变电二次设计中易出现的问题及处理策略白丽霞

变电二次设计中易出现的问题及处理策略白丽霞

白丽霞

石河子市天富电力设计有限公司新疆石河子，832000

摘要：随着城市化进程的加快，各地用电需求持续上升，这不仅推动了电力企业的发展，也为无功补偿技术的实践与应用提供发展空间。现如今，无功补偿已经成为我国变电二次设计的重要发展方向，通过无功补偿技术的应用，有利于实现电力资源的科学调控，完善变电站工作环境，为电力企业的运营提供便利条件。

关键词：变电二次设计；无功补偿；电容器

1、变电二次设计中易出现的问题及无功补偿设计的重要性分析

电力系统运行时，变电站是最关键的一部分，对电力行业的发展起到重要作用，也是保证电力企业供电系统稳定运行的重要环节。变电站是电能输送与传递的重要桥梁，电气主接线也是变电站设计的首要环节，影响着后期电力系统运行时设备的选择与配电装置的分布，人们在它的作用下安装继电保护装置，推动无功补偿设计的可行性。我国地域辽阔，为了满足各地区对电能的需求，大量电能在运输中被消耗，导致各地区的能源分布不均匀。因此，电力企业开始修建变电站，方便电能更好的传输，通过无功补偿设计将电能以合理的方式输送到各个地区，满足用电户对电能的基本需求。在我国，各地已经建立变电站，电力企业通过电气线设计，保证电能良好的传输效果，降低电能传输时产生的损耗，从而实现资源的高效配置[1]。

2、变电站电气二次设计策略

2.1合理选择变电站二次设备

变电站二次设备的选择是变电站正常运行的重要先决条件，因此应该慎重的对待其电子感应器或其他开关装置的选择，如果选择了具有较差性能的感应器，设备运作的自动化水平等会受到影响，而变电站普遍存在进线网格化的现象，对电气二次设备的运转和变电站的运行提供了有效依据。在变电站电气二次设计过程中，因为受许多客观因素的制约，电气二次设计可能会有以下问题出现：

（1）开关。在选择开关的过程中，因为开关对变电站的运行起着决定性的作用，还具有在线监测功能等还影响着变电站的控制和在线监测功能，所以应该基于对变电站具体情况充分了解和掌握的基础上合理选择。另外不同开关配置不同接口，所以在建设变电站时应该注意开关及二次设备的匹配情况可促进变电站的发展更加层次化和化。但需要注意，和常规开关相比开关具有较高的成本，因此应该视情况分析；

（2）如果变电站使用的开关的常规类型的，应该设置数字化接口，但是无法实现在线监测功能；

（3）选择电子互感器时，如果选择的互感器是源式的，为保证电源更加稳定，还需要匹配激光方式。而无源式电子互感器的实现主要是对光学传感技术的有效应用，但其稳定性不足，而且会耗费较多成本，因此一般情况下选择较少。

2.2选择通信规约的要点

变电站电气二次设备的设计过程在通信规约方面一般存在的差异比较明显。站控层网络一般对103通信规约比较适用，而传统的设计不具有操作优势，设计形式也存在较大的局限，因而在较低要求的变电站系统中应用的较多。而另外一种通信规约IEC61850，和103规约相比较具有更加突出的优势，可以为变电站的需求提供满足，但是在成本方面可能花费较多。IEC61850规约对于过程层的网络规约比较适用，主要是因为FT3帧格式的传输延时和实施性能更良。另外IEC60044-8也是一种具有较强针对性的促进变电站发展的重要的通信规约，但其实施会提高成本，在稳定性方面也存在不足，还有待在实践中进一步完善。

2.3网络结构的设计要点

由于变电站的网格结构的层次不同，所以应该根据实特征对每个层次进行合理的设计。设计过程层，主要是对传统和变电站进行有效的区分，所以在设计变电站站控层网络时，应对进行综合考虑各种因素，合理的选择适宜的设计方案，使建设变电站的条件得到满足。

2.4优化设计组屏方案

设计人员在对变电站实施组屏设计的过程中，应该在保证其功能齐全的基础上做到简单易懂，并且根据电压装置等级的不同对其设计时用采用分别组屏方式，然后对每个单独的组屏进行有效的合并。在此过程中设计人员应该注意相关设备如监控主机、工程站设备、远动装置等都应该设置在同一空间内，对于非设备（IEC61850型号）的通信管理机和组屏需要单独进行设置，并根据其他设备的时间状态对IEC61850的设备进行合理的调整。

2.5优化设计端子排图

在对变电站端子排图设计时，取消二次设备的端子是设计的关键，设计人员还应合理的优化空余的控制回路，进而做到简化二次设备及设计，使运行的变电站系统的性能更加可靠。

3、无功补偿技术的流程设计

3.1设置目标

现如今，各地区变电所开始广泛应用无功补偿技术，并通过设置技术实施目标强化无功补偿技术的流程设计。电力企业通过对各地区的实地调查，发现很多变电站功率因数比较低，负载变化幅度较大，部分变电站内使用的设备都以变频方式为主，实现电力的有效供应。虽然这样做可以满足该地区用电户对电能的需求，但是长时间应用下会出现高次谐波，影响驱动仪器运行的稳定性，甚至给电力系统带来安全隐患。因此，要求电力企业对无功补偿目标加以设备，保证无功补偿设计符合变电设计需求。

SVG是新一代动态无功补偿与谐波治理领域的技术代表。SVG动态无功补偿的主电路包含控制系统、电抗器与IGBT功率变换器，SVG可以对功率变换器加以控制，通过对功率变换器的有效调节输出电压，进而调节电抗器中的电流，使SVG动态无功补偿发出满足要求的无功电流，实现无功补偿的目的。不仅如此，使用SVG产生指定的谐波来补偿负荷中的电流谐波，可以实现谐波补偿的目的。

3.2补偿手段

在过去，人们使用集合式电容器进行无功补偿，从而抑制谐波产生的不良影响。但是这种补偿手段的效果并不明显，谐波没有得到高效抑制，不同等级之间，电容器容量跳跃程度较大，变电站无法实现精细化管理。现如今，电力企业开始使用无功补偿技术，通过SVG装置调节电容器的容量，从而使电容器的响应速度符合无功补偿的性能需求。

某电力企业在应用无功补偿技术时，使用的是SVG动态无功补偿，对电力系统的功率因数进行动态补偿，降低线路损耗，从而达到节能降耗的效果。无论是整流设备，还是异步电动机，都会导致配电系统产生大量负荷，系统运行时消耗大量无功，增加线路上的损耗，不利于电压质量的提升，进而加大了电费支出，增加了变压器的损耗，不利于降低企业生产成本。应用SVG动态无功补偿后，SVG可以随着负荷无功的变化实现动态无功补偿，降低线路损耗，提高供电设备利用效率。不仅如此，SVG可以实现谐波的动态补偿，改善电能质量。SVG采用以IGBT技术为代表的有源滤波技术，响应速度快、可靠性高、动态跟踪补偿基波无功及各次谐波，SVG具备滤波性能不受系统参数变化的影响、无谐波放大危险等突出优点，是动态无功补偿和谐波治理的节能解决方案。

3.3补偿设计要点

企业进行无功补偿设计时，需要科学选择控制点，并在最短时间内识别功率因数的大小，查看无功补偿装置的灵敏程度，掌握无功补偿的响应时间，从而降低高次谐波对电力系统造成的不良影响。某电力企业的工作人员为了保证输电系统的稳定控制，提升线路电力传输的容量，在远距离线路中特别安装了SVG装置。该装置可以在电力系统正常工作状态下补偿线路无功功率，还能够在系统故障状态下提供无功调节，维护系统的稳定性，提高线路的输电容量。

结语：

总之，变电站电气二次设计包含复杂的设备结构，因此为使二次设备的运行更加稳定和安全，应该按照具体情况对电气二次设计质量加强控制，通过电气设备和通信规约等的合理选择，奠定了变电站发展和创新的基础。

参考文献

[1]ＧＢ／Ｔ２６３９９—２０１１电力系统安全稳定控制技术导则［Ｓ］

[2]钟澎.智能化变电站中电气二次设计要点研究[J].中国高新技术企业,2014(33):31-32.

[3]张众,崔元媛.智能化变电站中电气二次设计要点分析[J].科学中国人,2015(35).