变电一次设计及无功补偿设计分析

杨 猛

南京星源电力技术咨询有限公司

变电一次设计及无功补偿设计分析

杨 猛

南京星源电力技术咨询有限公司

无功补偿指的是将感性和容性的两种功率负荷的装置通过并联的方式安装在同一线路上。当前电网结构逐渐复杂起来，无功调节的方法逐渐增多，影响也比较大，传统的对电压优化控制的方法与当前的电力系统需要是无法相适应的，因此需要使用有效的方法和策略实现变电站的无功补偿。为此本文首先分析了一次设计和无功补偿设计的重要意义，对其设计原则进行阐述，最后探讨了无功补偿设计措施，旨在为相关工作提供参考。

变电站；一次设计；无功补偿；设计分析；

1、变电的一次性设计和无功补偿设计研究的重要性

变电站综合自动化技术正受到人们的高度关注，这一技术的应用使得我国的电网功能趋向多样化，这项技术正逐步被电力行业巨头运用到实际的电网建设中，成为我国经济发展发展过程中的关键的一环。我国经济以及社会的繁荣进步和电力行业的提升是密不可分的。进一步发展电力行业，不单单会成为推动我国国家经济安全发展的动力源泉，也会成为稳定社会秩序和广大人民群众日常生活的根本保障。另一方面，在变电站的整个运作过程中，变电站设计的首个环节就是电气主接线，同时它也是电力系统基础建设的关键构成因素之一。电气主接线的设定已经关系到全部电力系统配电装置的分配布置以及电气设备的选择，还涉及保护继电和确定自动装置等功能的运作，这些因素使电气主接线成为变电站投入电气部分资金多少的决策关键。所以，研究探讨变电一次设计和无功补偿设计的存在的合理性和可行性，有着重要的意义。

2、变电站一次设计原则

具体来讲，在设计环节中需要主动贯彻以下规范原则：

2.1 需了解变电站设备的运行情况、运行年限、主接线方式、变电站的前期设计情况，做好有效的前期情况收资，并根据变电站的运行现状及供电负荷情况确定改扩建的相关内容。

2.2 对新增出线间隔的实际位置，需要联合变电站实际间隔具体规划位置和线路延展路径，进行综合化校验认证，当其中存在双回路架空出现的状况时，为了顺利规避线路跨越交叉结果，则可以依照顺序加以布置。

2.3 联合上述规范守则，进行各设备间隔位置集中化锁定，同步做好电气主体接线图和总体平面布置图等资料的修缮工作，希望在此类媒介精确化指导前提下，细致化核算新增间隔线路一切有关的参数，包括最大负荷、变电站系统阻抗，和母线穿越功率等。

3、电力变电设计中的无功补偿技术

3.1 装置选择

无功出力会受到静止无功补偿器和发生器的快速调整，能够对负荷快速变化而出现的波动和闪变的电压进行有效的限制，使得电压质量得到优化，保证在干扰情况下，电力系统依旧能够稳定运行，与此同时，需要对比经济技术水平以及补偿目标的控制情况挑选合适的静止无功补偿器以及发生器，常见的无功缺额的情况，应该使用可以分组投切的并联电容器和电抗器。输电系统中，依据系统电压的稳定以及抑制系统振荡的实际需要，需要使用响应速度较快的静止无功补偿器和发生器。由于经济因素的影响，应使用混合型的安装。实现动态的补偿容量。

3.2 装置的安装

变电站中，一般主变压器的低压一面是用作对输电线路充电功率补偿的并联电抗器，如果有需要也可以将其安装在高压侧。如果在高压侧设置并联电抗器，成本投资会比较大，并且不会跟随负荷变化出现比较频繁的投切。不能对低压侧的电压进行有效的控制，所以需要将电抗器首先安装在主变压器的低压侧。但是如果补偿的容量比较大，电抗器安装在低压一面会影响向负荷供电，就需要安装在高压一面。有调查显示，我国的变电站并联电容器一般是安装在低压侧的。在主变压器的主负荷侧安装并联电容器，能够实现良好的无动补偿效果。

3.3 补偿容量

通常情况下，变电站并联电抗器组之所以进行补偿就是为了要对电缆线路充电功率进行有效的补偿，并联电抗器补偿的总量应超过线路充电功率总和的100%。变电站运行之初，负荷比较少，尤其是最小负荷运行中，输送容量不多，这时并联电抗器需要的量是最大的，会影响变电站安装电抗器的总体容量。

3.4 科学进行分组装置

谐振是谐波严重程度的极限状态，会使得电容器出现过载情况，导致电容器出现异常振动、声音等，外壳出现变形，甚至损坏。为了避开谐振点，设计电容器时就需要对系统谐波的含量进行科学的测量与分析，结合电抗率进行优化配置，计算谐振容量，分组容量不能与谐振容量相撞。正式投入使用时，需要对投切进行试验，对系统谐波分量的变化情况进行测量，如果出现谐振，就需要及时采取有效的措施加以解决。

3.5 挑选合适的电容器与导体

当串联电抗器对电容器组连接之后，电容器一端的电压就会增高，为了防止过电压下，电容器组的长期运行出现的不利现象，需要明确电容器组额定电压升高的情况。以往有些工程设计中并不考虑这些问题，使得电容器在过高电压的情况下长期运行，在电容器正常运行时，不能将电容器允许的1.1倍运行裕度进行占用，如果运行不正常可能会导致端电压多于1.1倍的额定电压，使得电容器组退出运行。所以在选择电容器组的额定电压时需要有效避免这一问题的出现。

3.6 科学设计电容器组框架

在对电容器组框架进行设计时，需要对于设备的运行情况进行分析，停电之后，需要做好检查、清理以及问题电容器的更换工作。检查过程中可能会出现没有对电容器框架设计进行有效的维护，框架上不能站脚，使得电容器的更换、清扫等工作开展不便。因此设计框架过程中需要保证电容器组能够得到有效的维护与检修。工程建设中需要减少地面的占用面积，实现分层布置，减少用地。

结语

总而言之，对变电一次设计及其无功补偿设计分析是促进我国电力发展的需要，所以，通过对它们的分析，从而更好的对其进行完善，进而加快我国电力的发展。

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[3]杨琳.变电设计中无功补偿装置的设计方式探析[J].通讯世界，2014，15：118-119.

[4]李新龙.基于变电设计中的无功补偿分析[J].科技与企业，2014，18：179.