變電一次設(shè)計(jì)及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)探析

韓宏業(yè)

摘? ? 要：一直以來(lái)，變電行業(yè)在國(guó)家電力行業(yè)中占據(jù)重要的地位，隨著無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)變電安全問(wèn)題加深了研究?；诖耍疚囊宰冸娨淮卧O(shè)計(jì)與無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)作為研究對(duì)象，探究設(shè)計(jì)的重要性，分析變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)踐與應(yīng)用，科學(xué)設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的設(shè)置目標(biāo)，創(chuàng)新補(bǔ)償手段，提高補(bǔ)償技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：變電一次設(shè)計(jì);無(wú)功補(bǔ)償;電容器;

1變電一次設(shè)計(jì)及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)的重要性分析

基于變電設(shè)計(jì)中的無(wú)功補(bǔ)償來(lái)講，其主要目的在于減少電壓損耗。在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，通過(guò)進(jìn)行局部補(bǔ)償，不但可以對(duì)供電環(huán)境進(jìn)行全面改善，而且還有助于提高供電的質(zhì)量。在變電設(shè)計(jì)過(guò)程中，要想最大程度化發(fā)揮無(wú)功補(bǔ)償方式，就需要做好以下環(huán)節(jié)方面的合理分配，在實(shí)際的使用過(guò)程中，如若出現(xiàn)使用方式不當(dāng)，則可能影響著整個(gè)供電系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)諧波和電壓波動(dòng)造成影響。變壓設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償重要性，通常主要體現(xiàn)以下幾點(diǎn)內(nèi)容：其一，在進(jìn)行供電時(shí)，不但可以提高輸電線(xiàn)路與供電設(shè)備電能的利用率，降低電能損耗，而且還有助于保證設(shè)備供電能力得到提升，這樣就會(huì)節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。其二，在實(shí)際的供電過(guò)程中，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)用，能降低生活用電、工業(yè)用電的消耗，節(jié)約成本方面的開(kāi)支，對(duì)電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用?？偠灾?，無(wú)功補(bǔ)償在變電設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，成功解決了傳統(tǒng)供電存在的問(wèn)題，克服了傳統(tǒng)供電存在的弊端，同時(shí)還有助于降低電力企業(yè)的成本，對(duì)國(guó)內(nèi)電力事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

2無(wú)功補(bǔ)償概述

2.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

基于理論方面的視角下，無(wú)功補(bǔ)償方式主要根據(jù)實(shí)際需要而進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)供電系統(tǒng)不存在無(wú)功電流。從國(guó)內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際情況而言，這種無(wú)功補(bǔ)償方式仍然存在一定的弊端，無(wú)法完全得到實(shí)現(xiàn)。在供電系統(tǒng)中，仍然存在諸多環(huán)節(jié)進(jìn)行無(wú)功運(yùn)行，例如變壓器、輸電線(xiàn)路、電氣設(shè)備等。對(duì)這些元件無(wú)功運(yùn)行提出的要求，上述無(wú)功補(bǔ)償方式無(wú)法滿(mǎn)足其要求?；诋?dāng)前無(wú)功補(bǔ)償方式來(lái)講，無(wú)功欠補(bǔ)與無(wú)功過(guò)補(bǔ)是最為常見(jiàn)的補(bǔ)償方式，這對(duì)電網(wǎng)具有重要的影響。

2.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹?/p>

電網(wǎng)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，往往輸出無(wú)功功率和有功功率。其中有功功率直接消耗了電能，實(shí)現(xiàn)能量間的相互轉(zhuǎn)換。而無(wú)功功率不會(huì)對(duì)外做功，并且不會(huì)對(duì)電能進(jìn)行消耗，以此來(lái)進(jìn)行電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電能之間的相互轉(zhuǎn)換。提供足夠的能量，為電氣設(shè)備運(yùn)行所需。當(dāng)前這種能量存在一定的周期性，與電能實(shí)現(xiàn)周期性轉(zhuǎn)換，對(duì)電網(wǎng)輸出發(fā)揮著重要的作用。對(duì)具體的實(shí)施方式來(lái)講，主要將感性功率負(fù)荷與容性功率負(fù)荷的裝置進(jìn)行并聯(lián)，以保證能力在兩種負(fù)荷間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。而容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率可為感性負(fù)荷提供所需要的無(wú)功功率補(bǔ)償。此外，無(wú)功補(bǔ)償實(shí)質(zhì)上將原有電網(wǎng)或者變壓器提供的無(wú)功功率轉(zhuǎn)化為交流電力電容器來(lái)提供。

3變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)用分析

3.1在電容器中的應(yīng)用

將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于電容器中，可以將電容器與變壓器并聯(lián)，提高變電容性負(fù)載。這樣做可以讓電容器的功率輸出與吸收滿(mǎn)足變電設(shè)計(jì)需求，對(duì)變電線(xiàn)路內(nèi)無(wú)功電流起到良好的補(bǔ)償作用。想要將無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)在電容器內(nèi)成功應(yīng)用，要求電力企業(yè)加大對(duì)變電設(shè)計(jì)的投入，降低無(wú)功補(bǔ)償裝置的資金投入，安裝時(shí)規(guī)范操作步驟，減少線(xiàn)路內(nèi)無(wú)功損耗產(chǎn)生的電能，并通過(guò)分散或集中裝置將損耗的電能進(jìn)行合理安排。我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電容器與變壓器并聯(lián)后，容量占整體的90%，如果裝置應(yīng)用時(shí)節(jié)點(diǎn)電壓較低，就會(huì)影響無(wú)功功率的順利提升。因此，為了提升無(wú)功補(bǔ)償?shù)男剩娏θ藛T需要做好系統(tǒng)電壓的調(diào)控，科學(xué)控制線(xiàn)路節(jié)點(diǎn)處的電壓。

3.2在電抗器中的應(yīng)用

將電抗器并聯(lián)設(shè)置，有利于提高電力系統(tǒng)的感性功率，保證感性功率與無(wú)功功率的平衡，降低無(wú)功功率通過(guò)電力系統(tǒng)的負(fù)荷，提高功率傳輸效率。如果電力系統(tǒng)在負(fù)載方面有明確要求，人們可以使用電抗器，應(yīng)用其無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)降低感性功率的產(chǎn)生，并保證充電功率與電壓之間的平衡，使無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的平衡。因此，將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于電抗器中，有利于提高電壓的穩(wěn)定性，防止電壓對(duì)系統(tǒng)造成安全隱患。

3.3在調(diào)相機(jī)中的應(yīng)用

將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于調(diào)相機(jī)中，使變電設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。前期應(yīng)用時(shí)，調(diào)相機(jī)是電力系統(tǒng)的主要裝置，按照勵(lì)磁運(yùn)行原理對(duì)無(wú)功功率接受裝置加以改進(jìn)，從發(fā)使電源發(fā)揮作用。如果勵(lì)磁不足，在無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用下，裝置可以從電力系統(tǒng)中得到感性功率，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?。正常情況下，人們?cè)谶@種模式中加入自動(dòng)化控制，根據(jù)當(dāng)前無(wú)功功率的大小對(duì)裝置電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。但是出于裝置自身性質(zhì)的原因，有功損耗比較大，如果使用小容量裝置將會(huì)不利于企業(yè)成本控制，因此在調(diào)相機(jī)中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)還需要進(jìn)一步研究。

4無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的流程設(shè)計(jì)

4.1設(shè)置目標(biāo)

現(xiàn)如今，各地區(qū)變電所開(kāi)始廣泛應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，并通過(guò)設(shè)置技術(shù)實(shí)施目標(biāo)強(qiáng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的流程設(shè)計(jì)。電力企業(yè)通過(guò)對(duì)各地區(qū)的實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)很多變電站功率因數(shù)比較低，負(fù)載變化幅度較大，部分變電站內(nèi)使用的設(shè)備都以變頻方式為主，實(shí)現(xiàn)電力的有效供應(yīng)。雖然這樣做可以滿(mǎn)足該地區(qū)用電戶(hù)對(duì)電能的需求，但是長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用下會(huì)出現(xiàn)高次諧波，影響驅(qū)動(dòng)儀器運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至給電力系統(tǒng)帶來(lái)安全隱患。因此，要求電力企業(yè)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償目標(biāo)加以設(shè)備，保證無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)符合變電設(shè)計(jì)需求。

SVG是新一代動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理領(lǐng)域的技術(shù)代表。SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹麟娐钒刂葡到y(tǒng)、電抗器與IGBT功率變換器，SVG可以對(duì)功率變換器加以控制，通過(guò)對(duì)功率變換器的有效調(diào)節(jié)輸出電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)電抗器中的電流，使SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償發(fā)出滿(mǎn)足要求的無(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

4.2補(bǔ)償手段

在過(guò)去，人們使用集合式電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，從而抑制諧波產(chǎn)生的不良影響。但是這種補(bǔ)償手段的效果并不明顯，諧波沒(méi)有得到高效抑制，不同等級(jí)之間，電容器容量跳躍程度較大，變電站無(wú)法實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理?，F(xiàn)如今，電力企業(yè)開(kāi)始使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，通過(guò)SVG裝置調(diào)節(jié)電容器的容量，從而使電容器的響應(yīng)速度符合無(wú)功補(bǔ)償?shù)男阅苄枨蟆?/p>

某電力企業(yè)在應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)時(shí)，使用的是SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，對(duì)電力系統(tǒng)的功率因數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，降低線(xiàn)路損耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的效果。無(wú)論是整流設(shè)備，還是異步電動(dòng)機(jī)，都會(huì)導(dǎo)致配電系統(tǒng)產(chǎn)生大量負(fù)荷，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)消耗大量無(wú)功，增加線(xiàn)路上的損耗，不利于電壓質(zhì)量的提升，進(jìn)而加大了電費(fèi)支出，增加了變壓器的損耗，不利于降低企業(yè)生產(chǎn)成本。應(yīng)用SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償后，SVG可以隨著負(fù)荷無(wú)功的變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，降低線(xiàn)路損耗，提高供電設(shè)備利用效率。不僅如此，SVG可以實(shí)現(xiàn)諧波的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，改善電能質(zhì)量。

5總結(jié)

總而言之，分析無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在變電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可見(jiàn)我國(guó)電力企業(yè)變電站建設(shè)的發(fā)展方向，了解無(wú)功補(bǔ)償在變電環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵性作用。將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于電容器、電抗器中，通過(guò)并聯(lián)的方式有利于提高電力系統(tǒng)的容性負(fù)載，從而增加電網(wǎng)功率因數(shù)，保持電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

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