偿方式来说，尽管其补偿跟踪迅速，具有较高的精度，但是SVC补偿方式的投资较高且日常维护的工作量比较大，而且在维护过程中会产生一定量的谐波；对于HVC+TSC方式来说其投资比较小，但是所使用的电器元件较多，晶闸管的冷却方式也有待于提高；高压自耦调压器调节电容器端电压补偿方式比较适合于变电站谐波含量不高并且冲击性负荷不多的情况。所以，在以后的研究使用过程中，我们需要认真考虑，并且不断对其新技术进行研究跟踪。
参考文献：
[1]孟庆波，王奔，王志国，等.电铁供电系统的有源电力滤波器[J].电气开关，2006（2）：49-52
[2]王建华.电气工程师手册[M].北京：机械工业出版社，2006
关键字：变电站 无功补偿 谐波治理
1. 引言
随着我国经济的不断发展和现代科学技术的不断进步，对电力要求越来越高，电网的负荷也在不断增加，我们对于电网的要求也越来越高。轧机、电弧炉对电网产生的冲击，以及电力电子技术的广泛应用，使得电网的非线性负荷不断增加，并且出现了电压波动闪变、电压波形畸变以及三相不平衡等的问题，降低了电网的电能质量、增加了网络损耗等较多的不好影响。所以说，电网的无功补偿以及谐波治理的问题是目前电网中最主要的问题之一，对于电网中电能质量的提高、电网的安全运行、减少电网损耗以及节能、提高电网效率等有着十分重要的作用。
2. 无功补偿技术分析
无功补偿简单的说，就是电网发出来的有功功率和无功功率，无功功率太大会增大电能损耗，而一般负载如电机类的负载是感性的，工作时需要消耗无功功率，所以现在一般就需要给电网无功补偿，现在常用的是电容补偿，利用电容发出的无功给负载提供无功功率，这样既能减小电网的损耗，还能提高设备的使用效率。
无功功率就是不消耗电能的用电设备所消耗的功率，它存在于电网与设备之间，是电网和设备不可缺少的能量部分。在电力系统中，无功功率用来建立磁场，作为交换能量使用，他们由电能转化为磁场，再由磁场转化换为电能，对外部电路不做工。但是无功功率并不是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机变压器等用电设备就不能正常工作，对无功补偿的补偿原则是既不能少补，也不能补偿过量。很多电气设备的无功功率比较大，所以要对它进行无功补偿，把这样的无功功率补偿进去以后，能提高功率因素，改善用電质量。但是如果无功功率被设备占用过多，就会造成电网效率低下，同时，大量无功功率在电网中来回传送，使得线损高企浪费严重。
无功补偿对现在的高电压供电系统来讲，它采用的原理是利用三相交流电容性电流超前基波电压相位90度角，对电感性电流相位落后基波电压相位90度角，然后我们再用系统中的容性无功功率QC补偿系统中的感性无功功率QL，这样我们就可以使的系统中的电压和电流处于一个相同的相位，系统的无功当量接近于零。目前，大多数的电网系统都呈现感性无功，根据国家的标准要求，用户的电网功率因数>=0.91，所以在补偿的过程中容性无功功率的数值要接近感性无功功率的数值。现在，我们一般都采用千补偿的方式，即QL>=QC，这种方式表现在电力系统中就可以看成是系统中的感抗数值XL大于等于系统的容抗数值XC，我们可以用公式表示为XL-XC=ωL-1/ωC>=0。在此公式中，ω代表电力系统的角频率，L代表系统的电感，C代表系统补偿电容。
3. 变电站无功补偿技术介绍
3.1 SVC无功率补偿原理
自从二十世纪九十年代以来，高压晶闸管的技术越来越成熟，大多数的用户都会采用晶闸管相控电抗器和固定电容器型静止无功补偿成套设备相结合的动态TCR+FC型的SVC无功补偿和谐波治理的方式，提高电网的电能质量。晶闸管控制电抗器型静止动态无功补偿装置主要有三个基本的功能改善功率因数、吸收电网谐波以及抑制电压波动，这是一种可以自动调节的无功率补偿装备。
利用SVC无功补偿可以实现比较好的补偿效果，首先，SVC能根据系统电压及无功参数，保证功率因数在设置范围内，保证功率因数最佳，线损最小；其次，SVC无功补偿容量能完全补偿变电所电气设备消耗的无功功率及10kV线路的无功损耗或容性充电无功功率，任意情况下，能实现功率因数高于0.95；最后，SVC在运行过程中，或在自身发生故障时，该装置能确保不对系统电能质量、相关电力设备及周围环境造成不利影响。通过精致型无功补偿装置SVC我们可以实现电网中的不平衡保护、过电压保护、低电压保护、电流速断以及过流保护。
3.2 HVC+TSC无功功率补偿原理
对于高压动态无功功率补偿装置来说，我们可以采用高压自动无功补偿装置HVC和高压TSC动态无功补偿装置相互结合的方式，它可以通过控制柜进行控制，并且可以实现微机监测和智能调节的功能。HVC主要是补偿系统比较稳定并且无功变化不频繁的基本负荷的，它采用的是真空接触器投切电容器组的方式；而TSC主要是采用晶闸管投切的方式，其反应速度比较快，可以凭借负荷的不断变化跟踪补偿，适合于负荷变化较快的情形。在电力系统的整个补偿过程中，我们采用HVC和TSC相互结合的方式，不仅能保证补偿过程中的精度要求。并且还能实现动态跟踪补偿的功能，在一定程度上，减少了设备的造价。
3.3 高压自耦调压器调节电容器断电压补偿原理
无功补偿的容量公式为 ，以前传统的调节补偿的方式是调节电力系统中电容值C，随着近几年不断的研究开发，又新提出了通过调节电容器两端的电压U来调节Q值的思想。我们通过高压自耦调压器电压无功自动调节装置可以实现对电容器端部的电压输出值的改变，通过这一改变我们可以调节无功输出容量，从而可以调节系统的功率因数。这一装置采用了有载分接开关有级调压的方式，在调解过程中不会产生过电压，而且电容器没有充放电的过程，所以它不仅能实现实习调节的功能，而且还能确保电容器会一直运行在电容器的额定电压以下，保证了电容器的安全，延长了电容器的使用时间。
4. 总结
本文主要对目前比较先进的三种电力系统无功补偿的方式进行了介绍，每种方式都有自己的优缺点，因此，不同的企业可以根据自身的电力系统性质来选择不同的补偿方式。对于SVC补偿方式来说，尽管其补偿跟踪迅速，具有较高的精度，但是SVC补偿方式的投资较高且日常维护的工作量比较大，而且在维护过程中会产生一定量的谐波；对于HVC+TSC方式来说其投资比较小，但是所使用的电器元件较多，晶闸管的冷却方式也有待于提高；高压自耦调压器调节电容器端电压补偿方式比较适合于变电站谐波含量不高并且冲击性负荷不多的情况。所以，在以后的研究使用过程中，我们需要认真考虑，并且不断对其新技术进行研究跟踪。
参考文献：
[1]孟庆波，王奔，王志国，等.电铁供电系统的有源电力滤波器[J].电气开关，2006（2）：49-52
[2]王建华.电气工程师手册[M].北京：机械工业出版社，2006