超高压远距离输电线路的无功补偿

文盛琼 郭凤兰

摘要：随着社会经济的不断发展，对于电力人们有了更大的需求，对电能质量也有了更高的要求。我国的一次能源——电能主要位于比较偏远的地区，且其分布极为不均。所以为了对这些电能进行充分利用，我国采用了超高压远距离输电的形式对电能进行传送，而这也实现了我国西电东送的工程。然而，随着电能的不断输送，其中也出现了很多问题，尤其是输电线路无功补偿问题，在电网中，如若出现双极闭锁故障，很容易便会导致电压的骤升。基于此，本文围绕超高压远距离输电线路的无功补偿进行了分析和探讨，以期可以降低我国能源的损耗，并促进电力系统的稳定发展。

关键词：超高压远距离输电;无功补偿

我们目前电能的利用率还是比较低的，为了减少电能传输过程中因为热能转化消耗的电能，高压输电技术一直是电力传输领域的研究重点。如何提高电能的利用率，是我们不断努力的方向。

一、远距离输电原理及存在的问题

（一）远距离输电原理分析

由于我国能源分布的并不均匀，西部地区的能源较为充足，所以为了对这些能源进行充分利用，我国对风力以及太阳能发电厂进行了大量建设。如今，我国建设了许多超高压远距离输电线路，也实现了将西部地区的能源转化为电能并输送给其他城市。就电能的利用率而言，借助超高压输电网络不但能将电能在输送期间存在的浪费问题进行解决，同时还能避免安全事故的发生。远距离输电即是通过提高电压的等级进而减少能源的损耗。我国发电厂的端电压为10.5千伏，如果未进行电压的升压处理，不但會导致电能被大量损耗，同时由于电压等级较低且输电线的电流过大，这也会致使输电线路的热量增强并带来安全隐患。因此，在进行远距离输电时必须确保电压等级达到一定界限才能开展输送工作，之后结合用户端电压等级需求合理配置降压变压器，便可结束对电能的输送[1]。

（二）远距离输电存在的问题

线路损耗是远距离输电存在的一大问题，而且该问题也为电力企业带来了很大的经济损失。如今，借助超高压输电是较为有效的方法，通过提高电压，输电线路产生的热量也会得到降低，这样也能实现对线损的降低。与此同时，我国还可通过改变输电线路的材料来实现降低线损。结合这一电阻公式可以发现，电阻与横截面积是反比关系，然而因为输送距离远，线路横截面积大会大大提高线路的成本，同时也会为施工人员工作的开展带来很大的难度。针对这一问题，我国除了提高输电电压外，还可优化无功补偿装置避免电能的损失。

二、无功补偿意义

针对电力系统，有功功率主要集中在发电厂的发电机中，而无功功率不仅是在发电机中产生，同时还包括电容器。不过电容器通常位于变电站内，通过设置其也可作为无功功率电源进行使用，且不会造成损耗，而这也致使电力系统的无功功率损耗要比有功功率损耗大。基于此，为了对电能的质量进行保证，我国需对输电线路、发电设备以及变电站进行无功补偿。如今，最为常用的便是单独补偿、集中补偿以及组合补偿等形式，通过将这些补偿技术搭配使用，其也能将我国电能的利用率进行有效的提高。

三、超高压远距离输电线路的无功补偿

在电力市场中，电网规划不论是对防治输电阻塞还是改善电力的供需矛盾，都起着极为重要的作用。电力系统规划涵盖了电源及电网规划，然而因为二者均具有一定的复杂性，所以我国通常对二者进行单独规划。其中电网规划内容有很多，如无功规划、负荷预测等。对于负荷预测而言，其是电网规划的重点内容，通过对未来的负荷需求进行预测，其精准性对我国规划方案的质量有着极大的影响。而无功规划在于确定电网无功补偿设备的安装位置及类型等方面，这样电网不管是正常运行还是出现故障，其电压的质量及稳定性均可得到有效的保证。串联电容补偿因能提高输电线路的传输容量，所以其可实现远距离电力的有效传输。通过应用串联电容补偿，其不论在何长度的输电线路上，均可提升功率的传输能力，而且在远距离传输线路上，也能促进功率的稳定传输。对于无补偿线路的波阻抗，线路传播常数可以该形式表达，在此式中，BC是线路对地等效电容的容纳，同时也是XL线路等效感抗，将串联补偿电容带入其中，容抗是，补偿后的感抗即为，是串联电容补偿度，线路电抗补偿度也可由衡量，通过上述两式可得串联补偿后线路波阻抗，至于的变化即可借助可控电容补偿系统实现。同理还可算出补偿后线路的传播常数及自然功率为。

由此可见，串联电容不但能补偿线路的长度，同时也能缩小线路长度，同时通过提高输电线路的功率，功率的传输能力也会得到增强[2]。

结束语：

总而言之，由于超高压输电系统具备距离远、输电容量大等特点，所以为了提高远距离输电线路的输电容量，并将电压及无功控制问题解决，我国可以采用超高压输电线路串联补偿方案。由于超高压远距离输电还存在很多问题，我国也需对问题的原因进行分析，通过不断探索及研究也可优化解决方案，至于超高压远距离输电的相关问题也能得到更高效、全面的解决。

参考文献：

[1]李乃湖.500KV远距离交流输电系统的无功补偿[J].中国电力，1994 ：6-8，59.

[2]谢剑敏.基于超高压输电线路环境下的分布式故障诊断装置的研发设计[J].机械工程师，2019，（12）：15-16，19.

临沂大学自动化与电气工程学院