變電一次設計及無功補償設計探析

茍娟霞 王言 王揚

1.國網白銀供電公司 甘肅白銀 730900

2.國網甘肅省檢修公司 甘肅蘭州 730000

3.國網蘭州供電公司 甘肅蘭州 730000

1 變電設計中無功補償的重要性

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，要想最大程度發揮無功補償方式，就需要做好以下環節方面的合理分配，例如，有功功率、無功功率、電流大小以及測量電壓等，并在此基礎上，合理選擇補償裝置。通過當前這種設置，可以最大程度化提高網絡的利用率，降低網絡的損耗，進而全面提高電網的質量。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[1]。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 變電設計中無功補償應用分析

2.1 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[2]。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。

2.2 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

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[3]。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。

3 無功補償技術的流程設計

3.1 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。

3.2 補償設計要點

企業進行無功補償設計時，需要科學選擇控制點，并在最短時間內識別功率因數的大小，查看無功補償裝置的靈敏程度，掌握無功補償的響應時間，從而降低高次諧波對電力系統造成的不良影響。某電力企業的工作人員為了保證輸電系統的穩定控制，提升線路電力傳輸的容量，在遠距離線路中特別安裝了SVG裝置。該裝置可以在電力系統正常工作狀態下補償線路無功功率，還能夠在系統故障狀態下提供無功調節，維護系統的穩定性，提高線路的輸電容量。SVG的控制系統采用大規模可編程邏輯陣列（FPGA）進行集中控制，（FPGA）時鐘頻率根據需要可到200MHz，內部有84個硬件DSP數字信號處理器單元，180萬邏輯門，因此擅長于進行數字信號處理。該控制系統計算能力強，響應速度快，因此可采用更的控制算法，進而大大提升SVG的性能。

4 結語

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。