变电一次设计中无功补偿设计研究

邵阿红

（山西水利职业技术学院，山西 运城 044000）

1 无功补偿的定义与运作原理说明

1.1 无功补偿的定义阐释

无功补偿即无功功率补偿，主要对无功功率进行有效补偿。无功补偿可带给供电网络系统积极的影响，提升相应的电力网络功率因数，不仅可以进一步降低供电变压器设备与输电线路的能耗，而且可以提升具体的供电效率，为广大民众创建更加便利、良好的用电环境。因此，无功补偿对电力系统运行产生的作用和影响不容忽视。通过对相关无功补偿装置进行科学选用，能够有效保障整体电力供应质量，并降低相应的行程损耗[1]。如果选用的装置设施不科学、不合理，会导致电力系统网络的电压产生失稳、谐波增大等问题，进而影响整个电网的安全运行[1]。

1.2 无功补偿的运作原理

电力网络的输出功率主要涵盖了无功功率和有功功率。其中，无功功率无需采用直接形式进行电能消耗，可以把电能转化成其他类型的能量，促使电气设备做功[2]。同时，利用无功功率能够使有关电力网络系统内的相同电能彼此转换，凸显出一定的规律性特征；而有功功率采用直接形式进行电能消耗，并把其转化成机械能、化学能以及热能等不同能量，促使电气设备做功。对于无功补偿，主要基于相同线路，运用并联形式使容性与感性功率负荷设备进行有效组合，从而借助容性负荷实施无功功率的输出，而补偿感性负荷将无功功率当作主要的需求。从实际应用角度来说，依靠相关的交流电力容器设备替代之前的电力网络亦或相应的变压器装置，从而达到供给无功功率的效果。

2 变电站一次设计需要遵循的原则

第一，应该深入、系统掌握变电站相关设施的运行状况，其中包括相关设备的实际运作时间、变电站的主接线方式、变电站初期阶段的设计状况等，通过合理管控初期收资情况，以变电站的运行为依据，最终明确进行改造与建设的方案[3]。

第二，针对全新的出线间隔的具体方位情况，有效参考变电站的具体间隔规划与相关线路的延伸方位实施科学验证。假如产生双回路架空的问题，基于确保有效避免线路形成跨越交叉的情况，需要以相关的顺序予以合理布设。

第三，在严格遵循以上相应规则的基础上，采用集中化方式，科学锁定不同设备的间隔方位，并且及时修复有关电气主体的接线图与整体的平面布置图，同时依靠这种媒介的合理引导作用，针对增加的间隔线路相关参数情况进行仔细核算与分析，其中涵盖了变电站系统的阻抗、最大负荷以及母线的穿越功率等内容。

3 变电一次设计中无功补偿的科学设计

3.1 确保无功补偿方法选用的合理性

将相关无功补偿设备装设到变电站中，一方面可以提升整个系统的运作效率，另一方面可以增大相关电气设施的具体功率因数，降低系统功率的相应损耗。通常，将无功补偿技术运用到变电站的方法很多，如分组、集中以及就地补偿等不同类型的补偿方法。其中，就地补偿主要针对处于变电站中拥有很大流动的无功功率位置会装设相应的无功补偿装置，方法简单且方便，但因装设较为分散化而增加了管控困难；分组补偿主要针对位于变电站中的配电变压器装置进行无功补偿电容器组的安装处理；集中补偿则主要针对位于变电站输配电路的高压端进行电容器组的安装处理，从而降低系统配电线路中的无功功率[4]。

目前，变电站自动化系统在运行过程中经常会利用无功补偿技术，由相应的发电厂把电能运输至变电站，然后通过变电站把电能运输至低压线路。期间很多无功功率将实现较远距离的传送，所以应该以变电站周边作为无功补偿设备安装的首选位置。一般，110 kV变电站能够自动化调控无功功率，并结合不同地区系统运行情况，改进电容器相应的投切容量。即便处于供电高峰阶段，配电线路也可以保持相应的功率因数约为0.96。可见，将无功补偿技术运用到变电站，应该密切关注具体的运作状况，完成补偿处理，并调节相关的变压器装置，保证无功补偿达到良好的成效。

3.2 注重电容器装置无功补偿容量的科学设定

通过合理设置电容器装置的无功补偿容量，不但可以降低无功功率配电线路中的无功功率传递，而且利用减小线损的方式确保了供电质量与效率，发挥了无功补偿容量配置的良好作用[5]。电压等级小于220 kV变压器的低压边的无功补偿处理中，第一假如负荷较小的情况，当配电倒送无功时，易于增加功率的损耗量，经济效应不佳，所以应该尽可能规避此种情况。第二，当有关功率因数较大的时候，由单位补偿容量所形成的降损成效不够明显。面对此种问题，需要设定有关功率因数成0.96，获得最佳的节能成效。而配置和设定无功补偿装置的具体容量的过程中，需要设定容量是变压器容量的0.132倍，且将无功补偿装置当成整个电力系统内的关键节能设施，通常耗费的资金庞大。所以，开展相关设计工作，需要参考不同方面的因素，根据相关要求能够欠补（但无法过补），从而有效规避无功倒流的情况发生。第三，各个组的电容器补偿量均需要明确参考相应的主变压器容量，严禁采用平均分配的形式。

3.3 做好电抗器装置的设计工作

针对无功补偿装置，并联电抗器装置是其不可或缺的构成部分，旨在提升感性无功功率，实现对电力系统中冗余的容性无功功率的平衡处理，特别是对电力系统拥有较轻负荷、输送功率小的情况，能够产生良好成效[6]。所以，有关输电线路相应的感性无功功率下降，但导线中的电容性则基于使输电线路形成的容性充电功率高于感性无功功率为目的，以达到对系统中电压的平衡[6]。只有维系系统无功平衡的状态，才能避免电力系统中出现电压变大的情况。

3.4 加大对有源滤波器装设的力度

当变电站进行运作时，其中的有源滤波器装置会形成与负序电流、谐波电流相位相反的相应电流，造成配电线路内的电流彼此消除，使得变电站线路中的无功电流变得更少。尤其对混合并联的有源滤波器装置来说，借助其实施无功补偿处理，可以完成对过补偿情况的弥补，飞速测定与感应出变电站内相关电气设备形成的谐振运动情况，并且参考变电站具体的运作状况有效改进相应的无功补偿方案，实现APF与LC的混合，达到谐波的无功补偿目的。

4 结 论

深入探讨和分析变电一次设计中无功补偿设计方法尤为必要。本文以变电一次设计中无功补偿的设计方案分析为主要内容，提出确保无功补偿方法选用的合理性、注重电容器装置无功补偿容量的科学设定、做好电抗器装置的设计工作、加大对有源滤波器装设的力度、有效利用静止无功发生器装置等设计方法，以获取有关电力行业工作人员的关注与重视，促进我国电力建设事业不断发展。