变电一次设计及无功补偿设计探析

变电一次设计及无功补偿设计探析

郭德德

瑞能工程有限公司青海西宁810000

摘要：随着城市化进程的加快，各地用电需求持续上升，这不仅推动了电力企业的发展，也为无功补偿技术的实践与应用提供发展空间。现如今，无功补偿已经成为我国变电一次设计的重要发展方向，通过无功补偿技术的应用，有利于实现电力资源的科学调控，完善变电站工作环境，为电力企业的运营提供便利条件。

关键词：变电一次设计；无功补偿；设计

1变电一次设计及无功补偿设计的重要性分析

电力系统运行时，变电站是最关键的一部分，对电力行业的发展起到重要作用，也是保证电力企业供电系统稳定运行的重要环节。变电站是电能输送与传递的重要桥梁，电气主接线也是变电站设计的首要环节，影响着后期电力系统运行时设备的选择与配电装置的分布，人们在它的作用下安装继电保护装置，推动无功补偿设计的可行性。我国地域辽阔，为了满足各地区对电能的需求，大量电能在运输中被消耗，导致各地区的能源分布不均匀。因此，电力企业开始修建变电站，方便电能更好的传输，通过无功补偿设计将电能以合理的方式输送到各个地区，满足用电户对电能的基本需求。在我国，各地已经建立变电站，电力企业通过电气线设计，保证电能良好的传输效果，降低电能传输时产生的损耗，从而实现资源的高效配置。

2无功补偿的简单介绍

无功补偿的主要目的是提高电网的功率因数，以减少供电系统中线路的损耗。该技术可以将感应功率和电容功率并联作为变换器完成能量转换，在无功功率输出过程中，两者都可以通过特殊的方式进行补偿。感应电力负荷主要指电动机和变压器，电容电力负荷主要指电容器。二者并联可降低电网中无功功率的概率，从而大大降低相关线路和设备无功功率传输造成的功率损失。

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。不仅如此，使用SVG产生指定的谐波来补偿负荷中的电流谐波，可以实现谐波补偿的目的。

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。

4.3补偿设计要点

企业进行无功补偿设计时，需要科学选择控制点，并在最短时间内识别功率因数的大小，查看无功补偿装置的灵敏程度，掌握无功补偿的响应时间，从而降低高次谐波对电力系统造成的不良影响。某电力企业的工作人员为了保证输电系统的稳定控制，提升线路电力传输的容量，在远距离线路中特别安装了SVG装置。该装置可以在电力系统正常工作状态下补偿线路无功功率，还能够在系统故障状态下提供无功调节，维护系统的稳定性，提高线路的输电容量。按照相关数据设计无功补偿控制系统。SVG的控制系统采用大规模可编程逻辑阵列（FPGA）进行集中控制，（FPGA）时钟频率根据需要可到200MHz，内部有84个硬件DSP数字信号处理器单元，180万逻辑门，因此擅长于进行数字信号处理。该控制系统计算能力强，响应速度快，因此可采用更的控制算法，进而大大提升SVG的性能。

5结论

通过对无功补偿技术的概念和应用的介绍，可以看出它可以在我国应用。中国的电力工业和变压器连接可以发挥关键作用。现阶段补偿技术该设计主要体现在电容器与电抗器的并联，以改善整个变电站过程。系统的容性负载增大了电网的功率因数，在这种情况下可以大大提高电网的功率因数。减少输电线路中无功功率造成的电力损耗，从而对我国电力行业产生影响而电力企业的发展提供了促进作用。

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