（济南和兴电力工程设计有限公司 山东省济南市 250000）
摘要：无功补偿技术的运用，对电力企业变电设计有着极其重要的作用。在实际的电力实践工作中，要想进一步保证电网运行的稳定和安全，降低运输电路和电气设备的损耗，提高电能的利用率，就必须选择和利用正确的无功补偿方式，通过有效的无功补偿方式来提高对电能的利用率，从而促进我国电力事业又好又快的发展。本文就变电一次设计及无功补偿设计进行简要分析，以期为电力行业的发展贡献微薄力量。
关键词：变电一次；无功补偿；设计
1变电一次设计在整个变电站设计中重要性
作为电网的关键部分，变电站电气一次设计尤为重要，其设计的合理性、经济性与安全性将会对变电站的质量产生直接影响。发电、输电以及配电过程都是依靠变电站电气一次设备之间的相互连接而进行的。变电站电气一次设备的各个零件运行是否正常、一次回路与二次回路是否正确，除了会影响变电站的正常运行，还会影响到整个电力系统的正常工作。
2变电一次设计的基本内容
2.1电气主接线设计
变电站电气主接线的设计可以说是电气设计的关键，主接线会对整个电力系统中各个配电装置、继电保护工作、自动控制装置与拟定电气设备的选择等产生深远的影响。在电能的运输过程中，主接线起着极为重要的作用，它的应用和设计合理性会影响电能在运输过程中的可靠性和安全性，以及会影响电能运输过程中可能创造的经济效益的大小。
变电站最常用的主接线方案有四种：单母线接线、单母线分段接线、双母线接线以及双母线分段接线，如图1～4所示。实际上，各接线方式的选择应当根据实际施工情况、施工需要综合考虑经济性、实用性以及安全性，选择最佳的接线方式。
2.2变电站电气平面布置图设计注意事项
变电站设计中，除了电气主接线图，另外一个最主要的构成部分就是电气平面布置图。电气平面布置图主要根据用电需求，考虑合理性与安全性进行的设备排布。合理性即根据设备的一般参考尺寸进行布置，因变电站场地有限，不管户内户外都需一定的范围；安全性主要考虑设备检修、运输的安全距离，如柜前柜后维护通道等，要求设计人员熟读设计规范，并要在工作中总结经验。最后，待设备招标完成后，根据厂家资料，完善设备排布。变电站的组成涉及内容很多，考虑问题需全面，同时与相关专业如“二次设计、土建设计等”交流配合，在电气平面布置图完成后，整个变电站就有了直观的展现了。
2.3其他部分
变电站一次设计，除了电气主接线图，电气平面布置图等总部分外，还有分部分各个设备的平、断面、安装图等。配电设备的图纸按不同电压等级分册出版。照明、防雷接地等也是重要的组成部分，结合平面布置进行。
3电力变电设计中的无功补偿技术
变电设计中无功补偿的作用主要有：提高功率因数；提高设备供电能力，减少设备容量，节约成本；降低电能损失和功率损耗；改善系统电能质量，减少线路电压损失；降低用户电费开支，降低生产成本。无功补偿方式一般有以下几种：
3.1调相机
同步调相机是最早把无功补偿运用到设备中的，其工作的原理是利用励磁运行的作用使得系统接收到无功功率，进而使得无功电源发挥作用；如果在欠励磁的情况下运行，系统便会把感性功率传输给它，从而发挥无功负荷的效果。针对励磁的运行在这种装置中会安装自动调节装置，使得同步调相机能够按照该装置产生的电压对吸收或者输出的无功功率作出相应的改变，通过调节电压来确保系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，这就决定了其有功损耗过大，约占容量的1.6～5.4%。而且同步调相机如果采取小容量，则会导致其单位容量的成本显著提升。
3.2电容器
通过电容器来无功补偿，不仅只需要较少的一次性投资与运行费用，而且安装调试方便、损耗低、效率高，不仅能够集中使用，也能分散装设。现阶段，我国电力系统中通过并联电容器实现了约90%的无功补偿容量。然而，这种装置提供的无功功率与节点电压数值的平方是正比关系，如果节点电压降低，提供系统的无功功率也会减少，这就意味着，就补偿效果而言，系统电压改变的时候，这种装置的补偿效果并不理想。
3.3电抗器
在无功补偿装置中，并联电抗器属于重要的组成部分，其最大的作用就是可以通过增加感性无功功率平衡电力系统多余的容性无功功率，针对电力系统输送功率小、轻负荷有着优良的效果。当电力系统出现输送功率小、轻负荷这两种情况时，输电线路的感性无功功率会降低，但是导线中的电容性是为了让输电线路生产的容性充电功率要超过感性无功功率，为了保证系统电压水平的平衡，就需要保持系统无功平衡，要不会导致电力系统的电压增大，其运行的安全性也会受到威胁。
3.4无功补偿器（SVC/SVG）
无功补偿器是第二代无功补偿装置，是指静止无功补偿器，其应用范围有输电系统的负载无功补偿以及波阻补偿。具有代表性的有晶闸管投切电抗器（TCR）、晶闸管控制电抗器+固定电容器（TCR+FC）、晶闸管投切电容器（TSC）。TCR结构如图1所示，其原理就是通过控制晶闸管触发角来改变接入系统的等效电纳，从而实现调节系统中无功功率输出的目的。但是该种装置尚存在问题：由于晶管具备班控的特点，一旦被触发导通，则只有等到流经它的电流不超过维持电流之后才能够关断，因此在半个电源周期时间范围内，反并联晶闸管只能够受控导通一次，这就决定了TCR在理论上不可避免地会出现控制滞后的问题，对于补偿系统的动态响应性能会造成一定程度的影响。
图1静止无功补偿器
4结语
变电一次设计及其无功补偿设计是促进我国电力发展非常重要的组成部分。本文对我国变电一次设计以及无功补偿设计进行了阐述，根据我国电力系统中存在的问题，提出了个人的建议和意见，希望对促进我国电力行业发展有所帮助。
参考文献：
[1]浅谈变电设计中的无功补偿[J].罗福强.中国高新技术企业.2014（31）
[2]王林.简析变电设计中无功补偿装置的设计方式[J].科技展望，2015.
[3]刘雪，杨璞.变电一次设计中无功补偿设计分析[J].电子世界，2016（20）.
论文作者:覃映月
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
标签：变电站论文; 接线论文; 功率论文; 电气论文; 电压论文; 设备论文; 装置论文; 《电力设备》2017年第20期论文;