變電一次設計及無功補償設計探析

韓宏業

摘? ? 要：一直以來，變電行業在國家電力行業中占據重要的地位，隨著無功補償技術的發展，人們對變電安全問題加深了研究。基于此，本文以變電一次設計與無功補償設計作為研究對象，探究設計的重要性，分析變電設計中無功補償的實踐與應用，科學設置無功補償技術的設置目標，創新補償手段，提高補償技術水平。

關鍵詞：變電一次設計;無功補償;電容器;

1變電一次設計及無功補償設計的重要性分析

基于變電設計中的無功補償來講，其主要目的在于減少電壓損耗。在實際的設計工作中，通過進行局部補償，不但可以對供電環境進行全面改善，而且還有助于提高供電的質量。在變電設計過程中，要想最大程度化發揮無功補償方式，就需要做好以下環節方面的合理分配，在實際的使用過程中，如若出現使用方式不當，則可能影響著整個供電系統，同時對諧波和電壓波動造成影響。變壓設計中無功補償重要性，通常主要體現以下幾點內容：其一，在進行供電時，不但可以提高輸電線路與供電設備電能的利用率，降低電能損耗，而且還有助于保證設備供電能力得到提升，這樣就會節約成本，實現經濟效益的最大化。其二，在實際的供電過程中，通過無功補償的運用，能降低生活用電、工業用電的消耗，節約成本方面的開支，對電網企業的發展發揮著重要的作用。總而言之，無功補償在變電設計中的運用，成功解決了傳統供電存在的問題，克服了傳統供電存在的弊端，同時還有助于降低電力企業的成本，對國內電力事業的發展具有重要的意義。

2無功補償概述

2.1無功補償的方式

基于理論方面的視角下，無功補償方式主要根據實際需要而進行相應的補償，以此來實現整個供電系統不存在無功電流。從國內電網建設的實際情況而言，這種無功補償方式仍然存在一定的弊端，無法完全得到實現。在供電系統中，仍然存在諸多環節進行無功運行，例如變壓器、輸電線路、電氣設備等。對這些元件無功運行提出的要求，上述無功補償方式無法滿足其要求。基于當前無功補償方式來講，無功欠補與無功過補是最為常見的補償方式，這對電網具有重要的影響。

2.2無功補償的基本原理

電網在實際的運行過程中，往往輸出無功功率和有功功率。其中有功功率直接消耗了電能，實現能量間的相互轉換。而無功功率不會對外做功，并且不會對電能進行消耗，以此來進行電場與磁場之間的相互轉換，實現電能之間的相互轉換。提供足夠的能量，為電氣設備運行所需。當前這種能量存在一定的周期性，與電能實現周期性轉換，對電網輸出發揮著重要的作用。對具體的實施方式來講，主要將感性功率負荷與容性功率負荷的裝置進行并聯，以保證能力在兩種負荷間實現轉換。而容性負荷輸出的無功功率可為感性負荷提供所需要的無功功率補償。此外，無功補償實質上將原有電網或者變壓器提供的無功功率轉化為交流電力電容器來提供。

3變電設計中無功補償應用分析

3.1在電容器中的應用

將無功補償技術應用于電容器中，可以將電容器與變壓器并聯，提高變電容性負載。這樣做可以讓電容器的功率輸出與吸收滿足變電設計需求，對變電線路內無功電流起到良好的補償作用。想要將無功補償設計在電容器內成功應用，要求電力企業加大對變電設計的投入，降低無功補償裝置的資金投入，安裝時規范操作步驟，減少線路內無功損耗產生的電能，并通過分散或集中裝置將損耗的電能進行合理安排。我國電力系統運行中，電容器與變壓器并聯后，容量占整體的90%，如果裝置應用時節點電壓較低，就會影響無功功率的順利提升。因此，為了提升無功補償的效率，電力人員需要做好系統電壓的調控，科學控制線路節點處的電壓。

3.2在電抗器中的應用

將電抗器并聯設置，有利于提高電力系統的感性功率，保證感性功率與無功功率的平衡，降低無功功率通過電力系統的負荷，提高功率傳輸效率。如果電力系統在負載方面有明確要求，人們可以使用電抗器，應用其無功補償設計降低感性功率的產生，并保證充電功率與電壓之間的平衡，使無功補償設計實現技術上的平衡。因此，將無功補償技術應用于電抗器中，有利于提高電壓的穩定性，防止電壓對系統造成安全隱患。

3.3在調相機中的應用

將無功補償技術應用于調相機中，使變電設計更加科學合理。前期應用時，調相機是電力系統的主要裝置，按照勵磁運行原理對無功功率接受裝置加以改進，從發使電源發揮作用。如果勵磁不足，在無功補償技術的應用下，裝置可以從電力系統中得到感性功率，從而實現無功補償的作用。正常情況下，人們在這種模式中加入自動化控制，根據當前無功功率的大小對裝置電壓進行調節，從而保證裝置運行的穩定性。但是出于裝置自身性質的原因，有功損耗比較大，如果使用小容量裝置將會不利于企業成本控制，因此在調相機中應用無功補償技術還需要進一步研究。

4無功補償技術的流程設計

4.1設置目標

現如今，各地區變電所開始廣泛應用無功補償技術，并通過設置技術實施目標強化無功補償技術的流程設計。電力企業通過對各地區的實地調查，發現很多變電站功率因數比較低，負載變化幅度較大，部分變電站內使用的設備都以變頻方式為主，實現電力的有效供應。雖然這樣做可以滿足該地區用電戶對電能的需求，但是長時間應用下會出現高次諧波，影響驅動儀器運行的穩定性，甚至給電力系統帶來安全隱患。因此，要求電力企業對無功補償目標加以設備，保證無功補償設計符合變電設計需求。

SVG是新一代動態無功補償與諧波治理領域的技術代表。SVG動態無功補償的主電路包含控制系統、電抗器與IGBT功率變換器，SVG可以對功率變換器加以控制，通過對功率變換器的有效調節輸出電壓，進而調節電抗器中的電流，使SVG動態無功補償發出滿足要求的無功電流，實現無功補償的目的。

4.2補償手段

在過去，人們使用集合式電容器進行無功補償，從而抑制諧波產生的不良影響。但是這種補償手段的效果并不明顯，諧波沒有得到高效抑制，不同等級之間，電容器容量跳躍程度較大，變電站無法實現精細化管理。現如今，電力企業開始使用無功補償技術，通過SVG裝置調節電容器的容量，從而使電容器的響應速度符合無功補償的性能需求。

某電力企業在應用無功補償技術時，使用的是SVG動態無功補償，對電力系統的功率因數進行動態補償，降低線路損耗，從而達到節能降耗的效果。無論是整流設備，還是異步電動機，都會導致配電系統產生大量負荷，系統運行時消耗大量無功，增加線路上的損耗，不利于電壓質量的提升，進而加大了電費支出，增加了變壓器的損耗，不利于降低企業生產成本。應用SVG動態無功補償后，SVG可以隨著負荷無功的變化實現動態無功補償，降低線路損耗，提高供電設備利用效率。不僅如此，SVG可以實現諧波的動態補償，改善電能質量。

5總結

總而言之，分析無功補償技術在變電設計中的應用，可見我國電力企業變電站建設的發展方向，了解無功補償在變電環節中的關鍵性作用。將無功補償技術應用于電容器、電抗器中，通過并聯的方式有利于提高電力系統的容性負載，從而增加電網功率因數，保持電網運行的安全性與穩定性。

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