简述变电设计中无功补偿装置的设计方式

张勇张小兵唐智

（国网株洲供电公司湖南株洲412000）

摘要：随着时代发展、科技进步，各类电气设备数量急剧增加，并得到了普及，在人们日常工作生活中逐步占据十分重要应用地位。纵观整个电力系统，应针对无功补偿装置展开合理化使用，旨在实现供电变压器以及输送路线所出现损耗问题的尽可能降低，促进供电效率提升，使得所处供电环境得以优化改善。在此，本文将针对变电设计中无功补偿设计方式进行简要探讨。

关键词：变电设计；无功补偿装置；设计方式

1无功补偿概述

现阶段，在我国民用与工业负荷之中仍旧以感性功率为主，而且无功补偿在电器负荷之中的应用十分广泛，而无功功率主要是由输电系统与补偿电容器来提供的。通常而言，输电系统可以提供有功功率与无功功率，这个在输电系统设计阶段就已经予以考虑，通过在输电系统中应用无功补偿可以有效的降低变电器与输电线路的实际损耗，提高其使用寿命和使用的安全性，变电器与输电线路损耗过于严重就会导致资源浪费问题的出现，影响电力企业经济效益的提高。如果使用补偿电容器则可以提高无功功率传输的效率，减少无功功率传输的损耗，从而在一定程度上缓解输配电系统存在的电力损耗问题，也可以提高电力系统的实际收益。电力企业在进行变电设计研究时要对无功功率、无功补偿的方式等进行重视，确保电网之中变压器、输电线路与其他负载的无功功率。

无功补偿方式具体来说包括以下方面：①在高低压配电线路之中按照工程实际需求对并联电容器组进行分散装设，进而有效确保具有足够的无功功率；②要将补偿电容器并联安装在电力用户的配电屏和配电变压器上；要想较大程度的提高变电设计无功补偿的效率就要选择科学、合理、可行的武功补偿方式。一般情况下，应用高低压配电线路之中的并联电容器组分散安装方法来开展电力用户开关柜的施工操作，对于自动补偿可以用变压器低压侧并联补偿电容器的方式进行，在其的应用中要根据实际情况来确定具体采用哪种无功补偿方式，这也是确保其作用发挥最为关键的因素，所以电力企业在进行变电设计工作时必须予以重视。

2无功补偿在变电设计中的重要性

异步电动机和变压器等电力系统中普遍的用电设备都属于感性负荷设备，这些设备在运行的过程中需要无功功率的提供。生产无功功率基本上是不需要任何能量的，但是无功功率在沿着电力系统的输电网络进行传播的过程中就会产生非常大的有功功率的消耗和电压的损失。为了避免这种情况的发生，最大程度上的减少无功功率在输电线路输送过程中的损耗，有效的增大配电设备的工作效率应该采用“分级补偿，就地平衡”的无功补偿设备配置方式，对无功补偿设备进行合理的配置。通过对于无功补偿装置合理的分配以及改变电网的无功潮流分布，能够为电力运行过程中的后续工作顺利开展提供重要的前提条件。根据无功补偿的原理进行分析、处理，能够做好无功补偿装置的设计和制作工作，这对于提高电力运行效率，节省大量的电力资源起到良好的效果。

3变电设计中无功补偿装置的设计方式

3.1变电设计工作中无功补偿的方式

变电设计中需要充分考虑到无功补偿的方式，保证电网中输电线路、变压器以及其他负载的无功功率，而具体的无功补偿方式主要包括以下2个方面：①在高低压配电线路中根据实际需要进行并联电容器组的分散安装，从而保证无功功率的充足；②用户车间的配电屏和配电变压器进行并联补偿电容器的安装。为了提高变电设计中无功补偿的效率和质量，就需要科学、合理地选择无功补偿的方式。一般情况下，采用高低压配电线路中并联电容器组分散安装的方式来进行用户开关柜操作，但是对于自动补偿，则需要选择变压器低压侧并联补偿电容器安装的方式。具体采用何种无功补偿方式，需要根据实际情况来决定，以便于选择科学、高效的无功补偿方式，以保证无功补偿的效率。

3.2对无功补偿的装置进行设计

想要做好无功补偿工作，就需要针对无功补偿的装置进行设计。在变电设计的工作中做好无功补偿装置的设计工作，能够为无功补偿工作的顺利进行发挥良好的促进作用。无功补偿装置在进行设计的时候，需要遵循一定的要求标准进行，这主要是由无功装置的相关规定决定的，同时还需要考虑到无功补偿装置的实际使用范围。110kV变电站主变低压侧在变电站的无功补偿中有重要影响，电压等级的不同，导致无功补装置在实际运行当中有不同的使用效果。针对110kV变电站主变低压侧无功补偿装置的使用境况进行设计，能够有效提高无功补偿装置的使用效果。

3.3电容器

无功补偿中电容器的运用其工作原理就是将电容器并联在系统当中以提升系统的容性负载，进而再向系统输出或者吸收容性功率，完成感性负荷以及线路对于感性无功功率的需求，最终实现无功补偿的作用。单台电容器的保护用熔断器，用来切除内部发生击穿事故的电容器，或切除发生套管闪络的电容器。当电容器采用外熔断器保护时，应采用专用熔断器。外熔断器的熔丝额定电流应按电容器额定电流的1.37-1.50倍选择，不得大于50A。由于熔断器自身会出现误动、拒动、群爆、熔管堵塞等问题，因此单用外熔断器保护电容器的可靠性不强。很多无功补偿装置的厂家都改用内熔丝和继电保护的方式，来提高电容器保护的可靠性。内熔丝作为单台电容器内部过载保护属于第一级保护，过电压保护和开口三角电压保护属于第二级保护，其他速断过流、低电压保护，可在上级断路器柜内实现。

3.4串联电抗器

电网中所接的负荷并不全是纯电阻负荷，还有非线性负荷。非线性负荷吸收的电流发生波形畸变，且导致端电压波形畸变，从而产生谐波。所以，并联电容器组需要加装串联电抗器，起到抑制高次谐波、限制合闸涌流的作用。电抗器产品有干式和油浸式两大类，由于无功补偿装置通常放置在变电所内部，对于安装在室内的电气一次设备，通常要求无油化以及对电气二次弱电设备影响小，所以无功补偿装置普遍采用干式电抗器。电抗率是串联电抗器的重要参数，电抗率的大小直接关系到电抗器的作用。当装设电抗器的目的仅为限制电容器组追加投入时的涌流时，可配置0.1%-1.0%的串联电抗器；当电抗器用于抑制谐波时，电抗率应根据并联电容器装置接入电网处的背景谐波含量的测量值选择。当谐波为5次以上时，电抗率宜取4.5%-5.0%，当谐波为3次以上时，电抗率宜取12%，亦可采用4.5%-5.0%与12.0%两种电抗率混装方式。串联电抗器的额定电流应不小于所连接的电容器组的额定电流，其允许过电流值不应小于电容器组的最大过电流值。

4无功补偿未来发展的趋势

随着国家经济的发展和电力系统的不断更新，无功补偿成为维护电力系统正常运行的重要举措。随着电力市场的慢慢发展，无功补偿已经成为主要改革的方向。从如今的发展模式来看电力市场已经发生了一些变化。无功补偿，是一款带来许多效益的产品，既科学又实用、安全的系统，充分利用其多功能的利用价值全方位地服务群众，并不断地提高服务质量，为整个电力服务行业增加动力。同时减少电功率的损失量，降低运行成本，保证电压的稳定，增加用电安全。

5结语

总而言之，我国电力系统始终处在良好的发展状态之中，随着社会经济发展水平的不断提高，电网建设规模逐渐扩大，但是我国的国情决定了变电站分布不均的现实情况。无功补偿装置，能够有效提高电网电能的传送质量，对于减少电网运行过程中的线路损耗问题起到良好的促进作用。在变电设计工作中做好无功补偿装置的设计工作，能够有效维持电网运行的安全性和稳定性，同时在很大程度上还能够促进社会经济的发展，保障人们的生产生活。

参考文献

[1]宋沂.变电设计中无功补偿装置的设计方式探析[J].城市建设理论研究(电子版)，2O14(19).41

[2]杨琳.变电设计中无功补偿装置的设计方式探析[J].通讯世界，2014（15）：118-119.