摘要：随着电力事业的迅猛发展，电网进行电力的输送过程中，对于无功功率变化的要求越来越高。在变电设计中尤其注重无功补偿工作是提升设计和电网运行质量的关键所在。优化、改进无功补偿的措施包括加强无功补偿的综合管理、提升无功补偿技术运用质量、在新设备的建设以及运用方面加强力度、提升工作人员素质、做好整体规划以及管理等。
关键词：变电 一次设计 无功补偿设计
无功补偿是提高电力系统上的功率因数，即提高电力系统的利用率，减小线损耗，电力变压器的功率一般是视在功率即有功功率与无功功率的和，如果无功功率增大则有功功率将会相应的减小，为了解决这样的问题就需要进行无功补偿，提高功率因数减少无功损耗提高系统的有功功率
一、变电的一次设计和无功补偿设计的研究意义
变电站综合自动化技术正受到人们的高度关注，这一技术的应用使得我国的电网功能趋向多样化，这项技术正逐步被电力行业巨头运用到实际的电网建设中，成为我国经济发展发展过程中的关键的一环。
我国经济以及社会的繁荣进步和电力行业的提升是密不可分的。进一步发展电力行业，不单单会成为推动我国国家经济安全发展的动力源泉，也会成为稳定社会秩序和广大人民群众日常生活的根本保障。本文通过研究和探讨我国变电一次设计和无功补偿设计的发展，并分析一些常见的电力系统漏洞，旨在一系列目标明确的改善方案和措施进行设计，从各个方面积极推动我国电力行业的不断进步，完成稳定国计民生的目标。
在电力系统中，变电站是不可或缺的环节，其与我国电力行业的进步发展与之息息相关，变电站的运作是我国供电系统可以正常运作的基础保障，也是参与能源分配的主体，是维系着我国电能输送和传递两个部分的关键枢纽。另一方面，在变电站的整个运作过程中，变电站设计的首个环节就是电气主接线，同时它也是电力系统基础建设的关键构成因素之一。电气主接线的设定已经关系到全部电力系统配电装置的分配布置以及电气设备的选择，还涉及继电保护和安全自动装置等功能的运行，这些因素使电气主接线成为变电站投入电气部分资金多少的关键问题。所以，研究探讨变电一次设计和无功补偿设计存在的合理性和可行性，有着重要的意义。总之，研究探讨变电一次设计和无功补偿设计有利于我国整个电力行业的发展。
二、变电设计中无功补偿的基本原理
电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率。那么无功补偿的基本原理是：是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。无功补偿的主要作用就是提高功率因数以提高供电设备带负载能力和减少功率损耗，稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。无功补偿的几种方式：晶闸管投切电容器、晶闸管投切电抗器、磁控电抗器、静止无功发生器等，目前最好的方式：静止无功发生器SVG占地面积小，安全性高，响应速度快等。
三、变电站一次设计原则
具体来讲，在设计环节中需要贯彻以下规范原则：
3.1需了解变电站设备的运行情况、运行年限、主接线方式、变电站的前期设计情况，做好有效的前期情况收资，并根据变电站的运行现状及供电负荷情况确定改扩建的相关内容。
3.2对新增出线间隔的实际位置，需要结合变电站实际间隔具体规划位置和线路延展路径，进行综合化校验认证，当存在双回路架空状况时，为了顺利规避线路跨越交叉结果，则可以依照顺序加以布置。
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3.3联合上述规范守则，进行各设备间隔位置集中化锁定，同步做好电气主体接线图和总体平面布置图等资料的修缮工作，希望在此类媒介精确化指导前提下，细致化核算新增间隔线路一切相关参数，包括最大负荷、变电站系统阻抗，和母线穿越功率等。
四、变电无功补偿设计
4.1选择合适的无功补偿方式
在变电站安装无功补偿装置，不仅能够提高系统的运行效率，还能够提高电气设备的功率因数，减少系统功率损耗，无功补偿技术在变电站应用的常用方式有：就地补偿、分组补偿和集中补偿。就地补偿是指在变电站中无功功率流动较大的地方安装无功补偿设备进行就地补偿，这种补偿方式便捷简单，但是安装比较分散，管理难度较大。分组补偿是指在变电站配电变压器侧安装无功补偿电容器组。集中补偿是指在变电站输配电路高压侧安装电容器组，降低整个系统线路的无功功率。当前，无功补偿技术主要被应用在变电站自动化系统中，发电厂将电能输送到变电站，变电站再将电能传送到低压线路的这个过程中，大量的无功功率会进行远距离的传输，这时要将无功补偿装置安装在变电站附近，通常情况下110kV的变电站具有自动调节无功功率的功能，结合不同地区系统的运行情况，调节电容器投切容量，即使在用电高峰期，线路的功率因数也可以达到0.97左右，因此无功补偿技术在变电站应用，需要结合系统的实际运行情况来补偿和调整变压器，确保无功补偿的效果。
4.2安装有源滤波器
在变电站运行过程中，有源滤波器能够产生和负序电流、谐波电流相位相反的电流，使线路中的电流相互抵消，减少了变电站、线路中的无功电流。
特别是混合并联有源滤波器，这种组合装置对线路进行无功补偿，能够有效地解决过补偿的问题，并且具有很强的机动性，反应灵敏，能够迅速检测和感应到变电站中电气设备的谐振运动，这种无功补偿方式能够根据变电站的实际运行情况，及时调整无功补偿方案，将APF和LC进行混合，对线路中的谐波进行无功补偿，混合并联有源滤波器适用于变电站低压配电网，具有很高的投资和效益性价比。
4.3在变电设计中，合理设置电容器的无功补偿容量
合理设置电容器的无功补偿容量这样可以有效降低无功功率在线路中的传递，减少线损改善电能质量以及输变电设备的运行效率在实际应用方面需要结合相关技术导则的规定，确保无功补偿容量配置的合理性和准确性。在对电压等级低于220kV的变压器低压侧进行无功补偿时，首先，如果负荷相对较小，配电倒送无功，则可能会导致功率损耗增大，缺乏经济性，需要尽量避免；其次，功率因数越高，单位补偿容量所带来的降损效果也就越低，针对这种情况，应该将功率因数设置为0.95，以确保节能效果的最大化。同时，在对无功补偿装置的容量进行配置时，可以将其容量定位变压器容量的0.125倍。
无功补偿装置作为电力系统中重要的节能设备，需要消耗大量的资金，因此，在对其进行设计时，应该充分考虑各方面的因素，严格遵循“宁欠不过”的原则，即可以欠补，但是不能过补，以避免无功倒流。同时理论计算值应该大于实际补偿容量；最后，每一组电容器的补偿量，都应该以对应主变压器容量为依据来确定，不能为了图方便而平均分配。
结语：
对变电一次设计及其无功补偿设计分析是促进我国电力发展的需要，所以，通过对它们的分析，从而更好的对其进行完善，进而加快我国电力的发展。
参考文献：
[1]张秋莉。变电一次设计及无功补偿设计分析[J].中国新技术新产品，2016，01：76.
[2]刘畅。谈变电设计中的无功补偿[J].电子制作，2016，16：18.
[3]朱承志。变电设计中的无功补偿分析[J].科技创新与应用，2012，29：134.
论文作者:赵乌云高娃
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/19
标签：变电站论文; 功率论文; 电能论文; 功率因数论文; 电容器论文; 容量论文; 线路论文; 《电力设备》2018年第28期论文;