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

胡明

国网山东省电力公司日照供电公司 山东日照 276800

【摘要】为了实现电力资源的合理分配，降低网损，提高网络质量，必须进行合理的无功补偿。因此，本文首先对无功补偿的定义、工作原理进行了阐述，然后对一次设计无功补偿原理进行了研究，最后给出了一次设计无功补偿的设计方法。据此为了更好地促进我国电力工业的发展提供建议。

关键词：变电一次设计；无功补偿；设计

0.引言

现阶段，电力工业的不断发展和进步，改变了经济社会发展的方式。信息化和数字化技术的应用，提高了电力工业的自动化控制水平，有效地降低了用电量，满足了社会和人们对地面电力的需求，保证了充足的供电，减少了检修后的用电量。超负荷能力可以提高供电效率。随着电力的深度利用，在现阶段，提高电力系统无功补偿水平对于中国经济的发展具有重要意义。本文通过分析，希望能对无功补偿技术的改进和完善提供有效的帮助，并提出一些与读者产生共鸣的建议。

1.变电一次设计中无功补偿设计概述

1.1重要性及定义阐述

变电站综合自动化技术越来越受到人们的重视，推动了我国电网功能的不断完善。无功补偿技术的主要作用是，将感应功率与容差功率并联作为转换器，再进行能量转换，在实现无功输出的同时，实现两种补偿方式的通用。本文针对无功补偿设计和一次转换设计在实际应用中存在的一些漏洞，提出了相应的改进措施，以进一步推动我国电力系统的全面进步，并提出了相应的改进方案。变电站作为电力系统的重要组成部分，具有不可替代的作用。当前，在电气主接线的设置阶段，应进行电气设备的选择和电气系统的配电配置，并注意功能操作，如自动装置的选择和继电保护。总体而言，一次无功补偿和功率转换的设计应确保其存在的可行性和合理性。

1.2无功补偿的运作原理

电力系统输出功率主要由无功和有功两部分组成。无功功率并不直接消耗电能，而是将电能转换成其它形式的能，从而促进电力设备的正常运行。与此同时，在相关电网系统中，无功功率的使用可转换成相同的功率；而有功功率则可直接消耗电能，转化成机械能、化学能和热能。对于无功补偿，主要是以同一电路为基础，采用并行方式，有效地实现了容性与感性负荷设备的有效结合，从而实现无功功率的输出。事实上，还可以通过依靠相关的变电站设备取代原有的电网或依靠相应的变电站设备实现无功供电。

2.变电站进行电气一次设计方面的原则

一般情况下，变电站电气一次设计因其特殊性，首先要重视安全可靠性，才能保证可持续发展。根据具体的实际分析需要，选择最科学、合理的设计方案。鉴于变电所自身的特点，在确定其工作原理时应体现一定程度的特殊性。关键点在于（1）主配线的设计，必须安全可靠，模块之间必须紧密连接，实现无缝连接。（2）设计标准要整体统一，避免施工过程中不同标准会带来的安全隐患。（3）供电企业的经济效益应体现在设计的原则中。一是要考虑供电企业的经济往来，二是要考虑供电企业的可持续发展。三是我国地域辽阔，各地面临的自然环境也不尽相同。所以设计规划要区别对待，在设计规划和规模上要充分考虑当地的需要。另外，变电所的设计要与周围环境相适应。

3.变电一次设计中无功补偿的科学设计

3.1保证无功补偿方法选用的合理性

将相关无功补偿装置安装到变电所，一方面能提高整个系统的运行效率，另一方面能提高相关电力设施的具体功率因数，减少相应的系统损耗。一般情况下，变电站可采用多种方式进行无功补偿，如分组、集中和就地补偿。其中就地补补偿，主要用于变电站无功较功率流动较大时，安装相应的无功补偿装置。这种方法简单、方便，但是安装比较分散，控制难度大。分组补偿装置主要用于变电站配变设备中无功补偿电容器组的安装与处理。对变电站输配电线路高压侧电容器组的安装与处理进行集中补偿，可减少系统配电线路的无功补偿。

3.2谨慎选择变电站电气一次设备

变电站电气一次设备的选型应首先考虑主电路、短路电流和电网负荷。综合比较电气一次设备的使用要求与实际需要，最后选择电气一次设备的选型形式。这和电源系统的要求并无多大差别。在变电站正常运行过程中，电气初级设备的选型既能保证电气设备的稳定与安全，又能保证变电站因运行突然失效而引起的各种电气设备的动稳定、热稳定性能的损伤。变电站电气一次设备的选择与计算是密不可分的。计算数据与变电站电气初级设备安装位置三相短路变化有关，进而影响检测变电站开关电气断流能力的检测结果。

3.3科学设定电容器装置无功补偿容量

合理地设置电容器的无功补偿容量，不仅能减少配电网中无功的传输，而且能有效地降低线损，保证电能质量和效率，在无功分配中起到很好的作用。当电压等级低于220 kV时进行无功补偿时，（1）如果负载较小，配电网络使无功功率倒转时，容易增加电力损耗，经济效果不佳。所以，应该尽可能地避免此种情况。（2）当相关功率因数较大时，补偿单元的容量对降低损耗的作用不明显；针对这一问题，需要将相关功率因数设为0.96才能达到最佳的节能效果。（3）在配置和安装特定容量的无功补偿装置时，其所需安装的容量为变压器容量的0.132倍，并将其作为重要的节能装置来使用。在进行相关设计工作时，有必要参考各种因素，根据有关要求对不足进行补偿(而不是过度赔偿)，以便有效地预防违规行为。（4）各单元必须明确参照相应的主变容量进行补偿，并严格禁止采用平均分配的方式。

3.4关于防雷设计和照明设计

一般情况下，变电所电气设计应采用避雷针安装方式，避免直接雷击。为了保证变电站的安全和直接雷击，变电站的辅助设备也应该接地。目前我们使用ATP-EMTM计算过压。雷击入侵设备的管路会产生过高电压。通过对该电压的计算，经过研究，选择了合理的防雷装置，达到了防雷效果。此外，为了使变电所的维修工作更有效、更方便，照明设计应被重视。应急通道内应安装应急照明系统，以便在发生事故时，相关维修人员可在停电后尽快进行维修和排除故障。

3.5做好电抗器装置的设计工作

并联电抗器是无功补偿装置中不可缺少的部件，旨在提高感性无功补偿能力，尤其是在负载情况下，实现对多余电容无功补偿能力的均衡处理。当系统输出功率较小、拥有较轻负荷时，效果较好。相应地，相关传输线的感性无功功率会降低，而导线电容的基础是形成比感应无功功率大得多的电容充电功率，从而实现系统电压平衡。因此，在电力系统中，只有保持无功功率的平衡，才能有效地防止电压升高。

4.结束语

变电一次设计和无功补偿进行设计是一个较为复杂的工程，在整个电力系统中占有重要地位。在具体的设计过程中，必须保证设计的科学性，才能保证供电安全。所以，要想使变电站经济效益最大化，提高系统能耗安全，就必须做好电力设备布线及主要部件的设计。

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