變電一次設計中無功補償設計研究

邵阿紅

（山西水利職業(yè)技術學院，山西 運城 044000）

1 無功補償?shù)亩x與運作原理說明

1.1 無功補償?shù)亩x闡釋

無功補償即無功功率補償，主要對無功功率進行有效補償。無功補償可帶給供電網(wǎng)絡系統(tǒng)積極的影響，提升相應的電力網(wǎng)絡功率因數(shù)，不僅可以進一步降低供電變壓器設備與輸電線路的能耗，而且可以提升具體的供電效率，為廣大民眾創(chuàng)建更加便利、良好的用電環(huán)境。因此，無功補償對電力系統(tǒng)運行產(chǎn)生的作用和影響不容忽視。通過對相關無功補償裝置進行科學選用，能夠有效保障整體電力供應質(zhì)量，并降低相應的行程損耗[1]。如果選用的裝置設施不科學、不合理，會導致電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的電壓產(chǎn)生失穩(wěn)、諧波增大等問題，進而影響整個電網(wǎng)的安全運行[1]。

1.2 無功補償?shù)倪\作原理

電力網(wǎng)絡的輸出功率主要涵蓋了無功功率和有功功率。其中，無功功率無需采用直接形式進行電能消耗，可以把電能轉化成其他類型的能量，促使電氣設備做功[2]。同時，利用無功功率能夠使有關電力網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)的相同電能彼此轉換，凸顯出一定的規(guī)律性特征；而有功功率采用直接形式進行電能消耗，并把其轉化成機械能、化學能以及熱能等不同能量，促使電氣設備做功。對于無功補償，主要基于相同線路，運用并聯(lián)形式使容性與感性功率負荷設備進行有效組合，從而借助容性負荷實施無功功率的輸出，而補償感性負荷將無功功率當作主要的需求。從實際應用角度來說，依靠相關的交流電力容器設備替代之前的電力網(wǎng)絡亦或相應的變壓器裝置，從而達到供給無功功率的效果。

2 變電站一次設計需要遵循的原則

第一，應該深入、系統(tǒng)掌握變電站相關設施的運行狀況，其中包括相關設備的實際運作時間、變電站的主接線方式、變電站初期階段的設計狀況等，通過合理管控初期收資情況，以變電站的運行為依據(jù)，最終明確進行改造與建設的方案[3]。

第二，針對全新的出線間隔的具體方位情況，有效參考變電站的具體間隔規(guī)劃與相關線路的延伸方位實施科學驗證。假如產(chǎn)生雙回路架空的問題，基于確保有效避免線路形成跨越交叉的情況，需要以相關的順序予以合理布設。

第三，在嚴格遵循以上相應規(guī)則的基礎上，采用集中化方式，科學鎖定不同設備的間隔方位，并且及時修復有關電氣主體的接線圖與整體的平面布置圖，同時依靠這種媒介的合理引導作用，針對增加的間隔線路相關參數(shù)情況進行仔細核算與分析，其中涵蓋了變電站系統(tǒng)的阻抗、最大負荷以及母線的穿越功率等內(nèi)容。

3 變電一次設計中無功補償?shù)目茖W設計

3.1 確保無功補償方法選用的合理性

將相關無功補償設備裝設到變電站中，一方面可以提升整個系統(tǒng)的運作效率，另一方面可以增大相關電氣設施的具體功率因數(shù)，降低系統(tǒng)功率的相應損耗。通常，將無功補償技術運用到變電站的方法很多，如分組、集中以及就地補償?shù)炔煌愋偷难a償方法。其中，就地補償主要針對處于變電站中擁有很大流動的無功功率位置會裝設相應的無功補償裝置，方法簡單且方便，但因裝設較為分散化而增加了管控困難；分組補償主要針對位于變電站中的配電變壓器裝置進行無功補償電容器組的安裝處理；集中補償則主要針對位于變電站輸配電路的高壓端進行電容器組的安裝處理，從而降低系統(tǒng)配電線路中的無功功率[4]。

目前，變電站自動化系統(tǒng)在運行過程中經(jīng)常會利用無功補償技術，由相應的發(fā)電廠把電能運輸至變電站，然后通過變電站把電能運輸至低壓線路。期間很多無功功率將實現(xiàn)較遠距離的傳送，所以應該以變電站周邊作為無功補償設備安裝的首選位置。一般，110 kV變電站能夠自動化調(diào)控無功功率，并結合不同地區(qū)系統(tǒng)運行情況，改進電容器相應的投切容量。即便處于供電高峰階段，配電線路也可以保持相應的功率因數(shù)約為0.96。可見，將無功補償技術運用到變電站，應該密切關注具體的運作狀況，完成補償處理，并調(diào)節(jié)相關的變壓器裝置，保證無功補償達到良好的成效。

3.2 注重電容器裝置無功補償容量的科學設定

通過合理設置電容器裝置的無功補償容量，不但可以降低無功功率配電線路中的無功功率傳遞，而且利用減小線損的方式確保了供電質(zhì)量與效率，發(fā)揮了無功補償容量配置的良好作用[5]。電壓等級小于220 kV變壓器的低壓邊的無功補償處理中，第一假如負荷較小的情況，當配電倒送無功時，易于增加功率的損耗量，經(jīng)濟效應不佳，所以應該盡可能規(guī)避此種情況。第二，當有關功率因數(shù)較大的時候，由單位補償容量所形成的降損成效不夠明顯。面對此種問題，需要設定有關功率因數(shù)成0.96，獲得最佳的節(jié)能成效。而配置和設定無功補償裝置的具體容量的過程中，需要設定容量是變壓器容量的0.132倍，且將無功補償裝置當成整個電力系統(tǒng)內(nèi)的關鍵節(jié)能設施，通常耗費的資金龐大。所以，開展相關設計工作，需要參考不同方面的因素，根據(jù)相關要求能夠欠補（但無法過補），從而有效規(guī)避無功倒流的情況發(fā)生。第三，各個組的電容器補償量均需要明確參考相應的主變壓器容量，嚴禁采用平均分配的形式。

3.3 做好電抗器裝置的設計工作

針對無功補償裝置，并聯(lián)電抗器裝置是其不可或缺的構成部分，旨在提升感性無功功率，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中冗余的容性無功功率的平衡處理，特別是對電力系統(tǒng)擁有較輕負荷、輸送功率小的情況，能夠產(chǎn)生良好成效[6]。所以，有關輸電線路相應的感性無功功率下降，但導線中的電容性則基于使輸電線路形成的容性充電功率高于感性無功功率為目的，以達到對系統(tǒng)中電壓的平衡[6]。只有維系系統(tǒng)無功平衡的狀態(tài)，才能避免電力系統(tǒng)中出現(xiàn)電壓變大的情況。

3.4 加大對有源濾波器裝設的力度

當變電站進行運作時，其中的有源濾波器裝置會形成與負序電流、諧波電流相位相反的相應電流，造成配電線路內(nèi)的電流彼此消除，使得變電站線路中的無功電流變得更少。尤其對混合并聯(lián)的有源濾波器裝置來說，借助其實施無功補償處理，可以完成對過補償情況的彌補，飛速測定與感應出變電站內(nèi)相關電氣設備形成的諧振運動情況，并且參考變電站具體的運作狀況有效改進相應的無功補償方案，實現(xiàn)APF與LC的混合，達到諧波的無功補償目的。

4 結 論

深入探討和分析變電一次設計中無功補償設計方法尤為必要。本文以變電一次設計中無功補償?shù)脑O計方案分析為主要內(nèi)容，提出確保無功補償方法選用的合理性、注重電容器裝置無功補償容量的科學設定、做好電抗器裝置的設計工作、加大對有源濾波器裝設的力度、有效利用靜止無功發(fā)生器裝置等設計方法，以獲取有關電力行業(yè)工作人員的關注與重視，促進我國電力建設事業(yè)不斷發(fā)展。