变电一次设计无功补偿设计分析

2019 No.4

Electric System电力系统

Electric Power System Equipment电力系统装备

变电一次设计无功补偿设计分析

刘志强

（乌兰察布电力勘测设计院，内蒙古乌兰察布 012000）

［摘 要］电力工业是我国国民经济发展的重要部分，也是我国重要的基础能源产业之一，对国家经济发展与社会进步有至关重要的作用。为了确保电力工业的正常稳定发展，对变电一次设计无功补偿设计进行详细的探讨分析，对当前我国无功补偿设计中存在的问题进行分析，提出切实有效的改进建议，以便推动我国电力产业的稳定有序发展。［关键词］变电一次设计；无功补偿设计；分析；改进意见［中图分类号］TM761.12；TM63　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2019）04–0034–02

Design and Analysis of Reactive Power Compensation in

Primary Design of Substation

Liu Zhi-qiang

［Abstract］Electric power industry is an important part of China’s national economic development and one of China’s important basic energy industries, which plays a vital role in national economic development and social progress. In order to ensure the normal and stable development of the power industry, the design of reactive power compensation for primary design of substation is discussed and analyzed in detail. The existing problems in the design of reactive power compensation in China are analyzed, and practical and effective improvement suggestions are put forward in order to promote the stable and orderly development of the power industry in China. ［Keywords］primary design of substation; reactive power compensation design; analysis; suggestions for improvement1 变电一次设计无功补偿的基本原理

变电一次设计中无功补偿的基本原理是在电路中电场与磁场过渡中，使电能转化为其他形式能源，在这一过程中并不消耗电力，主要作用是为电气设备提供运行能源。无功补偿的能量特点具有周期性，对电力输出有重要作用。具体来说无功补偿自身就是工作本身，不消耗电力，能够为电气设备提供有效能源。在无功功率提供能源的过程中，将具有一定体积密度的电气设备与感性负载与功率负载到相同的电路中，使能量交换在两种负载之间进行。无功补偿是将某一个地方性的负荷装置与感性装置进行并联，确保其提供的能量可以在同一电路的两种负荷作用下进行相互交换，因此，无功补偿实质上就是由电网提供的无功功率转化为交流电源的电容器。

2 变电一次设计无功补偿设计技术分析

2.1 调相机的设计分析

成的，其主要作用是能够有效提高感性无功平衡冗余电容的无功功率，其在电力系统中的传输效率比较小，在轻负载的条件下具有较为良好的效果。如果电力系统的运行状况为轻负荷、小功率，这时电力系统的输电线路的理性无功功率就会降低，而输电线路中电容性作用能够保证输电线路发出的容性充电功率超过理性无功功率，而如果要确保电压水平平衡，就要坚持电力系统的无功平衡，保证电力系统的电压稳定，才能确保系统运行的安全性与稳定性。

2.4 无功补偿器的设计分析

调相机是无功补偿设备最早使用的同步器，其运行原理是与同步电机的空载运行相似，主要是借助励磁运行系统的作用确保系统能够接收到无功功率，从而保证无功电源能够发挥作用。在运行过程中，励磁运转会自动调理设备，可以确保同步调相机能够按照设备发出的电压改动吸收或输出的无功功率，进而确保电力系统的稳定性。但是调相机属于旋转机械，其有功损耗比较大，并且如果同步调相机的容量选择较小，会提高调相机单位容量成本投入。

2.2 电容器的设计分析

无功补偿器是第二代无功补偿设备，就是停止无功补偿器，作用原理是运用当地输电系统的波阻补偿与负载无功补偿。无功补偿器的主要组成包括固定电容器、晶闸管操控电抗器、晶闸管投切电容器以及晶闸管投切电抗器。其中晶闸管投切电抗器的无功补偿作用原理是操控晶闸管触发角，对接入系统的等效电纳进行改动，借此对系统中输出的无功功率进行调理。但是在设备运行过程中因为晶闸管的班控特性，一旦其被触发导通，就只能等其流经的电流小于保持电流后才能断开。因此，每半个电源周期内，并联晶闸管只能导通一次，这表示晶闸管投切电抗器会出现操控滞后问题，这会在一定程度上影响补偿系统的动态呼应功能。

2.5 静止无功发生器

电容器在无功补偿设计中的主要功能是对电力系统吸收或输出容性功率，借此满足感性负载电路与感性负载要求，最终达到无功补偿的目的。电容器一般是并联在系统中的，这样会在一定程度上提高电容负载。在无功补偿设计中应用电容器能够有效降低相关的经济投入，同时其安装与调试工作相对简便，其损耗较低，效率也比高，因此，电容器在我国无功补偿设计中应用比较广泛。但是无功补偿提供的无功功率与相关节点电压的数值关系是成正比的，这意味着一旦降低节点电压来提高无功功率就会导致其提供的无功补偿的无功功率会降低，这会直接影响电力设备的补偿效果。

2.3 电抗器的设计分析

通常在无功补偿设备的设计中，电抗器是以并联方式组

静止无功发生器实质上就是停止无功发生器，也称作停止同步抵偿器，是一种第三代无功抵偿设备。静止无功发生器的基本原理就是在电力系统开始运行静止无功发生器时，其内部运行的线路能够自动改换交流。因为静止无功发生器运行过程中应用的器材都属于全操控器材，可以对其交流上的电压相位进行随意操控，通常情况下，虽然直流上的电压幅值会影响交流上的电压幅值，但静止无功发生器仍然可以在一定内对交流上电压相位进行操控。在对交流上的电压幅值与电压相位进行操控时，可以对静止无功发生器进行相应改动，这表示能够完成交流上的电流相位会超过电网电压相位90°或者落后电网电压相位90°，最终发挥输出无功功率与吸收无功功率的作用。如果忽视无功发生器出现的损耗，那无功发生器与系统之间的有功交流就不存在，只存在无功交流，而直流上的电容电压也基本保持不变。而当静止无功发生器运行时，只要能够吸收足够的有功功率，就会对电容

34丨电力系统装备 2019.4

电力系统装备

Electric Power System EquipmentElectric System电力系统

2019年第4期

2019 No.4

地埋式组合变压器在城市综合管廊供电系统中的应用

刘即勇

（中铁四局集团电气化公司有限公司，安徽蚌埠 233000）

［摘 要］本文以海口市地下综合管廊试点工程为例，对地埋式组合变压器在工程中的应用展开分析，介绍了工程概况、应用的环境与要求，最后探讨了实际应用的建议，目的在于发挥地埋式组合变压器的优势，提高城市综合管廊供电系统的安全性，减少建筑空间，节约城市土地，美化城市。［关键词］地埋式组合变压器；城市综合管廊；供电系统［中图分类号］TM41　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2019）04–0035–02

Application of Buried Composite Transformer in Urban

Integrated Pipe Gallery Power Supply System

Liu Ji-yong

［Abstract］This paper takes the pilot project of underground comprehensive pipe gallery in Haikou as an example to analyze the application of buried composite transformer in engineering, introduces the project overview, application environment and requirements, and finally discusses the practical application suggestions. Give full play to the advantages of buried combination transformers, improve the safety of urban integrated pipe gallery power supply system, reduce building space, save urban land, and beautify the city. ［Keywords］buried combined transformer; urban integrated pipe gallery; power supply system综合智能城市管廊工程主要是将城市中电力、通信、光电、给排水、热力、燃气等管道与线缆集中放入地下隧道，便于各个系统的管理和维修，可有效杜绝由于个别系统的故障维修给路面造成的破坏。工程中的供电系统是管廊机电设备正常用电的主要来源，地埋式组合变压器由四工位环网负荷开工、插入式熔断器、后备保护熔断器、油浸式变压器、插入式负荷绝缘避雷器组成，安装在同一密闭箱体内的紧凑型配电设施。在综合管廊工程中应用地埋式组合变压器，能够最大程度地节约建筑空间，达到较高的绝缘和防水等级，安装、

维护等方面也有一定优势。为此，文章主要对地埋式组合变压器的特点和运用展开分析。1 工程概况

海口地下综合管廊工程分为三个组团分别为西海岸南片区、江东片区、美安科技城片区。建设内容包括43条管廊，共96.47公里，包含单仓、双仓、三仓、四仓管廊；该项目采用PPP模式建设实施，建设期5年。供电系统外部市电引入电压等级为10 kV，电源由就近城市电网引入双回路10 kV电源至综合管廊控制中心10 kV配电所，10 kV高压系统采用单段

充电，才会树立直流电压。3 无功补偿设计改进建议

3.1 提高无功补偿设计水平

这是提高无功补偿设计科学性的关键。首先，要制定合理科学的无功补偿管理方案，对管理者的职责进行合理划分，确保设计工作各部门工作人员能够协调工作，充分发挥各部门的优势，从而提高对电力系统无功补偿设计选择的合理性。其次，要严格把控无功补偿设计中应用到的硬件设备，要重视设备的质量，确保设备的质量能够满足电力系统无功补偿设计要求，保证电力系统的稳定性和安全性。

3.2 重视对设计人员与系统的保护工作

变电一次设计无功补偿系统设计完成后，要对新设备的性能进行检测后才能投入使用，因为新设备性能会与设计预期有一定偏差，所以要对相关工作人员进行安全保护，防止出现意外。除此之外，还要重视对新的无功补偿系统的质量与效能进行保护，保证无功补偿系统能够发挥最好的效能，保证系统稳定与安全。

3.3 加强无功补偿设计与其他部门的合作

在进行无功补偿设计时会应用到机械工程、电气以及自动化、电力工程以及工程绘图等多方专业知识，这就需要电力企业各个部门之间协调合作，并且要对每一环节进行严格把关，及时发现设计过程中存在的问题与不足，尽快改进才能确保无功补偿系统发挥作用。此外，要重视验收工作，要秉着严谨认真的态度开展验收工作，保证验收工作严格有序。

在验收过程中要进行多次实验，从实验中发现问题，并根据发现的问题进行改进，提高无功补偿设计水平，保证系统稳定运行。4 结语

综上所述，各种无功补偿设计都有其优势与缺陷，其中并联的电容器与电抗器在负载改动相对较慢、对抵偿功能要求不高的场所；而无功补偿器与静止无功发生器都是动态无功抵偿设备，都具有良好的抵偿跟从性，能够在一个正弦波周期内发生呼应的同时，完成抵偿容性无功，但是在相同情况下无功补偿器需要的电抗器更大。对当前我国变电设计中无功补偿设计中存在的问题进行研究和分析，对改进当前电力系统有重要意义。在对无功补偿设计中的问题进行研究时，相关设计人员一定要根据实际情况，实事求是，深入探讨和分析无功补偿设计中的关键内容和疑难问题，在此基础上重视关键内容与疑难问题，重点解决。这样才能确保变电一次设计无功补偿设计的合理性与科学性，才能提高无功补偿水平，进而提高电力企业的经济效益，与此同时对电力系统线路的维护也有积极作用，这是促进我国电力产业发展的重要推动力。

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，2016，6（1）：76.[2] 云，张帆.变电一次设计中无功补偿设计分析[J].电子世界，2016（15）：137.

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