500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置技術的研究

何 文

（廣東順容電氣有限公司，廣東 佛山 528000）

500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置技術的研究

何 文

（廣東順容電氣有限公司，廣東 佛山 528000）

隨著科學技術的不斷應用，GIS設備也已經投入我國的電力事業中，但是無功補償設備電容器由于受到技術等因素的制約，一直在發展轉型中沒有更大的技術突破，尤其是對于500kV電壓等級的大型變電站而言，無功補償設備的容量大、裝置數量多已經成為變電站改造管理中的重大問題。隨著我國經濟社會的進一步發展與人民生活水平的不斷提高，電力系統的優化工作在生活中產生了重要的作用，對于電力系統中常見的故障而言，只有通過科學的手段對電力系統進行不斷優化設計，才能保證整個電力系統進行整體穩定運行。

500kV變電站；5kV無功補償；設備；集中優化布置；技術

近年來，隨著我國國民經濟的快速發展，變電站的管理運行工作面臨著巨大的社會挑戰，特別是變電站的征地難問題已經成為制約我國電力事業不斷發展的重要影響因素。因此，在電力設備優化改造過程中，進一步解決好我國電力企業的征地難問題，有效減少電力設備的占地面積，已經成為現階段整個變電站設計優化過程中的重要任務之一。

一、500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置技術的重要性

本文為了有效解決我國現階段500kV電壓等級大型變電站無功補償過程中設備裝置占地面積較大的問題，重點對35kV無功補償設備集中優化布置技術的相關內容展開論述，文中通過采用一種箱式的電容器，聯合避雷器箱體相關布置以及油串抗及隔離開關、HGIS集成優化布置技術進行設計分析，通過研究發現，這種技術不僅減少了常規無功補償過程中對土地資源的大量浪費，而且大大提高了變電站的運行效率。

二、500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置技術的研究

（一）500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置工程案例概況

500kV大型的變電站位于我國廣東省某地區，該項目主要依托順容電氣有限公司的強大技術創新能力，本次技術實施主要采用兩臺實際負荷分別為750MVA和500kV的變壓器，以及采用最終規模分別為750MVA與500kV的變壓器，實際出線500kV、最終6回、本期2回；出線220kV、最終16回、本期10回。而本項目實施過程中主要安裝四組60MVar的電容器設備以及最終安裝8組60MVA電容器設備及4組60MVA的電抗器設備。

（二）500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置方案

本次集成優化布置技術方案旨在解決500kV變電站無功補償過程中的占地受限問題，技術方案在實施過程中，主要針對35kV無功補償設備的相關配電裝置進行重新布置優化，重點采用了隔離開關避雷器箱體內集成優化布置方式以及油串抗集成優化布置方式，同時聯合特大電容器件箱式電容器等結構布置優化方式進行設計。

在此結構布置的前提下，通過在HGIS設備中進一步有效集成35kV敞開式無功補償配電裝置設備中的電流互感器、隔離/接地開關、電壓互感器以及接地開關、隔離開關避雷器等眾多的電力設備，通過這一設計優化方案不斷減少500kV變電站無功補償過程中的用地面積。本次項目對500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置設計過程中，重點采用了超大容器件的箱式電容器設備，從而在連接過程中，采用串聯技術方式，對該超大容量的電容設備進行有效連接，從而將組建好的電力設備置入油箱之內，并將油浸式串聯電抗器與油管相連接，由此使避雷器以及電抗器前端的隔離開關被箱體外殼所隔離，最終將整個大型的無功補償設備集成于一個外殼中，然后技術人員采用科學的絕緣設計工藝以及先進的技術手段，將電力系統設備的故障風險不斷降低，從而實現了對500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置的目的和效果，如圖1所示。

三、無功補償設備集中優化布置技術的創新點以及應用效果分析

（一）無功補償設備集中優化布置技術指標

本次項目集中優化設計過程中，主要采用了隔離開關避雷器箱體內集成優化布置方式，以及油串抗集成優化布置方式，同時聯合特大電容器件箱式電容器等結構布置優化方式進行設計。與我國傳統的框架式電容器加干式串聯電抗器敞開式布置相比，本文所研究的這一結構設計優化方式，在技術結構的布置方面具有很好的創新性，而且技術方式更加科學、安全與可靠，大大提高了變電站電力設備的運行效率，使大型設備的運行更加長效，同時也使設備的運行維護量不斷減少，特別是在隔離開關避雷器箱體內，集成優化布置方式以及油串抗集成優化布置方式，聯合特大電容器件箱式電容器等結構布置優化方式并采用HGIS布置技術方案展開科學優化設計，與傳統的敞開式無功補償設備集中布置技術方案相比，大大節省了系統無功補償的實際占地面積。

（二）無功補償設備集中優化布置技術應用效果評析

通過上述論述發現，本項目對500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置技術的應用，產生了巨大的經濟效益和社會效益，具體的成效指標評價見表1。

從表1中的對比情況來看，我國電力系統中傳統的框架式結構電容器組主要通過單臺電容器設備進行集成化優化布置與結構設計，同時采用焊接技術工藝將電容器內部的相關元件進行有效連接，因此在這種情況下，有可能會導致電容器相關元件的薄膜端部出現嚴重的燙傷情況，同時也可能會造成焊接點毛刺尖端放電的情況，一旦焊接點毛刺尖端放電，則會使電容器的絕緣部位受到嚴重的損傷，從而破壞電容器相關元器件。而采用本項目設計的箱式電容器，通過冷壓接技術工藝對箱式電容器的內部相關組件進行焊接，因此不會出現焊接點尖端毛刺放電的情況，以及電容器薄膜被燙傷的情況，所以在某種程度上而言，大大提升了箱式電容器的整體運行性能。

通常情況下，電容器的使用周期與電容器內部的運行溫度具有一定的關聯性，因此結合電容器的“八度運行”定則，當箱式電容器的內部運行溫度每上升八度時，就會導致箱式電容器的設計使用周期縮短一半。與箱式電容器相比，傳統的框架式結構電容器內部的芯子最高運行溫度為60℃左右，而箱式電容器的內部芯子最高溫度則始終保持在60℃下，因此二者僅從電容器內部的芯子溫度情況進行比較，可以看出，箱式電容器的整體運行溫度更低，大大延長了電容器相關運行組件的使用周期。與此同時，也保證了箱式電容器的安全、穩定運行。

從系統設計運行的穩定性來看，傳統的框架式結構電容器在構件方面相對簡單，因此設備的更換更加方便。通常框架式結構的電容器強場選擇都保持在57kV/mm左右，因此這種結構的電容器成本造價更低，但是其具有一定的不足之處，主要是系統的過電流能力相對較弱。另外，抗過電壓的能力也不足。但是箱式電容器在設計過程中為了克服這一弊端，主要的設計理念就是將系統中的故障減小到零，因此箱式電容器在場強選擇方面都不足42kV/mm，從而保證了500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置技術的應用具有一定的科學性。

表1　

結語

綜上所述，500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置技術十分重要，在此背景之下，本文將重點對我國500kV變電站35kV無功補償設備集中優化布置技術的相關內容進行研究論述，以此不斷提高我國的電力運輸水平，從而促進電力系統設備不斷朝著智能化以及集成化和高效化方向發展。

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