变电一次设计及无功补偿设计探析

韩宏业

摘    要：一直以来，变电行业在国家电力行业中占据重要的地位，随着无功补偿技术的发展，人们对变电安全问题加深了研究。基于此，本文以变电一次设计与无功补偿设计作为研究对象，探究设计的重要性，分析变电设计中无功补偿的实践与应用，科学设置无功补偿技术的设置目标，创新补偿手段，提高补偿技术水平。

关键词：变电一次设计;无功补偿;电容器;

1变电一次设计及无功补偿设计的重要性分析

基于变电设计中的无功补偿来讲，其主要目的在于减少电压损耗。在实际的设计工作中，通过进行局部补偿，不但可以对供电环境进行全面改善，而且还有助于提高供电的质量。在变电设计过程中，要想最大程度化发挥无功补偿方式，就需要做好以下环节方面的合理分配，在实际的使用过程中，如若出现使用方式不当，则可能影响着整个供电系统，同时对谐波和电压波动造成影响。变压设计中无功补偿重要性，通常主要体现以下几点内容：其一，在进行供电时，不但可以提高输电线路与供电设备电能的利用率，降低电能损耗，而且还有助于保证设备供电能力得到提升，这样就会节约成本，实现经济效益的最大化。其二，在实际的供电过程中，通过无功补偿的运用，能降低生活用电、工业用电的消耗，节约成本方面的开支，对电网企业的发展发挥着重要的作用。总而言之，无功补偿在变电设计中的运用，成功解决了传统供电存在的问题，克服了传统供电存在的弊端，同时还有助于降低电力企业的成本，对国内电力事业的发展具有重要的意义。

2无功补偿概述

2.1无功补偿的方式

基于理论方面的视角下，无功补偿方式主要根据实际需要而进行相应的补偿，以此来实现整个供电系统不存在无功电流。从国内电网建设的实际情况而言，这种无功补偿方式仍然存在一定的弊端，无法完全得到实现。在供电系统中，仍然存在诸多环节进行无功运行，例如变压器、输电线路、电气设备等。对这些元件无功运行提出的要求，上述无功补偿方式无法满足其要求。基于当前无功补偿方式来讲，无功欠补与无功过补是最为常见的补偿方式，这对电网具有重要的影响。

2.2无功补偿的基本原理

电网在实际的运行过程中，往往输出无功功率和有功功率。其中有功功率直接消耗了电能，实现能量间的相互转换。而无功功率不会对外做功，并且不会对电能进行消耗，以此来进行电场与磁场之间的相互转换，实现电能之间的相互转换。提供足够的能量，为电气设备运行所需。当前这种能量存在一定的周期性，与电能实现周期性转换，对电网输出发挥着重要的作用。对具体的实施方式来讲，主要将感性功率负荷与容性功率负荷的装置进行并联，以保证能力在两种负荷间实现转换。而容性负荷输出的无功功率可为感性负荷提供所需要的无功功率补偿。此外，无功补偿实质上将原有电网或者变压器提供的无功功率转化为交流电力电容器来提供。

3变电设计中无功补偿应用分析

3.1在电容器中的应用

将无功补偿技术应用于电容器中，可以将电容器与变压器并联，提高变电容性负载。这样做可以让电容器的功率输出与吸收满足变电设计需求，对变电线路内无功电流起到良好的补偿作用。想要将无功补偿设计在电容器内成功应用，要求电力企业加大对变电设计的投入，降低无功补偿装置的资金投入，安装时规范操作步骤，减少线路内无功损耗产生的电能，并通过分散或集中装置将损耗的电能进行合理安排。我国电力系统运行中，电容器与变压器并联后，容量占整体的90%，如果装置应用时节点电压较低，就会影响无功功率的顺利提升。因此，为了提升无功补偿的效率，电力人员需要做好系统电压的调控，科学控制线路节点处的电压。

3.2在电抗器中的应用

将电抗器并联设置，有利于提高电力系统的感性功率，保证感性功率与无功功率的平衡，降低无功功率通过电力系统的负荷，提高功率传输效率。如果电力系统在负载方面有明确要求，人们可以使用电抗器，应用其无功补偿设计降低感性功率的产生，并保证充电功率与电压之间的平衡，使无功补偿设计实现技术上的平衡。因此，将无功补偿技术应用于电抗器中，有利于提高电压的稳定性，防止电压对系统造成安全隐患。

3.3在调相机中的应用

将无功补偿技术应用于调相机中，使变电设计更加科学合理。前期应用时，调相机是电力系统的主要装置，按照励磁运行原理对无功功率接受装置加以改进，从发使电源发挥作用。如果励磁不足，在无功补偿技术的应用下，装置可以从电力系统中得到感性功率，从而实现无功补偿的作用。正常情况下，人们在这种模式中加入自动化控制，根据当前无功功率的大小对装置电压进行调节，从而保证装置运行的稳定性。但是出于装置自身性质的原因，有功损耗比较大，如果使用小容量装置将会不利于企业成本控制，因此在调相机中应用无功补偿技术还需要进一步研究。

4无功补偿技术的流程设计

4.1设置目标

现如今，各地区变电所开始广泛应用无功补偿技术，并通过设置技术实施目标强化无功补偿技术的流程设计。电力企业通过对各地区的实地调查，发现很多变电站功率因数比较低，负载变化幅度较大，部分变电站内使用的设备都以变频方式为主，实现电力的有效供应。虽然这样做可以满足该地区用电户对电能的需求，但是长时间应用下会出现高次谐波，影响驱动仪器运行的稳定性，甚至给电力系统带来安全隐患。因此，要求电力企业对无功补偿目标加以设备，保证无功补偿设计符合变电设计需求。

SVG是新一代动态无功补偿与谐波治理领域的技术代表。SVG动态无功补偿的主电路包含控制系统、电抗器与IGBT功率变换器，SVG可以对功率变换器加以控制，通过对功率变换器的有效调节输出电压，进而调节电抗器中的电流，使SVG动态无功补偿发出满足要求的无功电流，实现无功补偿的目的。

4.2补偿手段

在过去，人们使用集合式电容器进行无功补偿，从而抑制谐波产生的不良影响。但是这种补偿手段的效果并不明显，谐波没有得到高效抑制，不同等级之间，电容器容量跳跃程度较大，变电站无法实现精细化管理。现如今，电力企业开始使用无功补偿技术，通过SVG装置调节电容器的容量，从而使电容器的响应速度符合无功补偿的性能需求。

某电力企业在应用无功补偿技术时，使用的是SVG动态无功补偿，对电力系统的功率因数进行动态补偿，降低线路损耗，从而达到节能降耗的效果。无论是整流设备，还是异步电动机，都会导致配电系统产生大量负荷，系统运行时消耗大量无功，增加线路上的损耗，不利于电压质量的提升，进而加大了电费支出，增加了变压器的损耗，不利于降低企业生产成本。应用SVG动态无功补偿后，SVG可以随着负荷无功的变化实现动态无功补偿，降低线路损耗，提高供电设备利用效率。不仅如此，SVG可以实现谐波的动态补偿，改善电能质量。

5总结

总而言之，分析无功补偿技术在变电设计中的应用，可见我国电力企业变电站建设的发展方向，了解无功补偿在变电环节中的关键性作用。将无功补偿技术应用于电容器、电抗器中，通过并聯的方式有利于提高电力系统的容性负载，从而增加电网功率因数，保持电网运行的安全性与稳定性。

参考文献

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