变电一次设计及无功补偿设计探析

苟娟霞 王言 王扬

1.国网白银供电公司 甘肃白银 730900

2.国网甘肃省检修公司 甘肃兰州 730000

3.国网兰州供电公司 甘肃兰州 730000

1 变电设计中无功补偿的重要性

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，要想最大程度发挥无功补偿方式，就需要做好以下环节方面的合理分配，例如，有功功率、无功功率、电流大小以及测量电压等，并在此基础上，合理选择补偿装置。通过当前这种设置，可以最大程度化提高网络的利用率，降低网络的损耗，进而全面提高电网的质量。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[1]。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 变电设计中无功补偿应用分析

2.1 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[2]。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。

2.2 在电抗器中的应用

将电抗器进行并联能够在其装置中起到极其关键的作用，这种将电抗器并联的方式可以提升系统中的感性功率并在一定程度上保持了与容性无功功率之间的均衡，能够在系统中减轻线路和设备的负载，还可以在功率传输方面产生重要作用。当电力系统在负载和功率传输方面有着明确的要求时通过将电抗器并联能够在较大程度上减小感性功率。但是考虑到部分时候需要保证其要小于容性的充电功率进而使电压得到平衡，在这种情况下就需要使用无功补偿技术进行维持，如果没有得到必要的操作电压就会上升到一定程度进而对流程的进行产生安全威胁。

2.3 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[3]。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。

3 无功补偿技术的流程设计

3.1 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。

3.2 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。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。

4 结语

通过上述对无功补偿技术的概念和应用介绍可以看出其能够在我国电力行业和变电环节中能够起到关键性的作用。现阶段的补偿技术设计在变电流程中主要体现在了将电容器和电抗器进行并联提高整体系统的容性负载进行增大电网的功率因数，在这种情况下能够大幅度降低线路中由于无功功率造成的电能损耗情况，从而对我国电力行业以及电力企业的发展提供了促进作用。