一種110kV降壓變電站無功補(bǔ)償配置方法

（河南龍?jiān)丛S繼科技發(fā)展股份有限公司，河南鄭州,450011）

一種110kV降壓變電站無功補(bǔ)償配置方法

馬 彬,王 強(qiáng),劉寶江

（河南龍?jiān)丛S繼科技發(fā)展股份有限公司，河南鄭州,450011）

無功補(bǔ)償是降低網(wǎng)損、改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量最方便、最經(jīng)濟(jì)有效的方法之一，本文通過工程實(shí)例詳細(xì)剖析了110kV變電站的無功功率配置問題。針對(duì)一些三繞組變壓器中、低壓側(cè)負(fù)荷無法正確統(tǒng)計(jì)的問題提出了大、小容載比下負(fù)荷功率均分的處理方法，經(jīng)計(jì)算分析這種處理方法滿足該變電站運(yùn)行要求。證明該處理方法有其實(shí)用價(jià)值。對(duì)其它類似工程有一定參考價(jià)值。

無功功率；變電站；補(bǔ)償容量；計(jì)算分析

合理進(jìn)行無功補(bǔ)償是保證電壓質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要手段，對(duì)提高輸送能力和降低電網(wǎng)損耗具有重要意義。國(guó)家電網(wǎng)公司2008年頒布的《電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》有關(guān)功率因數(shù)的規(guī)定，35kV-110kV變電站的容性無功補(bǔ)償以補(bǔ)償主變壓器無功損耗為主，并適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè)的無功損耗。要求變電站按主變壓器容量的10%～30%配置，并滿足35kV～110kV主變壓器最大負(fù)荷時(shí)，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95。但具體計(jì)算方法沒有明確指出。對(duì)于三繞組變壓器，補(bǔ)償電容器都安裝在低壓側(cè)母線上進(jìn)行無功功率的集中補(bǔ)償。在實(shí)際工程中詳細(xì)統(tǒng)計(jì)中、低壓側(cè)負(fù)荷往往很困難，而總負(fù)荷則能根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏σ?guī)劃容載比系數(shù)推算出來。由于補(bǔ)償裝置安裝在低壓側(cè)母線，而中、低壓無功損耗并不相同，這就給分析計(jì)算補(bǔ)償容量帶來了麻煩，本文提出將總負(fù)荷均分后再進(jìn)行分析計(jì)算補(bǔ)償容量的方法，結(jié)果滿足工程需要。現(xiàn)以某供電區(qū)110kV某變電站擴(kuò)建增設(shè)無功補(bǔ)償電容器為例進(jìn)行分析探討。

1 變電站基本情況

110kV某變電站在系統(tǒng)中的位置，該變電站現(xiàn)階段容量2×120MW，接至500kV變電站的110kV間隔。500kV變電站現(xiàn)有3個(gè)110kV備用間隔，其110kV側(cè)母線實(shí)際運(yùn)行電壓為115kV。本次擴(kuò)建110kV變電站經(jīng)25kM架空線至500kV變電站，擴(kuò)建前1×50MW，擴(kuò)建后容量達(dá)到3×50MW。

1.1 計(jì)算補(bǔ)償容量的不同方法

依據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》、《國(guó)家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》要求，由不同角度計(jì)算可得出不同的容量要求。

（1）按最高負(fù)荷時(shí)變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95計(jì)算。

（2）按補(bǔ)償主變壓器無功損耗計(jì)算。

（3）按各種運(yùn)行方式下電壓合格計(jì)算。

本次計(jì)算以該地區(qū)實(shí)際負(fù)荷作參考。由于本期建設(shè)后該變電站達(dá)到兩臺(tái)主變規(guī)模，因此無功調(diào)壓按照大、小負(fù)荷方式進(jìn)行計(jì)算，分大、小負(fù)荷水平，參見表1。

表1 DHT變電站負(fù)荷情況表

1.2 電網(wǎng)電壓及負(fù)荷功率因數(shù)

本次計(jì)算論證中,對(duì)該變電站中低壓側(cè)外供負(fù)荷的功率因數(shù)按線路末端0.95統(tǒng)一考慮。若達(dá)不到的，應(yīng)在相應(yīng)變電站進(jìn)行補(bǔ)償使之達(dá)到。

1.3 運(yùn)行方式

選取2015年進(jìn)行調(diào)壓計(jì)算，分為大負(fù)荷和小負(fù)荷兩種方式：

方式一：低電壓—變電站大負(fù)荷

方式二：高電壓—變電站小負(fù)荷

2 初值選擇

2.1 主變額定電壓設(shè)定

根據(jù)該地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀實(shí)際情況，主變分壓開關(guān)初選為110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5kV。

2.2 無功補(bǔ)償容量

結(jié)合電網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展，在本次方案校核中，該變電站無功補(bǔ)償容量初步按單臺(tái)主變補(bǔ)償一組（3000+4800）Kvar電容器考慮。

本設(shè)計(jì)按小負(fù)荷、大負(fù)荷系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)負(fù)荷，《電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》所需功率因數(shù)確定功率因數(shù)， 35KV側(cè)及10KV側(cè)功率以平均分配作為計(jì)算前提，進(jìn)行計(jì)算。

3 調(diào)壓結(jié)果計(jì)算

根據(jù)上述條件進(jìn)行不同方式的計(jì)算校核，計(jì)算結(jié)果見表2。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在大負(fù)荷方式下，該變電站容性無功補(bǔ)償投入2×4.8Mvar，高壓側(cè)功率因數(shù)可達(dá)到0.953，滿足《電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》要求。＃1、＃2主變每臺(tái)主變下電容器組數(shù)1×(3+4.8)Mvar，補(bǔ)償度為15.6%。在此基礎(chǔ)上對(duì)該變電站無功進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表3

4 計(jì)算結(jié)果分析

4.1 無功補(bǔ)償度

為滿足《電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則》要求，需將＃1、＃2主變每臺(tái)主變下電容器組配置為1×（3000+4800）Kvar。補(bǔ)償度為15.6%。經(jīng)計(jì)算，上述配置可以滿足無功調(diào)壓的需要。

4.2 補(bǔ)償作用

該變電站裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置主要是為了滿足《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》對(duì)功率因數(shù)的要求及無功分層平衡、降低網(wǎng)損的目的，兼有調(diào)壓功能。

4.3 主變分接頭選擇

由計(jì)算結(jié)果可知，該變電站＃1、＃2主變采用110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5kV的分接頭能夠適應(yīng)多種

表2 主變調(diào)壓及無功補(bǔ)償初步計(jì)算結(jié)果表單位：kV、MW、Mvar

表3 主變調(diào)壓及無功補(bǔ)償計(jì)算結(jié)果表單位：kV、MW、Mvar

運(yùn)行方式下的調(diào)壓需要。

5 結(jié)束語

變電站集中補(bǔ)償電容器的容量確定需要考慮補(bǔ)償后功率因數(shù)合格、各種運(yùn)行方式下電壓合格、無功就地平衡等方面的因素。同時(shí)必須考慮單組電容器投切不應(yīng)引起電壓波動(dòng)過大，樞紐變電站還應(yīng)考慮留有一定的備用容量。本文選擇了一個(gè)計(jì)算過程相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)例，通過負(fù)荷側(cè)功率均分的方法分析計(jì)算補(bǔ)償容量，結(jié)果滿足工程實(shí)際要求。實(shí)際應(yīng)用中110kV及以下采用三繞組變壓器的變電站確定并聯(lián)電容器容量一般只考慮1～2個(gè)方面即可，既簡(jiǎn)化了計(jì)算，又能滿足工程實(shí)際需要。

[1] 侯廣松.變電站無功補(bǔ)償電容器容量計(jì)算[J].山東電力,2006,6：37-39、52.

[2] 國(guó)家電網(wǎng)公司.電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則[S].2008.

[3] 劉望來,周珊,舒英利等．無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2008,14（5）：17-18.

Method for reactive power compensation in a 110kV buck substation

Ma Bin,Wang Qiang,Liu Baojiang
（Henan Longyuan XJ technology development Limited by Share Ltd,Henan Zhengzhou,450011）

Reactive power compensation is one of the most convenient and effective methods to reduce the loss of power network and improve the voltage quality of power network.This paper analyzes the reactive power allocation of 110kV substation in detail through engineering examples.For some three winding transformer,the low side of the load can not correctly statistics is proposed, high-capacity load than the load power is equally divided among the processing method,by calculation and analysis that this method can meet the requirements of the operation of the transformer substation. It is proved that this method has practical value. Reference value for other similar projects.

reactive power;substation;compensation capacity;calculation analysis

馬彬（1983-），男，碩士，主要研究方向：電力系統(tǒng)安全運(yùn)行與保護(hù)、電網(wǎng)優(yōu)化分析；

王強(qiáng)（1984-），男，碩士研究生，從事電力系統(tǒng)安全運(yùn)行與保護(hù)研究。