變電一次設計無功補償設計分析

呂朋

摘要：現階段，電力工業不斷進步和發展，改變經濟社會發展方式，對人民日常生活產生重大影響。信息化和數字化的使用提高了電力行業的自動化控制，有效地減少了電流損失，滿足了社會和人民對用電的需求，同時保證了充足的電力，降低了電力損耗。隨著電力的深入使用，其在中國經濟發展中的作用越來越重要，因此，現階段提高電力無功補償技術在電力工業發展中的作用非常重要。筆者對此進行了簡要分析，希望能為無功補償的進步和改進提供有效的幫助，并提出一些建議，希望能引起讀者的共鳴。

關鍵詞：變電設計;無功補償;方式

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

引言

通過電網技術的升級改造，優化了電力資源的基本配置，保證了世界上人口最多的中國電力資源的合理配置。隨著中國電氣自動化技術的發展，中國的電氣自動化技術已經趕上了世界發展的步伐，并逐漸在世界上占有一席之地，中國的變電站綜合自動化技術也越來越成熟。

1變電一次設計中無功補償設計重要性

第一，對無功功率進行補償，能增加有功功率在主變容量中的占比。

式中： SN 為變壓器額定容量; β 為變壓器最大（或計算）負載率;

、 分別為補償前后的功率因數角， Qc 為補償裝置提供的無功功率。

第二，能減少供電設備的容量，降低投資。

比如，功率因數從0.8變為0.95時，安裝容量為1kVar的電容器能降低近0.52 kW 的容量;相反，如果容量增加 0.52 kW，則從原有設備的角度來講，將極大提高容量。基于此，對新建工程和改建工程而言，需要充分考慮無功補償，盡可能減少容量，實現節省投資的目標。

第三，有效降低線損

其中，ΔP 為線損，cosΦ 是完成補償以后得到的功率因數，cosθ是補償以前的功率因素。因為 cosΦ > cosθ，所以提高功率因數能降低線損率與容量，節省投資，提高有功功率的實際輸送比例，提升企業綜合效益。

無功補償是確保供電系統安全可靠運行的關鍵，在變電站設計過程中應做好主電線的設計，無功補償設計應保證其存在的可行性和合理性，以保證電力系統的正常運行，才能有效促進我國電力工業的健康持續發展。

2分析變電一次設計的內容

2.1對無功補償設計的分析

2.1.1無功補償方式

電網中主要有幾種無功補償方式：第一，集中補償，在變電所低壓側線路中配置并聯電容器，第二，分組補償，在饋出線的用戶側開關站內安裝并聯電容器，第三，就地補償，在用戶側感性負載位置安裝并聯電容器。

集中補償與分組補償兩種方式容量小，利用率很高，能補償變壓器及并聯線路上的無功功率。就地補償優點是面積最大，補償效果最好，缺點容量配置大，而且電容器的實際利用率很低，比較適合用于個別容量比較大的感性負載設備，感性負載與電容器通過保護裝置和控制器一同投切，實現無功就地平衡，在減少損耗的基礎上提高出力，對年運行時間超過1000h的感性負載設備而言，建議采用這種補償方式，更加經濟有效。

2.1.2補償容量的確定

電網中主要采用集中補償，在變電所低壓側線路中配置并聯電容器，無功補償設備與饋線并聯，進而得知，無功補償設備無功負荷的總容量與各個虧出線上所有回路的無功負荷的總容量接近。

在確定無功補償容量時需充分考慮下列兩點：第一，輕負荷的條件下，應防止過補償，出現倒送無功，會明顯增加功率損耗，經濟性差，同時感性負載設備也會低效率工作，并發熱。第二，隨著功率因數的不斷提高，補償具有的減少損耗能力將逐漸減小，因此提高功率因數時一般不能超過0.95。

按照目前電容器技術水平以及規范要求，當電容器容量小于6000Kvar時，采用開口三角電壓或者零序電流保護，當電容器容量大于等于6000Kvar時，采用差壓保護。

2.1.3基本原理

主接線是電能傳輸過程中最關鍵的。其質量和適當的應用將直接影響電能傳輸過程的安全性和可靠性，以及電網的最終經濟效益。因此，在主接線的設計過程中，充分發揮變電站的功能，使配電更加靈活。在實際運行過程中，必須保證電力系統運行中的穩定性、安全性和可靠性，并能積極適應中國不斷變化的經濟調度和政策變化，及時調整運行方式。在初始設計和運行過程中，變電站的主要接線可以滿足基本電力需求，最大限度地降低資源成本和時間，在保護群眾的電力需求下提高經濟效益。

2.1.4維護檢修

維修人員必須對主要無功補償裝置及電纜進行定期的短期本地檢查和長期全面檢查，一旦發現安全問題必須立即采取相應措施，防止于微觀，堅決杜絕一切安全問題。

2.2變電站無功補償技術的應用

為了電網無功保持平衡，需要在變電站內安裝集中無功補償裝置，采用電容器與電抗器串聯組合設備，設備與母線通過含有斷路器的開關柜連接。主要目的就是保持電網無功平衡，改善功率因數，保證終端變電所母線側電壓，補償輸電線路及變電站主變的無功損耗。

2.3研究探討無功補償設計的措施

從理論層面到分析論述，無功補償應在系統應用到適當的地方，結合我國現行電網建設的實際情況，還需要對鐵路進行科學規劃和管理，提高設備的穩定性，并結合多種專業的特點，整體提高系統的穩定性和可靠性。首先，要根據各職能部門和管理者的相關建設計劃合理分配各部門的建設情況，充分發揮管理的優勢和作用，充分發揮被動的特點和優勢。其次，要選擇合適的電力設備系統，提高無功補償技術的應用質量。同時，應嚴格控制和管理硬件質量，不能選擇低價和不合格的組件，因為硬件質量不合格將直接影響電力系統的建設，增加電力風險系統運行，增加相關的成本支出，給用電帶來很大的不便。再次，有必要加強新設備的建設，更好地促進不同設備之間的適應性和兼容性，技術人員還需要配備科學的質量檢查電源保護系統，測試系統，以確保功率的選擇設備可以發揮最大的作用，為電力系統的穩定運行提供強有力的支持。

雖然中國幅員遼闊，資源豐富，但能源和資源的分配極不平衡，各地區存在明顯差距。因此，建立更多的變電站以合理化和安全的電力傳輸是非常必要的。無功補償設計通過一些合理有效的方法將電力傳輸到全國各地，可以有效保護廣大人民群眾的使用需求。因此，中國在很多地方建立了變電站，通過合理的電氣線路設計，最大限度地提高了我國電能的傳輸效率，更有效地減少了電能傳輸過程中的部分用電量，大大提高了能源資源在傳輸和應用過程中的利用效率。

3無功補償技術發展前景

在經濟社會發展階段，中國現有的電力市場日趨完善，無功補償的未來發展方向是不斷改革和優化電力系統，始終遵循以人為本的發展理念，為經濟社會發展提供堅實的物質服務保障，同時節省大量成本。值得一提的是，隨著全球經濟競爭的加劇，中國的電力市場發生了很大的變化，但電力工業的進步主要是為人們安全，高效的用電提供了保障。無功補償技術是電力工業快速發展的關鍵，它不僅可以節省大量的成本和資源，保證人的安全，還可以實現經濟效益和社會效益的最大化，更好地提高電力行業的服務質量和服務效率，進一步提高電力行業的服務水平，同時還可以降低電力系統的運行成本，保證電力的安全和功效。

結束語

綜上所述，根據電力系統的實際情況選擇合適的補償方式能有效降低電網損耗，降低電壓波動范圍和諧波量，從而大幅度提高電網供電質量。

參考文獻：

[1]張秋莉.變電一次設計及無功補償設計分析[J].中國新技術新產品，2016（01）：76.

[2]劉雪，楊璞.變電一次設計中無功補償設計分析[J].電子世界，2016（20）：115+117.

[3]周倪.淺析變電一次設計過程的細節問題[J].科技與創新，2017（05）：101+104.

[4]李鵬云，張帆.變電一次設計中無功補償設計分析[J]. 電子世界，2016（15）：137.

[5]蔣和博.110kV變電站增容改造變電一次設計分析[J]. 建材與裝飾，2017（27）：217-218.