浅析变电一次设计及无功补偿设计

浅析变电一次设计及无功补偿设计

邹浩1刘焕聚2孙庆森3

（1.国网山东省电力公司泰安供电公司山东省泰安市271000；

2.国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市271200；

3.国网山东省电力公司泰安供电公司山东省泰安市271000）

摘要：电力工业是我国国民经济发展过程中最为重要的基础能源产业，与此同时，也是我国国民经济的第一基础产业。电力工业是我国一种先进的生产力和基础产业，电力行业对于促进我国经济的发展和社会的进步有重要的作用，并且，电力行业的发展也与我国经济社会的发展息息相关。电力行业的发展不仅仅是我国国家经济安全的重要战略问题，也是影响我国人民日常生活与社会和谐稳定的关键因素。

关键词：变电一次；无功补偿；设计

所谓的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。所以可以将两种负荷装置视为一种能量的转换器，可以完成两者的能量之间的相互转换，它们输出的无功功率也可以实现互相补偿。将这种技术应用到变电设计中，具体而言就是把原来是变压器或者电网输出的无功功率转换成交流电力容器来进行输出。无论是工业亦或是民用负荷，大部分情况下是感性负荷功率，且几乎所有的电感负载都需要很多的无功功率来进行补偿，而有两种方式可以提供无功功率，即输电系统以及补偿电容器。

一、无功补偿的基本概念

所谓的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。所以可以将两种负荷装置视为一种能量的转换器，可以完成两者的能量之间的相互转换，它们输出的无功功率也可以实现互相补偿。将这种技术应用到变电设计中，具体而言就是把原来是变压器或者电网输出的无功功率转换成交流电力容器来进行输出。无论是工业亦或是民用负荷，大部分情况下是感性负荷功率，且几乎所有的电感负载都需要很多的无功功率来进行补偿，而有两种方式可以提供无功功率，即输电系统以及补偿电容器。如果利用输电系统，则在设计输电系统的时候就需要综合考虑无功功率和有功功率。然而利用输电系统实施无功功率传输，输电线路以及变压器的损耗会有明显提升，从而使得系统的经济效益降低。如果使用补偿电容器，就可以减少损耗。无功传输并不是说功率传输无用，恰恰相反，它具有非常大的用处。

二、变电一次设计的基本内容

2.1变电站的选择地址

我国国土幅员辽阔，我国在进行电能的传输和运送过程中要充分的考虑到这一点，只有在考虑到输电距离这一前提下，才可以更好的选择我国变电站应该建立的地址，最简单地来说，一般输电线路距离可以直接影响到变电站的投资费用。当然了，用电需求才是根本，政府的区域规划，对建立变电站有指导意义，确保其可行性。只有将变电站建立在可以辐射最大范围的区域才可以更好的节约输电成本，减少电能在传输过程中的损耗量，进而更好的节约我国的能源资源，节约投资成本，实现节能、经济、高效。

2.2设计好电气主接线的方法

电气主接线图的绘制这项工作，是变电站建造过程以及变电一次设计工作过程当中，最主要的任务之一，它也是变电站当中电气部分最主要的构成部分。电气主接线的设计要依据系统报告，而进线、出线的回路数，主变的容量这些是最先确定的。电气主接线的设计关系到整个电力系统运行的稳定性和安全性，此外它还影响到自动装置、继电保护、配电装置布置、拟定的电气设备选择等方面，各个要素缺一不可。

2.3变电站中主接线在设计和应用的过程中应注意的原则

在电能的运输过程中，主接线起着极为重要的作用，它的应用和质量的好坏会严重的影响我国电能在运输过程中的可靠性和安全性，以及在电能运输过程中可能创造的经济效益的大小。在进行电气主接线在设计的过程中应当要充分地考虑到在具体的运行的过程中可以充分地满足用电区域电力系统运行的可靠性和稳定性，还要能够满足我国经济调度的要求，只有这样才可以确保在运行的过程中做到万无一失，并且，还可以更好的保证该变电站的主接线可以在第一次的设计和运行过程中就满足用电区域的要求。

2.4变电站电气平面布置图设计注意事项

变电站设计中，除了电气主接线图，另外一个最主要的构成部分就是电气平面布置图。电气平面布置图主要就是根据用电需求，考虑合理性与安全性进行的设备排布。合理性即根据设备的一般参考尺寸进行布置，不管户内户外都在一定的范围内，毕竟场地是有限的。而安全性主要考虑设备检修的安全距离，如柜前柜后维护通道等，这个就要求设计人员熟读设计规范，也要在工作中总结经验。最后，待设备招标完成后，根据厂家资料，完善设备排布。变电站的组成设备涉及内容很多，考虑问题也要很全面，也要与其他专业如“二次设计、土建设计”交流配合，一般电气平面布置图出来后，整个变电站就基本可以直观地展现了。

2.5其他部分

变电站一次设计，除了电气主接线图，电气平面布置图，其余就是一些设备配置图纸，设备平、断面图等。配电设备的图纸按不同电压等级分册出版。照明、防雷接地等也是重要的组成部分，需结合平面布置进行。这部分的工程量很大，细致是第一要素。

三、电力变电设计中的无功补偿技术

3.1电容器

无功补偿在变电站的设计中是不可缺少的一部分。无功补偿中电容器的运用其工作原理就是将电容器并联在系统当中以提升系统的容性负载，进而再向系统输出或者吸收容性功率，完成感性负荷以及线路对于感性无功功率的需求，最终实现无功补偿的作用。利用电容器来实现无功补偿具备一系列的优点，比如一次性投资以及运行费用较少，安装调试便捷，效率高，损耗低，不仅可以集中使用，也可以分散装设。

3.2调相机

同步调相机是最早把无功补偿运用到设备中的，其工作的原理与空载运作的同步电动机相似，即利用励磁运行的作用使得系统接收到无功功率，进而使得无功电源发挥作用；如果在欠励磁的情况下运行，系统便会把感性功率传输给它，从而发挥无功负荷的效果。针对励磁的运行在这种装置中会安装自动调节装置，使得同步调相机能够按照该装置产生的电压对吸收或者输出的无功功率作出相应的改变，通过调节电压来确保系统的稳定性。

3.3电抗器

并联电抗器在无功补偿装置中是非常重要的组成部分，其最大的优势在于能够通过增加感性无功功率，从而实现对电力系统中冗余的容性无功功率的平衡，对于电力系统轻负荷、输送功率小具有很好的效果。因此，不管是在电力系统的早期还是还是在电力系统的后期都显得十分重要。如果电力系统出现轻负荷、输送功率小的情况，就会使得输电线路中的感性无功功率降低，然而导线中的电容性作用是保证输电线路产生的容性充电功率超过感性无功功率，为了确保系统电压水平得以平衡，就必须维持系统的无功平衡，否则便会使得电力系统的电压增大，严重威胁着系统运行的安全性。这在设计进行时也需结合其他实施过的工程进行分析。

结语

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，而且是其非常重要的组成部分。所以，通过对他们的分析，从而更好的对其进行完善，进而加快我国电力的发展。本文对我国变电一次设计以及无功补偿设计进行了分析，并且根据我国电力系统中存在的问题，有根据性的提出了相关的建议和意见，希望可以更好的促进我国电力行业的发展，从而可以更好的稳定国计民生。

参考文献：

[1]肖冠军.变电站设计中的电压调整与无功补偿[J].建筑电气，2008.

[2]王林.简析变电设计中无功补偿装置的设计方式[J].科技展望，2015.