變電一次設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)研究

邵阿紅

（山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城 044000）

1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)亩x與運(yùn)作原理說(shuō)明

1.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)亩x闡釋

無(wú)功補(bǔ)償即無(wú)功功率補(bǔ)償，主要對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行有效補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償可帶給供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)積極的影響，提升相應(yīng)的電力網(wǎng)絡(luò)功率因數(shù)，不僅可以進(jìn)一步降低供電變壓器設(shè)備與輸電線(xiàn)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(wú)功補(bǔ)償對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的作用和影響不容忽視。通過(guò)對(duì)相關(guān)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行科學(xué)選用，能夠有效保障整體電力供應(yīng)質(zhì)量，并降低相應(yīng)的行程損耗[1]。如果選用的裝置設(shè)施不科學(xué)、不合理，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的電壓產(chǎn)生失穩(wěn)、諧波增大等問(wèn)題，進(jìn)而影響整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行[1]。

1.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)作原理

電力網(wǎng)絡(luò)的輸出功率主要涵蓋了無(wú)功功率和有功功率。其中，無(wú)功功率無(wú)需采用直接形式進(jìn)行電能消耗，可以把電能轉(zhuǎn)化成其他類(lèi)型的能量，促使電氣設(shè)備做功[2]。同時(shí)，利用無(wú)功功率能夠使有關(guān)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的相同電能彼此轉(zhuǎn)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(jìn)行電能消耗，并把其轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、化學(xué)能以及熱能等不同能量，促使電氣設(shè)備做功。對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償，主要基于相同線(xiàn)路，運(yùn)用并聯(lián)形式使容性與感性功率負(fù)荷設(shè)備進(jìn)行有效組合，從而借助容性負(fù)荷實(shí)施無(wú)功功率的輸出，而補(bǔ)償感性負(fù)荷將無(wú)功功率當(dāng)作主要的需求。從實(shí)際應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，依靠相關(guān)的交流電力容器設(shè)備替代之前的電力網(wǎng)絡(luò)亦或相應(yīng)的變壓器裝置，從而達(dá)到供給無(wú)功功率的效果。

2 變電站一次設(shè)計(jì)需要遵循的原則

第一，應(yīng)該深入、系統(tǒng)掌握變電站相關(guān)設(shè)施的運(yùn)行狀況，其中包括相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)作時(shí)間、變電站的主接線(xiàn)方式、變電站初期階段的設(shè)計(jì)狀況等，通過(guò)合理管控初期收資情況，以變電站的運(yùn)行為依據(jù)，最終明確進(jìn)行改造與建設(shè)的方案[3]。

第二，針對(duì)全新的出線(xiàn)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(guān)線(xiàn)路的延伸方位實(shí)施科學(xué)驗(yàn)證。假如產(chǎn)生雙回路架空的問(wèn)題，基于確保有效避免線(xiàn)路形成跨越交叉的情況，需要以相關(guān)的順序予以合理布設(shè)。

第三，在嚴(yán)格遵循以上相應(yīng)規(guī)則的基礎(chǔ)上，采用集中化方式，科學(xué)鎖定不同設(shè)備的間隔方位，并且及時(shí)修復(fù)有關(guān)電氣主體的接線(xiàn)圖與整體的平面布置圖，同時(shí)依靠這種媒介的合理引導(dǎo)作用，針對(duì)增加的間隔線(xiàn)路相關(guān)參數(shù)情況進(jìn)行仔細(xì)核算與分析，其中涵蓋了變電站系統(tǒng)的阻抗、最大負(fù)荷以及母線(xiàn)的穿越功率等內(nèi)容。

3 變電一次設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償?shù)目茖W(xué)設(shè)計(jì)

3.1 確保無(wú)功補(bǔ)償方法選用的合理性

將相關(guān)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備裝設(shè)到變電站中，一方面可以提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作效率，另一方面可以增大相關(guān)電氣設(shè)施的具體功率因數(shù)，降低系統(tǒng)功率的相應(yīng)損耗。通常，將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用到變電站的方法很多，如分組、集中以及就地補(bǔ)償?shù)炔煌?lèi)型的補(bǔ)償方法。其中，就地補(bǔ)償主要針對(duì)處于變電站中擁有很大流動(dòng)的無(wú)功功率位置會(huì)裝設(shè)相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置，方法簡(jiǎn)單且方便，但因裝設(shè)較為分散化而增加了管控困難；分組補(bǔ)償主要針對(duì)位于變電站中的配電變壓器裝置進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償電容器組的安裝處理；集中補(bǔ)償則主要針對(duì)位于變電站輸配電路的高壓端進(jìn)行電容器組的安裝處理，從而降低系統(tǒng)配電線(xiàn)路中的無(wú)功功率[4]。

目前，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)利用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，由相應(yīng)的發(fā)電廠(chǎng)把電能運(yùn)輸至變電站，然后通過(guò)變電站把電能運(yùn)輸至低壓線(xiàn)路。期間很多無(wú)功功率將實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳送，所以應(yīng)該以變電站周邊作為無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備安裝的首選位置。一般，110 kV變電站能夠自動(dòng)化調(diào)控?zé)o功功率，并結(jié)合不同地區(qū)系統(tǒng)運(yùn)行情況，改進(jìn)電容器相應(yīng)的投切容量。即便處于供電高峰階段，配電線(xiàn)路也可以保持相應(yīng)的功率因數(shù)約為0.96。可見(jiàn)，將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用到變電站，應(yīng)該密切關(guān)注具體的運(yùn)作狀況，完成補(bǔ)償處理，并調(diào)節(jié)相關(guān)的變壓器裝置，保證無(wú)功補(bǔ)償達(dá)到良好的成效。

3.2 注重電容器裝置無(wú)功補(bǔ)償容量的科學(xué)設(shè)定

通過(guò)合理設(shè)置電容器裝置的無(wú)功補(bǔ)償容量，不但可以降低無(wú)功功率配電線(xiàn)路中的無(wú)功功率傳遞，而且利用減小線(xiàn)損的方式確保了供電質(zhì)量與效率，發(fā)揮了無(wú)功補(bǔ)償容量配置的良好作用[5]。電壓等級(jí)小于220 kV變壓器的低壓邊的無(wú)功補(bǔ)償處理中，第一假如負(fù)荷較小的情況，當(dāng)配電倒送無(wú)功時(shí)，易于增加功率的損耗量，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)不佳，所以應(yīng)該盡可能規(guī)避此種情況。第二，當(dāng)有關(guān)功率因數(shù)較大的時(shí)候，由單位補(bǔ)償容量所形成的降損成效不夠明顯。面對(duì)此種問(wèn)題，需要設(shè)定有關(guān)功率因數(shù)成0.96，獲得最佳的節(jié)能成效。而配置和設(shè)定無(wú)功補(bǔ)償裝置的具體容量的過(guò)程中，需要設(shè)定容量是變壓器容量的0.132倍，且將無(wú)功補(bǔ)償裝置當(dāng)成整個(gè)電力系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵節(jié)能設(shè)施，通常耗費(fèi)的資金龐大。所以，開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)工作，需要參考不同方面的因素，根據(jù)相關(guān)要求能夠欠補(bǔ)（但無(wú)法過(guò)補(bǔ)），從而有效規(guī)避無(wú)功倒流的情況發(fā)生。第三，各個(gè)組的電容器補(bǔ)償量均需要明確參考相應(yīng)的主變壓器容量，嚴(yán)禁采用平均分配的形式。

3.3 做好電抗器裝置的設(shè)計(jì)工作

針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置，并聯(lián)電抗器裝置是其不可或缺的構(gòu)成部分，旨在提升感性無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中冗余的容性無(wú)功功率的平衡處理，特別是對(duì)電力系統(tǒng)擁有較輕負(fù)荷、輸送功率小的情況，能夠產(chǎn)生良好成效[6]。所以，有關(guān)輸電線(xiàn)路相應(yīng)的感性無(wú)功功率下降，但導(dǎo)線(xiàn)中的電容性則基于使輸電線(xiàn)路形成的容性充電功率高于感性無(wú)功功率為目的，以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)中電壓的平衡[6]。只有維系系統(tǒng)無(wú)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(duì)有源濾波器裝設(shè)的力度

當(dāng)變電站進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，其中的有源濾波器裝置會(huì)形成與負(fù)序電流、諧波電流相位相反的相應(yīng)電流，造成配電線(xiàn)路內(nèi)的電流彼此消除，使得變電站線(xiàn)路中的無(wú)功電流變得更少。尤其對(duì)混合并聯(lián)的有源濾波器裝置來(lái)說(shuō)，借助其實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償處理，可以完成對(duì)過(guò)補(bǔ)償情況的彌補(bǔ)，飛速測(cè)定與感應(yīng)出變電站內(nèi)相關(guān)電氣設(shè)備形成的諧振運(yùn)動(dòng)情況，并且參考變電站具體的運(yùn)作狀況有效改進(jìn)相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償方案，實(shí)現(xiàn)APF與LC的混合，達(dá)到諧波的無(wú)功補(bǔ)償目的。

4 結(jié) 論

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