无功补偿来源与电压调节设备原理详解

有关无功补偿来源与电压调节设备的相关知识，包括同步发电机、输电线路、变压器、并联电容器、并联电抗器、同步调相机、静止补偿器SVC等知识。

1、同步发电机：同步发电机是电力系统中最重要的无功补偿设备。往往依照不同系统条件和不同的安装位置，根据需要选择不同的发电机额定功率因数。位于负荷中心附近的发电机组，宜于有较大的送出无功功率的能力，可以供应正常负荷的部分无功功率需求外，还可以在正常时保留一部分作为事故紧急储备，非常重要。

至于送端电厂的发电机组，特别是远方电厂，由于无功功率不宜远送的规律，它发出的无功功率主要用以补偿配出线路在重负荷期间的部分无功功率损耗，实现超高压网无功功率的分层平衡。功率因数一般都较高。

例如，巴西伊泰普水电.站中，有9台765MW的机组接在交流侧，经900km，765kV交流线路到受端，机组的额定功率因数选为0.95，另9台7机通过直流线路到受端，其额定功率因数选为0.85，因为前者只需要补偿线路，后者还需要补偿换流站的无功（换流站的无功需求相当大）。

反过来说，接到超高压电网特别是位于远方的发电机组需要具有适当的进相运行能力（吸收无功），使能在系统低负荷期间，吸收配出的超高压线路的部分多余无功功率，以保持电厂送电电压不超标。这点在工程实践中往往是一个后备方案，即机组的进相运行来调整电压。我国一般现在机组都会做进相运行试验。

2、输电线路：输电线路既能产生无功功率(由于分布电容)又消耗无功功率(由于串联阻抗)。当沿线路传送某一固定有功功率，线路上的这两种无功功率适能相互平衡时，这个有功功率，叫做线路的“自然功率”。

所以有功潮流大的线路，无功消耗也大，自然产生较少无功；空载线路也最容易贡献无功，从而抬升电压。尤其是500kV层面小负荷方式下容易无功剩余。

3、变压器：变压器是消耗无功功率的设备。除空载无功损耗外，当传输功率时，又通过串联阻抗产生无功损耗。依前所述理由，通过变压器传送大量的无功功率在运行中应当是力求避免的，当变压器短路阻抗大时更当如此。通过变压器传送功率产生的电压降，可以适当选择变压器的电压抽头予以补偿。

电压器主要分为三类：供电变压器、电厂升压变、电网联络变。来自：电工技术之家

供电变压器：不但向负荷提供有功功率，也往往同时提供无功功率，而且一般短路阻抗也较大。对于直接向负荷中心供电的变压器，宜于配置带负荷调压分接头，在实现无功功率分区就地平衡的前提下，随着地区负荷的增减变化，配合地区无功补偿设备并联电容器及低压电抗器的投切，以随时保证对用户的供电电压质量，这点国网电力系统导则中有规定。

对这类变压器是否要采用随电压而自动调压分接头，国际上并无统一做法。因为变压器自动调压的作用不总是积极的，如果在系统无功功率缺倾很大的时候，也一定要保持负荷的电压水平而调整电压分接头，势必将无功功率缺额全部转嫁到主电网，从而可能引起重大系统事故。如1978年12月19日法国大停电事故，1983年12月27日的瑞典大停电事故和1987年7月23日日本东京系统大停电事故的起因，都直接与供电变压器自动调电压分接头有关。本质上原因在于这只是一种间接手段，但不能改变系统的无功需求平衡状态。

发电机升压变：这一类变压器是否配电压分接头和是否带负荷调节电压分接头，没有定论，发电机本身已经是很方便的无功调节设备，在升压变压器上配电压分接头似乎并没有什么特殊必要。当然，各个系统有各自的传统习惯和做法。