變電一次設計無功補償設計分析

吳勁松

摘 要： 本文主要針對當前新時代背景下的變電一次設計無功補償設計進行分析，首先簡要解析了無功補償的相關概念，然后提出當前變電一次設計中進行無功補償設計的重要性，最終結合具體的無功補償設計來解析無功補償設計要點。

關鍵詞： 變電一次設計;無功補償設計;有效性

在電網發展的背景下，智能電網發展普及并開始對傳統電網進行升級和改造，希望優化當前的電力基礎設施配置，最終實現電力資源的合理配置。隨著電氣自動化技術以及智能電網技術的發展和應用，我國在電網建設中已經處于世界領先水平，電網普及與建設也受到國際認可，對于電網中的變電而言直接關系著電網運行穩定性，希望在變電一次設計中引入無功補償，保證變電系統和電網系統的穩定運行。

1.無功補償概述

在變電站以此設計中引入無功補償的主要目的是希望能夠降低電網功率因數，從而能夠最大限度的降低電網系統中的線路損耗。無功補償主要將感性功率和容性功率進行并聯，并以此作為轉化器，通過轉化器完成系統中能量的轉化，在能量轉換和無功功率輸出的過程中還往往進行補償，通過特定方式實現補償。其中在變電以及電網系統中涉及到的電動機和變壓器均屬于感性功率負荷的范疇，而電容器則屬于容性功率負荷的范疇，將兩者進行并聯能夠對電網進行調節，實現無功功率的降低，最終在變電系統和電網系統的表現是降低電能損耗。

2.變電一次設計中無功補償設計重要性

在當前社會迅速發展，變電系統以及電網系統迅速普及的背景下，智能電網建設以及變電站自動化建設也開始受到人們的關注與重視，希望通過這一建設來推動我國電網多元化發展，因此在這一方面進行了大量的工作。畢竟我國的各項建設，包括人們的生活和電力發展息息相關，因此只有保障變電系統和電力系統的穩定運行，才能夠保障人們的生活質量和社會秩序的穩定。

變電一次設計和無功補償設計的應用其實質是希望能夠彌補變電系統和電網系統存在的系統漏洞，從而保障系統運行質量。對于電網系統和電力系統而言，變電站是基本組成本分也是關鍵組成部分，只有保障變電站的安全運行，才能夠保障供電系統和整個電網系統的可靠運行。同時變電站也是電力系統中分配能源與電力的主體，主要起著電能輸送和電能傳遞的重要作用，加強電氣主接線設計相關工作，對于變電站穩定運行十分重要。目前，我國以及供配電企業十分注重電氣主接線的設計工作，在這一過程中尤其注重電氣設備的選擇和電力系統配電配置相關工作。在當前變電站的相關工作和發展中，無論是一次設計還是無功補償設計，都必須要保證其合理性、科學性以及可行性，才能夠保證各項工作的有效性。

3.變電一次設計無功補償技術的流程設計

3.1設置目標

對于當前變電一次設計無功補償設計而言，要想進行這一項工作首先必須要明確工作目標。首先一般需要針對變電所的功率因數進行實地調查研究，在以往研究以及自己的工作經驗發現大部分變電所的功率因數均比較低，但負載變化和波動幅度又較大，另外我國目前變電所中的設備進行電力供應過程中主要采用變頻的方式進行，這些因素導致變電所中出現高次諧波，嚴重影響并威脅大型驅動儀器。針對當前變電所的這種運行現狀，有必要設置無功補償目標。

3.2補償手段

在變電所中的無功補償中主要采用集合式的電容器，但是這種傳統方式不僅僅不能有效的進行無功補償，而且在諧波抑制方面效果也欠佳。主要是由于傳統的集合式電容器本身性能原因，等級跳躍程度過大不能滿足當今變電所精細化、高質量的發展需求。綜合考慮各種因素，并結合實際工作經驗建議在當前變電所一次設計無功補償設計中采用SVG裝置來進行容量調節，這種SVG裝置能夠很好滿足無功補償各方面的性能要求。

3.3補償設計要點

在變電一次設計無功補償設計中必須將控制點的合理選擇作為首要任務，在此基礎上對功率因數變化進行分析，了解其波動（增大或減小）情況。為保證無功補償質量還應該綜合分析無功補償裝置，充分了解其靈敏性和相關性能，針對性能和實際需求進行設計和應用，最大限度的降低高次諧波的影響與威脅。

4.變電設計中的無功補償應用

4.1在電容器中的應用

變電一次設計中進行無功補償設計，電容器中進行無功補償是最關鍵部分，主要通過電容器和電動機（變壓器）的并聯實現無功補償，通過這種設計能夠增強變電容性負載。經過設計和處理之后進行功率輸出和吸收等相關操作，最終能夠實現感性無功電流的補償。在電容器無功補償設計中采用這種設計方法能夠降低成本和投入，而且這種設計方案的實際安裝相對簡單，能夠提高無功補償的效率，同時還能夠實現無功補償降低線損能耗的目的。我國目前很多變電站的一次設計無功補償設計中主要采用這種方法進行，占比基本達到90%。但在這種設計方法中必須要注意節點電壓，保證節點電壓在一定范圍內，不能過低，如果過低就會降低無功功率補償效率。

4.2在電抗器中的應用

對于電抗器要想實現無功補償，可以將其裝置進行并聯能夠有效提高系統的感性功率，并且能夠保證感性功率和容性無功功率的平衡，對于整個線路和其中的設備而言，能夠有效的減輕負載，對于功率傳輸是具有重要意義的。如果變電系統中對負載和功率傳輸提出了明確要求，為滿足這些要求將電抗器并聯就能夠實現，并有效的降低感性功率。在進行電抗器變臉的時候，還需要保證其小于容性充電功率，為實現這一目的需要引入無功補償技術進行保持。

4.3在調相機中的應用

對于變電設計而言，無功補償技術的應用實踐漫長，而在無功補償技術的應用中調相機是整個變電系統的前期主要裝置。調相機主要能夠和勵磁運行條件充分結合，從而實現對無功功率接受裝置的改進，這樣能夠保證電源作用充分發揮。當變電系統中出現欠勵磁的情況時，調相機能夠從系統中獲得相應的感性功率進行系統調節，最終實現無功補償。一般在調相機的工作和應用中還往往引入自動化流程控制，通過自動化流程控制不僅僅能夠實現對無功功率的大小調節，還能夠實現對裝置電壓的控制，最終對于整個裝置而言，穩定性會提高。但在調相機的應用中需要考慮多個因素，其中比較重要的因素即成本因素和投入問題。

5. 無功補償技術發展前景

在當前智能電網和自動化電網的發展背景下，對電力市場的要求越來越高，精細化成為發展趨勢之一。無功補償作為關鍵技術，能夠完善電力系統的各種漏洞和問題，必然是未來重要的發展趨勢。同時還需要不斷的對無功補償進行創新和改革，希望能夠以較低的成本來實現無功補償的功能。進而能夠提高系統穩定運行，為人們生活以及生產提供保障，保障用電的有效性和用電的安全性。

結論

在當前發展中各項建設穩步進行，變電一次設計和無功補償設計對變電站而言變得十分重要。選用科學的一次設計無功補償方式能夠有效保障變電所的穩定運行，對于有效安全供電是具有重要意義的。同時，為進一步提高無功補償設計的質量，降低無功補償的成本，不僅僅需要研究人員進行大量的研究和工作，另外對于工作人員而言也需要進行大量的努力，為無功補償設計提供實際的經驗，并提高水平，為無功補償設計與運行提供重要保障。

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