變電一次設計無功補償設計分析

侯富江

摘 要：我國的變電行業在電力行業占據的經濟比重逐漸增大的趨勢下獲得了快速的發展，且在近些年來對無功補償技術應用的頻率越來越高。在新形勢下人們對變電安全和變電質量關注的程度越來越高，為了滿足大量用電人群的要求就需要對變電一次進行合理化的設計，并且將無功補償技術進行合理地應用。本文將對無功補償技術進行介紹，并且分析了其在變電設備中的應用，最后對其流程進行簡單的分析。

關鍵詞：變電一次設計；無功補償設計；應用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.142

0 引言

近些年來我國的用電需求一直保持著上升的趨勢，這也就從一定程度上促進了電網和相關電力企業的發展，在新的背景下變電站無功補償技術應用的越來越多，而且這種技術已經逐漸成為了現階段我國變電流程中主要的發展方向，這樣能夠在較大程度上加強了對現有的電力資源進行調控。在近些年來的發展中無功補償技術已經形成了較為完善的應用體系并為變電站的工作提供了極大的便利。

1 無功補償的簡單介紹

無功補償主要的目的是提高電網功率因數從而達到降低供電系統中線路的損耗，這種技術能夠把感性功率與容性功率并聯之后當作轉化器進而完成能量轉化，并且進行無功功率的輸出過程中兩者能夠通過特殊的方式進行補償。而感性功率負荷主要指的是電動機以及變壓器等，而容性功率負荷主要指的是電容器，通過兩者的并聯能夠降低無功功率在電網中存在的概率，這樣就可以大幅度降低相關線路和設備由于傳遞無功功率而造成的電能損耗。

2 變電設計中的無功補償應用

（1）在電容器中的應用。無功補償技術在電容器中的應用主要是將其與電動機或者變壓器進行并聯，這樣能夠增高變電的容性負載，在這樣的前提下然后再將其功率進行輸出和吸收從而滿足變電線路中感性無功電流的要求和補償的作用。這種應用方案能夠在一定程度上降低無功補償的資金投入，在安裝過程中的操作比較簡單且具有較高的效率，能夠減少線路中無功損耗的消耗的電能，還能夠根據具體情況采取集中或者分散的配置。通過對現階段變電站中的無功補償容量資料的調查結果顯示，我國在電力系統中將電容器與電動機或者變壓器進行并聯的容量大約能占總體的百分之九十。但是在這種裝置應用的過程中節點電壓如果過低就會對無功功率的提成造成相當大的難度，這主要是由于其與線路的節點電壓的平方成正比，這種情況就會造成在電壓改變之后系統的無功補償效率降幅明顯[1]。

（2）在電抗器中的應用。將電抗器進行并聯能夠在其裝置中起到極其關鍵的作用，這種將電抗器并聯的方式可以提升系統中的感性功率并在一定程度上保持了與容性無功功率之間的均衡，能夠在系統中減輕線路和設備的負載，還可以在功率傳輸方面產生重要作用。當電力系統在負載和功率傳輸方面有著明確的要求時通過將電抗器并聯能夠在較大程度上減小感性功率。但是考慮到部分時候需要保證其要小于容性的充電功率進而使電壓得到平衡，在這種情況下就需要使用無功補償技術進行維持，如果沒有得到必要的操作電壓就會上升到一定程度進而對流程的進行產生安全威脅[2]。

（3）在調相機中的應用。無功補償技術在變電設計中應用的時間相對來說比較漫長，而在應用的前期主要是將調相機作為系統中的主要裝置，調相機的工作原理主要是結合勵磁運行的條件對無功功率的接收裝置進行了改進從而能夠使其電源發揮出相應的作用，當出現欠勵磁的狀況時進行運行的過程中能夠從系統中獲得感性功率從而達到無功補償的目的。一般情況下在這種運行模式中會加入自動化流程控制，能夠根據無功功率的大小而對裝置的電壓進行相應的調節進而確保其整個裝置的穩定性不受影響。但是考慮到其由于自身性質的原因有功的損耗一般情況下會比較大，而如果采用小容量則會大幅度增加資金投入。通過現今社會中調相機無功補償技術的應用還停留在生產過程中，相信在控制技術快速發展的社會背景下其性能也能夠相較于現在實現大幅度地改進[3]。

3 無功補償技術的流程設計

（1）設置目標。在現實生活的變電所應用無功補償技術首先需要設定相應的目標。通過實地調查研究之后的結果發現大多數變電所的功率因數相對比較低，并且負載變化的幅度和速度都處于較高的水平，再加上部分變電所中應用到的設備都是運用變頻的方式進行電力供應，這就容易出現高次諧波，從而對其大型驅動儀器運行的安全性造成了較大的威脅，根據這樣的情況需要對無功補償的目標進行設置[4]。

（2）補償手段。傳統方式下的集合式電容器在無功有效補償以及抑制諧波的方面不能產生較為明顯的效果，這主要是由于其容量在每個等級之間跳躍程度過大，不能滿足現今社會在變電所中的精細化要求。在現階段的無功補償技術應用中，可以考慮使用SVG裝置進行其容量的調節，并且在響應速度等方面的性能也能夠進行保證。

（3）補償設計要點。在進行無功補償技術的設計時首先需要提高關注程度的就是選擇合理的控制點；其次需要在較短的時間內對功率因數的增大或者減小進行識別；然后還要對無功補償裝置的靈敏性能和響應操作耗費的時間進行合理化的掌控，這樣才能保證降低高次諧波對其造成的威脅。

4 結束語

通過上述對無功補償技術的概念和應用介紹可以看出其能夠在我國電力行業和變電環節中能夠起到關鍵性的作用。現階段的補償技術設計在變電流程中主要體現在了將電容器和電抗器進行并聯提高整體系統的容性負載進行增大電網的功率因數，在這種情況下能夠大幅度降低線路中由于無功功率造成的電能損耗情況，從而對我國電力行業以及電力企業的發展提供了促進作用。

參考文獻：

[1]吳金潔.變電一次設計及無功補償設計分析[J].工程技術：全文版，2016（08）：00219.

[2]張紅麗，劉福鎖，李威.動態無功補償裝置提高多饋入直流恢復的布點方法[J].電力系統自動化，2016（05）：133-138.

[3]張海鵬，林舜江，劉明波等.低壓配電網無功補償及效益評估系統的開發和應用[J].電力系統保護與控制，2016（04）：129-136.

[4]王秀蓮，胡廣，畢大強.光伏低電壓穿越期間無功補償對差動保護靈敏度的影響分析[J].電力系統保護與控制，2016（04）：51-56.