变电站无功补偿

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1、无功补偿的定义目前来说，常用的无功定义主要有：时域分析法和频域分析法，这两种分析和定 义是两种不同的方式，但他们最终的结果类似，频域分析法主要是按照傅里叶函 数进行的分解，考虑了多次谐波的影响。目前国内流行的几种电能质量治理方式主要有以下几种：一、固定补偿：这种方式主要针对稳定负荷，其主要作用是稳定无功需求，满足系统无功用量， 避免供电公司罚款。二、分组补偿这种方式主要是针对负荷有所波动，但负荷在某一阶段比较稳定而设置的补 偿，目前的分级数量一般不超过8组。而且其容量也有所限制，这种方式现在一 般容量限制在6400kvar。三、调压型补偿这种方式的优点是电容器和电抗器一般是在额定电压之下工作，

2、有有利于延 长补偿元件的使用寿命，其控制也较简单，主要是通过控制调压器的档位变化， 调节电容器两端的端电压，对电容器输出容量进行调节；但其也是分组调节的一 种，不能实现无级调节。四、无源补偿目前的补偿方式主要有：MCR、TCR、TSC等形式的SVC型补偿方式，这些补 偿方式，响应速率较快，一般在20ms以下（MCR除外），而且能够做到线性调节, 也可做到按需补偿，通常补偿的功率因数较高。五、有源补偿目前流行的有SVG、SVC+等形式，其主旨是有源补偿和滤波器，其原理是 通过监测系统无功需求，调节补偿系统产生方向相反的电流，来抵消系统的无功 电流，占地面积较小。六、有源滤波器目前比较典型的是AP

3、F,主要是以滤波为主，原理类同于SVG。变电站无功补偿容量的确定变电站无功补偿容量的确定：以前国标及很多文献仅仅提出按照变压器容量的10 30%进行补偿，具体准确的数量，没有确定；在这里我来告诉你们：在变电站内按照无功优化的原则，我们只考虑变电站内的 无功需求，在变电站内的无功需求主要是变压器；针对变压器来说，其无功需求有两类，一是空载励磁无功需求，另一类是变 压器负载无功需求；空载无功需求主要和变压器空载励磁电流大小有关，空载励 磁电流一般变压器铭牌上会直接告诉你，不必计算；变压器负载无功需求主要和 变压器负载率有关，也和变压器电抗率，及短路电压百分比有关系；总之，变压器的补偿主要是空载无功

4、需求和负载无功需求；说到这里大家应 该很明白了吧；其实就是：无功需求量二空载无功量+ （变压器负载率*变压器额定容量*短路电压 百分比），这就是变压器的具体补偿容量讨论了确定变电站无功补偿电容器容量的计算方式无功补偿，就其概念而言早为人所知，他就是借助于无功补偿设备提供必要的无 功功率，以提高系统的功率因数，降低电能损耗，改善电网质量。无功功率的传 送会引起有功功率和电压的损耗，为了减少损耗，应合理补偿无功功率。 35110kV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾 负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10 %30%配置， 并满足35110kV主变压器

5、最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。现以我 公司110kV东城变电站扩建增设无功补偿电容器为例进行探讨。1变电站基本情况1111155815112 5813白庄站 成武站东城站 缗城站110kV东城站在系统中的位置如图1所示，正常方式由110kV成东线供，通过缗东 线与济宁电网相联。该站2004年建成投运，一台主变容量31.5MVA，作为“提高 输送能力”的一项措施，在变电站投产时需加装无功补偿电容器。图1东城站在系统中的位置2计算补偿容量的不同方法依据电力系统电压和无功电力技术导则、国家电网公司电力系统无功补偿配 置技术原则要求，从不同考虑点计算得出不同的容量要求，求其最大值做为变

6、电站无功补偿容量的依据。（1）按补偿主变压器无功损耗计算东城站1号主变参数及110kV侧、35kV侧负荷见表1. 表1、110kV东城站1号主变压器参数空载损耗空载电流短路电压短路损耗35kV侧负荷P/kW0I /%0U 12(%)kP31/kWk/MVA26.0820.2610.02154.05816.4+j7.5短路电压短路损耗短路损耗10kV侧负荷U 13/%P 12/kWP 23/kW/MVAk15.77k145.426k123.943.5+j1.8额定容量/MVA31.5/31.5/31.5短路电压U23/%k7.1空载漏磁无功损耗：Q aS =1 %S x 10-2=0.26x 3

7、1.5 x 10-2=0.08Mvar 000 N额定负载漏磁功率：Q =U %S x10-2=10.02x31.5x10-2=31.5Mvar k12k12 2NQ =U %S x 10-2=15.77 x 31.5 x 10-2=4.96Mvark13k13 3NQ =U %S x 10-2=7.1x31.5x 10-2=2.23Mvark23k23 3NQ 二K1=2.94Mvar31.5+4.96-2.23231.5+2.23-4.96Q +Q -QK12K13K232Q 二K2=0.21MvarS 2 (Q +Q -Q )2NK12K23K132=2.02MvarQ 二K32S 2(

8、Q +Q -Q )3NK13K23K124.96+2.23-3.15=0.068Mvar=0.21x Q =Q xK2 K2S2231.52216.42+7.52S 22N=0.03Mvar=2.02 x Q =Q xK3 K3S 23.52+I.82S 233N31.522=Q xK1Q =Q xK1 K1S 2(P +P +P +P ) 2+(Q +Q +Q +Q ) 212K2 3K32K2 3K3S 2S 21N1NoQ xK1z、(P +P ) 2+(Q +Q +Q +Q ) 2232K2 3K3S 21N=2.94x(16.4+3.5)2+(7.5+0.068+1.8+0.03)2

9、31.522= 1.435Mvar变压器无功损耗：Q =Q +Q +Q +Q =0.08+1.435+0.068+0.03=1.61MvarT 0K1K2K3补偿容量 Q +Q =1.61MvarCt(2) 按补偿变压器无功损耗同时补偿输电线路无功损耗计算110kV 成东线型号为 LGJ-240, R0.13Q/km, X0.416Q/km,线路长度4.56km 成东线带东城站负荷时线路无功损耗：X lLX l=Lx l=LQ =I2X =LL3U2S2P2+Q23U2 x 0.416 x 4.56=0.05Mvar补偿容量 Q =Q +Q +1.61+0.05=1.65MvarCTL(3)

10、按东城站最高负荷时变压器高压侧功率因数不低于0.95计算。110kV东城 站1号主变压器高压侧最高负荷S 二P+Q=20.394+j12.5max功率因数：=0.85Cos (p =P20.394丿P2+Q2丿20 . 3 942+12 . 52 补偿容量：Q 二Q=P(tgp-tgarccos0.95)=20.394x (tgarccos0.85-tgarccos0.95)CT=5.93Mvar220kV以及以上电压等级变电站还需要考虑满足电压的要求配置无功补偿电容 器。3补偿容量的确定为满足各项要求，取三种计算方式的最大值，补偿容量应为Q =MAX(Qc)com=5.93Mvar。另外，1

11、10kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6Mvar, 35kV变电站无功 补偿装置的单组容量不宜大于3Mvar,单组电容的选择还应考虑变电站负荷较小 时无功补偿的需要。电能质量治理目前的电能质量治理，主要是谐波和无功，所以变电站的补偿也分两部分，一是 供电公司的变电站，这一类变电站，主要是无功不足，需要补偿的无功主要是变 压器的无功需求和下级供电线路的无功需求。此类变电站，主要是考虑变压器的无功需求，保证变压器的无功需求平衡，补 偿时，其补偿容量一般选为变压器容量的10 %30%，具体补多少要看变压器的空 载励磁需求和变压器本身的阻抗容量电能质量产品介绍、概述：WGK系列：应用于400V系

12、统范围内，大多用在工业用户的配电厂房、接近负荷的 场所，主要补偿400V 母线的无功功率，兼做抑制谐波的作用，但不能完全滤除 系统谐波。二、详细说明：低压产品：SVG系列：应用于电气化铁道、电弧炉等冲击性负荷，可进行动态无功功率补偿、 电压控制和谐波治理。可以平滑调节系统中的无功功率，实现动态无功补偿和谐 波治理的功能。APF系列：应用于lkV及以下系统范围内，与负载并联使用，用于煤矿、冶金、 化工、交通、通信等各行业内，能够有效的治理负载谐波，改善电网质量，降低 电能损耗。WGK系列： 应用于400V系统范围内，大多用在工业用户的配电厂房、接近负 荷的场所，主要补偿400V 母线的无功功率，

13、兼做抑制谐波的作用，但不能完全 滤除系统谐波。高压产品：TCR+FC型SVC系列：应用于635kV系统的配电端，对于三相不平衡负荷及冲 击性负荷有较强的适应性，例如矿用提升机、电弧炉等冲击性负荷。通过分相平 滑调节系统中的无功功率，可进行动态无功功率补偿、三相不平衡补偿、电压控 制和谐波治理。DWZB系列：应用于635kV系统的配电端，三相平衡补偿，成套装置可分9级调 节，补偿精度较SVC低，较TBB高。目前已经普遍应用于风电、煤矿、冶金、化 工等行业内。主要用于补偿系统无功功率。TBB系列： 应用于635kV系统的配电端，三相平衡补偿，普遍应用于风力电 厂、煤矿、冶金、化工等行业内。主要用于负荷相对稳定的场所，用于补偿系统 无功功率。