變電一次設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)分析

馮賢榜　楊昊禎

摘 要：對(duì)電力企業(yè)來說，要想有效地保障供電質(zhì)量以及降低輸電過程中的損耗情況，開展電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償是一項(xiàng)重要手段?；诖?，本文在充分結(jié)合筆者對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)研究以及自身多年工作經(jīng)驗(yàn)情況下，主要針對(duì)變電一次設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)自己的一些看法，以期更好地促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變電;一次設(shè)計(jì);無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)

1無功補(bǔ)償?shù)亩x與運(yùn)作原理

1.1無功補(bǔ)償?shù)亩x闡釋

無功補(bǔ)償即無功功率補(bǔ)償，主要對(duì)無功功率進(jìn)行有效補(bǔ)償。無功補(bǔ)償可帶給供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)積極的影響，提升相應(yīng)的電力網(wǎng)絡(luò)功率因數(shù)，不僅可以進(jìn)一步降低供電變壓器設(shè)備與輸電線路的能耗，而且可以提升具體的供電效率，為廣大民眾創(chuàng)建更加便利、良好的用電環(huán)境。因此，無功補(bǔ)償對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的作用和影響不容忽視。通過對(duì)相關(guān)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行科學(xué)選用，能夠有效保障整體電力供應(yīng)質(zhì)量，并降低相應(yīng)的行程損耗。如果選用的裝置設(shè)施不科學(xué)、不合理，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的電壓產(chǎn)生失穩(wěn)、諧波增大等問題，進(jìn)而影響整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1.2無功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)作原理

電力網(wǎng)絡(luò)的輸出功率主要涵蓋了無功功率和有功功率。其中，無功功率無需采用直接形式進(jìn)行電能消耗，可以把電能轉(zhuǎn)化成其他類型的能量，促使電氣設(shè)備做功。同時(shí)，利用無功功率能夠使有關(guān)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的相同電能彼此轉(zhuǎn)換，凸顯出一定的規(guī)律性特征;而有功功率采用直接形式進(jìn)行電能消耗，并把其轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、化學(xué)能以及熱能等不同能量，促使電氣設(shè)備做功。對(duì)于無功補(bǔ)償，主要基于相同線路，運(yùn)用并聯(lián)形式使容性與感性功率負(fù)荷設(shè)備進(jìn)行有效組合，從而借助容性負(fù)荷實(shí)施無功功率的輸出，而補(bǔ)償感性負(fù)荷將無功功率當(dāng)作主要的需求。從實(shí)際應(yīng)用角度來說，依靠相關(guān)的交流電力容器設(shè)備替代之前的電力網(wǎng)絡(luò)亦或相應(yīng)的變壓器裝置，從而達(dá)到供給無功功率的效果。

2變電站一次設(shè)計(jì)需要遵循的原則

第一，應(yīng)該深入、系統(tǒng)掌握變電站相關(guān)設(shè)施的運(yùn)行狀況，其中包括相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)作時(shí)間、變電站的主接線方式、變電站初期階段的設(shè)計(jì)狀況等，通過合理管控初期收資情況，以變電站的運(yùn)行為依據(jù)，最終明確進(jìn)行改造與建設(shè)的方案。第二，針對(duì)全新的出線間隔的具體方位情況，有效參考變電站的具體間隔規(guī)劃與相關(guān)線路的延伸方位實(shí)施科學(xué)驗(yàn)證。假如產(chǎn)生雙回路架空的問題，基于確保有效避免線路形成跨越交叉的情況，需要以相關(guān)的順序予以合理布設(shè)。第三，在嚴(yán)格遵循以上相應(yīng)規(guī)則的基礎(chǔ)上，采用集中化方式，科學(xué)鎖定不同設(shè)備的間隔方位，并且及時(shí)修復(fù)有關(guān)電氣主體的接線圖與整體的平面布置圖，同時(shí)依靠這種媒介的合理引導(dǎo)作用，針對(duì)增加的間隔線路相關(guān)參數(shù)情況進(jìn)行仔細(xì)核算與分析，其中涵蓋了變電站系統(tǒng)的阻抗、最大負(fù)荷以及母線的穿越功率等內(nèi)容。

3變電一次設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)探究

3.1確保無功補(bǔ)償方法選用的合理性

將相關(guān)無功補(bǔ)償設(shè)備裝設(shè)到變電站中，一方面可以提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作效率，另一方面可以增大相關(guān)電氣設(shè)施的具體功率因數(shù)，降低系統(tǒng)功率的相應(yīng)損耗。通常，將無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用到變電站的方法很多，如分組、集中以及就地補(bǔ)償?shù)炔煌愋偷难a(bǔ)償方法。其中，就地補(bǔ)償主要針對(duì)處于變電站中擁有很大流動(dòng)的無功功率位置會(huì)裝設(shè)相應(yīng)的無功補(bǔ)償裝置，方法簡(jiǎn)單且方便，但因裝設(shè)較為分散化而增加了管控困難;分組補(bǔ)償主要針對(duì)位于變電站中的配電變壓器裝置進(jìn)行無功補(bǔ)償電容器組的安裝處理;集中補(bǔ)償則主要針對(duì)位于變電站輸配電路的高壓端進(jìn)行電容器組的安裝處理，從而降低系統(tǒng)配電線路中的無功功率。

目前，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)利用無功補(bǔ)償技術(shù)，由相應(yīng)的發(fā)電廠把電能運(yùn)輸至變電站，然后通過變電站把電能運(yùn)輸至低壓線路。期間很多無功功率將實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳送，所以應(yīng)該以變電站周邊作為無功補(bǔ)償設(shè)備安裝的首選位置。一般，110kV變電站能夠自動(dòng)化調(diào)控?zé)o功功率，并結(jié)合不同地區(qū)系統(tǒng)運(yùn)行情況，改進(jìn)電容器相應(yīng)的投切容量。即便處于供電高峰階段，配電線路也可以保持相應(yīng)的功率因數(shù)約為0.96?？梢姡瑢o功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用到變電站，應(yīng)該密切關(guān)注具體的運(yùn)作狀況，完成補(bǔ)償處理，并調(diào)節(jié)相關(guān)的變壓器裝置，保證無功補(bǔ)償達(dá)到良好的成效。

3.2注重電容器裝置無功補(bǔ)償容量的科學(xué)設(shè)定

通過合理設(shè)置電容器裝置的無功補(bǔ)償容量，不但可以降低無功功率配電線路中的無功功率傳遞，而且利用減小線損的方式確保了供電質(zhì)量與效率，發(fā)揮了無功補(bǔ)償容量配置的良好作用[5]。電壓等級(jí)小于220kV變壓器的低壓邊的無功補(bǔ)償處理中，第一假如負(fù)荷較小的情況，當(dāng)配電倒送無功時(shí)，易于增加功率的損耗量，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)不佳，所以應(yīng)該盡可能規(guī)避此種情況。第二，當(dāng)有關(guān)功率因數(shù)較大的時(shí)候，由單位補(bǔ)償容量所形成的降損成效不夠明顯。面對(duì)此種問題，需要設(shè)定有關(guān)功率因數(shù)成0.96，獲得最佳的節(jié)能成效。而配置和設(shè)定無功補(bǔ)償裝置的具體容量的過程中，需要設(shè)定容量是變壓器容量的0.132倍，且將無功補(bǔ)償裝置當(dāng)成整個(gè)電力系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵節(jié)能設(shè)施，通常耗費(fèi)的資金龐大。所以，開展相關(guān)設(shè)計(jì)工作，需要參考不同方面的因素，根據(jù)相關(guān)要求能夠欠補(bǔ)（但無法過補(bǔ)），從而有效規(guī)避無功倒流的情況發(fā)生。第三，各個(gè)組的電容器補(bǔ)償量均需要明確參考相應(yīng)的主變壓器容量，嚴(yán)禁采用平均分配的形式。

3.3做好電抗器裝置的設(shè)計(jì)工作

針對(duì)無功補(bǔ)償裝置，并聯(lián)電抗器裝置是其不可或缺的構(gòu)成部分，旨在提升感性無功功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中冗余的容性無功功率的平衡處理，特別是對(duì)電力系統(tǒng)擁有較輕負(fù)荷、輸送功率小的情況，能夠產(chǎn)生良好成效。所以，有關(guān)輸電線路相應(yīng)的感性無功功率下降，但導(dǎo)線中的電容性則基于使輸電線路形成的容性充電功率高于感性無功功率為目的，以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)中電壓的平衡。只有維系系統(tǒng)無功平衡的狀態(tài)，才能避免電力系統(tǒng)中出現(xiàn)電壓變大的情況。

3.4加大對(duì)有源濾波器裝設(shè)的力度

當(dāng)變電站進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，其中的有源濾波器裝置會(huì)形成與負(fù)序電流、諧波電流相位相反的相應(yīng)電流，造成配電線路內(nèi)的電流彼此消除，使得變電站線路中的無功電流變得更少。尤其對(duì)混合并聯(lián)的有源濾波器裝置來說，借助其實(shí)施無功補(bǔ)償處理，可以完成對(duì)過補(bǔ)償情況的彌補(bǔ)，飛速測(cè)定與感應(yīng)出變電站內(nèi)相關(guān)電氣設(shè)備形成的諧振運(yùn)動(dòng)情況，并且參考變電站具體的運(yùn)作狀況有效改進(jìn)相應(yīng)的無功補(bǔ)償方案，實(shí)現(xiàn)APF與LC的混合，達(dá)到諧波的無功補(bǔ)償目的。

4結(jié)束語(yǔ)

深入探討和分析變電一次設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方法尤為必要。本文以變電一次設(shè)計(jì)中無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)方案分析為主要內(nèi)容，提出確保無功補(bǔ)償方法選用的合理性、注重電容器裝置無功補(bǔ)償容量的科學(xué)設(shè)定、做好電抗器裝置的設(shè)計(jì)工作、加大對(duì)有源濾波器裝設(shè)的力度、有效利用靜止無功發(fā)生器裝置等設(shè)計(jì)方法，以獲取有關(guān)電力行業(yè)工作人員的關(guān)注與重視，促進(jìn)我國(guó)電力建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展。

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