變電一次設計及無功補償設計分析

楊 猛

南京星源電力技術咨詢有限公司

變電一次設計及無功補償設計分析

楊 猛

南京星源電力技術咨詢有限公司

無功補償指的是將感性和容性的兩種功率負荷的裝置通過并聯的方式安裝在同一線路上。當前電網結構逐漸復雜起來，無功調節的方法逐漸增多，影響也比較大，傳統的對電壓優化控制的方法與當前的電力系統需要是無法相適應的，因此需要使用有效的方法和策略實現變電站的無功補償。為此本文首先分析了一次設計和無功補償設計的重要意義，對其設計原則進行闡述，最后探討了無功補償設計措施，旨在為相關工作提供參考。

變電站；一次設計；無功補償；設計分析；

1、變電的一次性設計和無功補償設計研究的重要性

變電站綜合自動化技術正受到人們的高度關注，這一技術的應用使得我國的電網功能趨向多樣化，這項技術正逐步被電力行業巨頭運用到實際的電網建設中，成為我國經濟發展發展過程中的關鍵的一環。我國經濟以及社會的繁榮進步和電力行業的提升是密不可分的。進一步發展電力行業，不單單會成為推動我國國家經濟安全發展的動力源泉，也會成為穩定社會秩序和廣大人民群眾日常生活的根本保障。另一方面，在變電站的整個運作過程中，變電站設計的首個環節就是電氣主接線，同時它也是電力系統基礎建設的關鍵構成因素之一。電氣主接線的設定已經關系到全部電力系統配電裝置的分配布置以及電氣設備的選擇，還涉及保護繼電和確定自動裝置等功能的運作，這些因素使電氣主接線成為變電站投入電氣部分資金多少的決策關鍵。所以，研究探討變電一次設計和無功補償設計的存在的合理性和可行性，有著重要的意義。

2、變電站一次設計原則

具體來講，在設計環節中需要主動貫徹以下規范原則：

2.1 需了解變電站設備的運行情況、運行年限、主接線方式、變電站的前期設計情況，做好有效的前期情況收資，并根據變電站的運行現狀及供電負荷情況確定改擴建的相關內容。

2.2 對新增出線間隔的實際位置，需要聯合變電站實際間隔具體規劃位置和線路延展路徑，進行綜合化校驗認證，當其中存在雙回路架空出現的狀況時，為了順利規避線路跨越交叉結果，則可以依照順序加以布置。

2.3 聯合上述規范守則，進行各設備間隔位置集中化鎖定，同步做好電氣主體接線圖和總體平面布置圖等資料的修繕工作，希望在此類媒介精確化指導前提下，細致化核算新增間隔線路一切有關的參數，包括最大負荷、變電站系統阻抗，和母線穿越功率等。

3、電力變電設計中的無功補償技術

3.1 裝置選擇

無功出力會受到靜止無功補償器和發生器的快速調整，能夠對負荷快速變化而出現的波動和閃變的電壓進行有效的限制，使得電壓質量得到優化，保證在干擾情況下，電力系統依舊能夠穩定運行，與此同時，需要對比經濟技術水平以及補償目標的控制情況挑選合適的靜止無功補償器以及發生器，常見的無功缺額的情況，應該使用可以分組投切的并聯電容器和電抗器。輸電系統中，依據系統電壓的穩定以及抑制系統振蕩的實際需要，需要使用響應速度較快的靜止無功補償器和發生器。由于經濟因素的影響，應使用混合型的安裝。實現動態的補償容量。

3.2 裝置的安裝

變電站中，一般主變壓器的低壓一面是用作對輸電線路充電功率補償的并聯電抗器，如果有需要也可以將其安裝在高壓側。如果在高壓側設置并聯電抗器，成本投資會比較大，并且不會跟隨負荷變化出現比較頻繁的投切。不能對低壓側的電壓進行有效的控制，所以需要將電抗器首先安裝在主變壓器的低壓側。但是如果補償的容量比較大，電抗器安裝在低壓一面會影響向負荷供電，就需要安裝在高壓一面。有調查顯示，我國的變電站并聯電容器一般是安裝在低壓側的。在主變壓器的主負荷側安裝并聯電容器，能夠實現良好的無動補償效果。

3.3 補償容量

通常情況下，變電站并聯電抗器組之所以進行補償就是為了要對電纜線路充電功率進行有效的補償，并聯電抗器補償的總量應超過線路充電功率總和的100%。變電站運行之初，負荷比較少，尤其是最小負荷運行中，輸送容量不多，這時并聯電抗器需要的量是最大的，會影響變電站安裝電抗器的總體容量。

3.4 科學進行分組裝置

諧振是諧波嚴重程度的極限狀態，會使得電容器出現過載情況，導致電容器出現異常振動、聲音等，外殼出現變形，甚至損壞。為了避開諧振點，設計電容器時就需要對系統諧波的含量進行科學的測量與分析，結合電抗率進行優化配置，計算諧振容量，分組容量不能與諧振容量相撞。正式投入使用時，需要對投切進行試驗，對系統諧波分量的變化情況進行測量，如果出現諧振，就需要及時采取有效的措施加以解決。

3.5 挑選合適的電容器與導體

當串聯電抗器對電容器組連接之后，電容器一端的電壓就會增高，為了防止過電壓下，電容器組的長期運行出現的不利現象，需要明確電容器組額定電壓升高的情況。以往有些工程設計中并不考慮這些問題，使得電容器在過高電壓的情況下長期運行，在電容器正常運行時，不能將電容器允許的1.1倍運行裕度進行占用，如果運行不正常可能會導致端電壓多于1.1倍的額定電壓，使得電容器組退出運行。所以在選擇電容器組的額定電壓時需要有效避免這一問題的出現。

3.6 科學設計電容器組框架

在對電容器組框架進行設計時，需要對于設備的運行情況進行分析，停電之后，需要做好檢查、清理以及問題電容器的更換工作。檢查過程中可能會出現沒有對電容器框架設計進行有效的維護，框架上不能站腳，使得電容器的更換、清掃等工作開展不便。因此設計框架過程中需要保證電容器組能夠得到有效的維護與檢修。工程建設中需要減少地面的占用面積，實現分層布置，減少用地。

結語

總而言之，對變電一次設計及其無功補償設計分析是促進我國電力發展的需要，所以，通過對它們的分析，從而更好的對其進行完善，進而加快我國電力的發展。

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[3]楊琳.變電設計中無功補償裝置的設計方式探析[J].通訊世界，2014，15：118-119.

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