變電一次設(shè)計無功補(bǔ)償設(shè)計分析

呂朋

摘要：現(xiàn)階段，電力工業(yè)不斷進(jìn)步和發(fā)展，改變經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展方式，對人民日常生活產(chǎn)生重大影響。信息化和數(shù)字化的使用提高了電力行業(yè)的自動化控制，有效地減少了電流損失，滿足了社會和人民對用電的需求，同時保證了充足的電力，降低了電力損耗。隨著電力的深入使用，其在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來越重要，因此，現(xiàn)階段提高電力無功補(bǔ)償技術(shù)在電力工業(yè)發(fā)展中的作用非常重要。筆者對此進(jìn)行了簡要分析，希望能為無功補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)步和改進(jìn)提供有效的幫助，并提出一些建議，希望能引起讀者的共鳴。

關(guān)鍵詞：變電設(shè)計;無功補(bǔ)償;方式

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

通過電網(wǎng)技術(shù)的升級改造，優(yōu)化了電力資源的基本配置，保證了世界上人口最多的中國電力資源的合理配置。隨著中國電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，中國的電氣自動化技術(shù)已經(jīng)趕上了世界發(fā)展的步伐，并逐漸在世界上占有一席之地，中國的變電站綜合自動化技術(shù)也越來越成熟。

1變電一次設(shè)計中無功補(bǔ)償設(shè)計重要性

第一，對無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，能增加有功功率在主變?nèi)萘恐械恼急取?/p>

式中： SN 為變壓器額定容量; β 為變壓器最大（或計算）負(fù)載率;

、 分別為補(bǔ)償前后的功率因數(shù)角， Qc 為補(bǔ)償裝置提供的無功功率。

第二，能減少供電設(shè)備的容量，降低投資。

比如，功率因數(shù)從0.8變?yōu)?.95時，安裝容量為1kVar的電容器能降低近0.52 kW 的容量;相反，如果容量增加 0.52 kW，則從原有設(shè)備的角度來講，將極大提高容量?；诖?，對新建工程和改建工程而言，需要充分考慮無功補(bǔ)償，盡可能減少容量，實(shí)現(xiàn)節(jié)省投資的目標(biāo)。

第三，有效降低線損

其中，ΔP 為線損，cosΦ 是完成補(bǔ)償以后得到的功率因數(shù)，cosθ是補(bǔ)償以前的功率因素。因?yàn)?cosΦ > cosθ，所以提高功率因數(shù)能降低線損率與容量，節(jié)省投資，提高有功功率的實(shí)際輸送比例，提升企業(yè)綜合效益。

無功補(bǔ)償是確保供電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，在變電站設(shè)計過程中應(yīng)做好主電線的設(shè)計，無功補(bǔ)償設(shè)計應(yīng)保證其存在的可行性和合理性，以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，才能有效促進(jìn)我國電力工業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

2分析變電一次設(shè)計的內(nèi)容

2.1對無功補(bǔ)償設(shè)計的分析

2.1.1無功補(bǔ)償方式

電網(wǎng)中主要有幾種無功補(bǔ)償方式：第一，集中補(bǔ)償，在變電所低壓側(cè)線路中配置并聯(lián)電容器，第二，分組補(bǔ)償，在饋出線的用戶側(cè)開關(guān)站內(nèi)安裝并聯(lián)電容器，第三，就地補(bǔ)償，在用戶側(cè)感性負(fù)載位置安裝并聯(lián)電容器。

集中補(bǔ)償與分組補(bǔ)償兩種方式容量小，利用率很高，能補(bǔ)償變壓器及并聯(lián)線路上的無功功率。就地補(bǔ)償優(yōu)點(diǎn)是面積最大，補(bǔ)償效果最好，缺點(diǎn)容量配置大，而且電容器的實(shí)際利用率很低，比較適合用于個別容量比較大的感性負(fù)載設(shè)備，感性負(fù)載與電容器通過保護(hù)裝置和控制器一同投切，實(shí)現(xiàn)無功就地平衡，在減少損耗的基礎(chǔ)上提高出力，對年運(yùn)行時間超過1000h的感性負(fù)載設(shè)備而言，建議采用這種補(bǔ)償方式，更加經(jīng)濟(jì)有效。

2.1.2補(bǔ)償容量的確定

電網(wǎng)中主要采用集中補(bǔ)償，在變電所低壓側(cè)線路中配置并聯(lián)電容器，無功補(bǔ)償設(shè)備與饋線并聯(lián)，進(jìn)而得知，無功補(bǔ)償設(shè)備無功負(fù)荷的總?cè)萘颗c各個虧出線上所有回路的無功負(fù)荷的總?cè)萘拷咏?/p>

在確定無功補(bǔ)償容量時需充分考慮下列兩點(diǎn)：第一，輕負(fù)荷的條件下，應(yīng)防止過補(bǔ)償，出現(xiàn)倒送無功，會明顯增加功率損耗，經(jīng)濟(jì)性差，同時感性負(fù)載設(shè)備也會低效率工作，并發(fā)熱。第二，隨著功率因數(shù)的不斷提高，補(bǔ)償具有的減少損耗能力將逐漸減小，因此提高功率因數(shù)時一般不能超過0.95。

按照目前電容器技術(shù)水平以及規(guī)范要求，當(dāng)電容器容量小于6000Kvar時，采用開口三角電壓或者零序電流保護(hù)，當(dāng)電容器容量大于等于6000Kvar時，采用差壓保護(hù)。

2.1.3基本原理

主接線是電能傳輸過程中最關(guān)鍵的。其質(zhì)量和適當(dāng)?shù)膽?yīng)用將直接影響電能傳輸過程的安全性和可靠性，以及電網(wǎng)的最終經(jīng)濟(jì)效益。因此，在主接線的設(shè)計過程中，充分發(fā)揮變電站的功能，使配電更加靈活。在實(shí)際運(yùn)行過程中，必須保證電力系統(tǒng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性、安全性和可靠性，并能積極適應(yīng)中國不斷變化的經(jīng)濟(jì)調(diào)度和政策變化，及時調(diào)整運(yùn)行方式。在初始設(shè)計和運(yùn)行過程中，變電站的主要接線可以滿足基本電力需求，最大限度地降低資源成本和時間，在保護(hù)群眾的電力需求下提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.4維護(hù)檢修

維修人員必須對主要無功補(bǔ)償裝置及電纜進(jìn)行定期的短期本地檢查和長期全面檢查，一旦發(fā)現(xiàn)安全問題必須立即采取相應(yīng)措施，防止于微觀，堅決杜絕一切安全問題。

2.2變電站無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

為了電網(wǎng)無功保持平衡，需要在變電站內(nèi)安裝集中無功補(bǔ)償裝置，采用電容器與電抗器串聯(lián)組合設(shè)備，設(shè)備與母線通過含有斷路器的開關(guān)柜連接。主要目的就是保持電網(wǎng)無功平衡，改善功率因數(shù)，保證終端變電所母線側(cè)電壓，補(bǔ)償輸電線路及變電站主變的無功損耗。

2.3研究探討無功補(bǔ)償設(shè)計的措施

從理論層面到分析論述，無功補(bǔ)償應(yīng)在系統(tǒng)應(yīng)用到適當(dāng)?shù)牡胤?，結(jié)合我國現(xiàn)行電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際情況，還需要對鐵路進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和管理，提高設(shè)備的穩(wěn)定性，并結(jié)合多種專業(yè)的特點(diǎn)，整體提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。首先，要根據(jù)各職能部門和管理者的相關(guān)建設(shè)計劃合理分配各部門的建設(shè)情況，充分發(fā)揮管理的優(yōu)勢和作用，充分發(fā)揮被動的特點(diǎn)和優(yōu)勢。其次，要選擇合適的電力設(shè)備系統(tǒng)，提高無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。同時，應(yīng)嚴(yán)格控制和管理硬件質(zhì)量，不能選擇低價和不合格的組件，因?yàn)橛布|(zhì)量不合格將直接影響電力系統(tǒng)的建設(shè)，增加電力風(fēng)險系統(tǒng)運(yùn)行，增加相關(guān)的成本支出，給用電帶來很大的不便。再次，有必要加強(qiáng)新設(shè)備的建設(shè)，更好地促進(jìn)不同設(shè)備之間的適應(yīng)性和兼容性，技術(shù)人員還需要配備科學(xué)的質(zhì)量檢查電源保護(hù)系統(tǒng)，測試系統(tǒng)，以確保功率的選擇設(shè)備可以發(fā)揮最大的作用，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的支持。

雖然中國幅員遼闊，資源豐富，但能源和資源的分配極不平衡，各地區(qū)存在明顯差距。因此，建立更多的變電站以合理化和安全的電力傳輸是非常必要的。無功補(bǔ)償設(shè)計通過一些合理有效的方法將電力傳輸?shù)饺珖鞯兀梢杂行ПＷo(hù)廣大人民群眾的使用需求。因此，中國在很多地方建立了變電站，通過合理的電氣線路設(shè)計，最大限度地提高了我國電能的傳輸效率，更有效地減少了電能傳輸過程中的部分用電量，大大提高了能源資源在傳輸和應(yīng)用過程中的利用效率。

3無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展前景

在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展階段，中國現(xiàn)有的電力市場日趨完善，無功補(bǔ)償?shù)奈磥戆l(fā)展方向是不斷改革和優(yōu)化電力系統(tǒng)，始終遵循以人為本的發(fā)展理念，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供堅實(shí)的物質(zhì)服務(wù)保障，同時節(jié)省大量成本。值得一提的是，隨著全球經(jīng)濟(jì)競爭的加劇，中國的電力市場發(fā)生了很大的變化，但電力工業(yè)的進(jìn)步主要是為人們安全，高效的用電提供了保障。無功補(bǔ)償技術(shù)是電力工業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵，它不僅可以節(jié)省大量的成本和資源，保證人的安全，還可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的最大化，更好地提高電力行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率，進(jìn)一步提高電力行業(yè)的服務(wù)水平，同時還可以降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本，保證電力的安全和功效。

結(jié)束語

綜上所述，根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況選擇合適的補(bǔ)償方式能有效降低電網(wǎng)損耗，降低電壓波動范圍和諧波量，從而大幅度提高電網(wǎng)供電質(zhì)量。

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