浅述小型水电站无功补偿的影响及改进措施

敬素梅

(黄河电力检修工程有限公司,青海西宁 810016)

浅述小型水电站无功补偿的影响及改进措施

敬素梅

(黄河电力检修工程有限公司,青海西宁 810016)

小型水电站的建设一般选择的地方都是山区以及偏远的山村,但是,在进行小型水电站的使用中,无功功率输出不足或者不输出问题影响了当地人们的生活状况。为了提高电能输送的效率,改善供电环境,在小型水电站中强化无功补偿措施显得尤为重要。

小型水电站 无功补偿 原因分析

小型水电站的建设意义实际上是为了满足人们的生活，但是由于管理人员出于利益考虑，往往在水电站工作中调节发电设备，使设备无功功率输出严重不足或基本没有，加之对整条线路维护管理不到位，这种问题就直接影响了其实际意义的发挥。

1 无功功率的相关概述

所谓无功补偿，就是指无功功率补偿装置在电路供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。从电源取得无功功率。其中，把电气设备输入电压与电流的乘积称为“视在功率”，以S表示，即S=UI。视在功率单位是伏安(VA)或千伏安(kVA)。有功功率与视在功率的比值，即为“功率因数”。由此可以看出，功率因数cosφ的大小，反映了电源发出的电能可利用的程度。功率因数cosφ低，说明电路中用于交变磁场吞吐转换的无功功率大。从而降低了设备的利用率，增加线路供电损失。无功功率是电力供应环节中重要的组成参数，合理的对其进行控制，将能够有效的强化电力供应的效率，减少在供应过程中出现的输电线路耗损问题，避免用电设备出现异常，这有助于改善在恶劣环境下的供电环境，提高供电系统的输出能力，在社会效益及经济效益中均能发挥较大的利用价值，所以强化对无功功率的认识是十分关键的一项工作。

2 原因分析

2.1 设备因素

①无功功率与无功负荷不平衡。电源所提供的无功功率和无功负荷是否平衡，决定了各用电设备的端电压是否能够维持正常水平，各电气设备是否能运行在最佳状态。当电力系统中的无功功率过大，会导致用电设备端电压上升，反之如果无功功率过小，会导致用电设备端电压过大。②线路设置不合理。小型水电站一般建立在一些山区或者是比较偏远的地方，这些地方的网线使用半径非常大，用户用电量变化也大，在电力传输中传输的电压存在差别，所以导致使用的传输线应用不合理。并当基本电网开始运行的时候，输电线路中存在的电阻会影响数显电流的大小，电阻越大电流越小，而在这个过程中减少的电流就是无功功率，所以线路设计的合理性直接影响了无功功率。③发电机的励磁装置调整不当。在励磁装置中对励磁电流能够起到控制及调节作用并且是励磁电源之外的电气调控装置，在发电机的工作中通过励磁装置的调节，对发电机的产生的励磁电流进行有效的调节，进而保证并网发电机组中无功功率能够得到合理的分配。

2.2 管理因素

①在当前小型水电站的建设中，国家并没有予以重视，同时也并没有对其功率因数进行规范，一般是按照0.8进行计算的，但是大多数小型水电站的核心依旧是利益为主，服务为辅，所以造成无功基本没有或者很少，发的电都是有功为主的。②在小型水电站的发电中，内部的工作人员不按照国家制定的电网发电要求，在进行励磁系统装置的使用中，依旧使用手动的励磁装置，最终导致了有功与无功比例出现了严重的失调现象，而他们在该过程中却为了利益视而不见。③当电端与受电端存在一定的相位差的时候，那么有功功率就可以开始传输，这种传输条件是十分容易就能够实现的，但是如果需要进行无功功率的输送，那么就需要两端存在电位差，就约束了传输的范围，所以，发电机就不能够提供这么大的无功功率，就只有适当的调节励磁装置，将无功功率进行增大。

3 改进措施

3.1 提高变压器的电压值

变压比在变压器的使用中直接对其输出电压的大小及范围进行了确定，对变压器的匝数进行控制，则可以对变压器输出的电压进行控制，合理的应用变压器的分接开关是可以对变压器的电压调节范围进行控制的。这种方法的使用需要对水电站的变压器工作状况进行精确的计算，得出相应的参数，然后进行设备的采购使用。

3.2 对输电线路进行升级

小型水电站一般都建设在山区里面，所以很少会有人对其使用的线路进行维护，加之在设计过程中存在不科学性、不合理性、导致线路中电阻过大就是不可避免的。所以，对这些陈旧线路进行改造，统一使用大截面积的线路使用，是降低线路阻抗，降低线路耗损的有效方式。

3.3 改造变压器

当代社会小型水电站在建设中所使用的降压变压器一般是主要的使用设备，如果相关的单位具有充足的资金，那么建议使用升压变压器，如果没有钱，那么可以对现有的变压器进行升级处理，增加线圈匝数，改善无功功率输出状况。

3.4 增大励磁电流

控制发电机励磁电流的大小，将输出的电压值稳定在额定电压之下，通过手动调节的方式，对励磁控制器进行控制，将直接影响供电效果及供电质量。这种方法在一些偏远的山村以及山区内部，往往不能够得到预期的效果，有时增大励磁电流反而会达到适得其反的效果，最终导致了无功输出不能满足使用要求，所以，基本办法就是具体问题具体分析。

3.5 增设电力电容

首先可以集中补偿，方式是安装并联电容器组在高低压配电的线路当中。其次是分组补偿，通过在配电变压器的低压侧与使用用户的配电屏之间安装一种并联补偿电容器等方式，通过正确的加装无功补偿设备，才能够有效的降低功耗、提高功率使用因数。

3.6 对功率因数实时监测

对于投入使用的小型水电站，可以加装一种对功率因数进行实时监测的装置，进而保证水利发电过程中必须出现无功电能，这种装置一般是由单片机与传感器共同组成，传感器对无功功率的大小进行测量，单片机对实时数据进行采集，然后综合二者信息发出控制电网的信号，进而提高无功功率的发电效率。

4 结语

综上所述，本文对小型水电站无功补偿中存在的问题原因以及解决措施进行了简要的分析，面对电力能源走进千家万户逐渐成为现实的现状，对小型水电站无功补偿问题进行合理的研究处理，并制定相关的措施，有助于小型水电站实际应用价值的发挥。

[1]杨超.低压无功补偿的研究.长安大学,2013年攻读期.