变电站无功补偿容量的计算

摘 要：本文通过工程实例，对变电站无功补偿容量选择和校验进行了分析，并对电容器无功补偿容量的选择及分组校验进行了简述。

关键词：变电站 电容器 无功补偿 计算

中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0119-01

电力电容器是变电站及用户的重要设备，在电力系统中的主要作用是补偿电力系统的无功功率，提高系统的功率因数改善电压品质，减少线路的损耗，提高电网输送电能能力。电容器的合理配置，可以减少电网运行的投资，对电网提高经济效益有较大的意义。而电容器选型不当，则会影响经济效益，甚至造成事故。因此对电容器进行合理的配置和选型，是变电站的一个重要内容。本文就电容器配置和选型计算进行分析。

1 电容器容量的选择

对于电网中的变电站而言，主要损耗来源于主变压器和线路。因此变电站的容性无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。应能满足主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于电网的要求（220 kV变电站功率因数不低于0.95，110 kV及以下不低于0.91）。下面，我们就以一座220 kV变电站的无功补偿容量配置为例来进行电容器配置的计算。

某220 kV变电站，电压等级220/110/35 kV，远期3×180 MVA主变压器，本期1×180MVA主变压器。低压侧终期12回出线，本期4回出线。主变压器短路阻抗Ud1-2=14%，Ud1-3=24%，Ud2-3=8%，容量比100/100/50。

（1）主变的无功损耗。

主变按满载情况计算：S1=180 MVA

则单台主变的无功损耗为

高压侧：QT1=（S12×X1）/Un2=（S12×（Ud%×Un2/100/ S1）/Un2=27Mvar

（其中

）

同理 中压侧： QT2=0Mvar

低压侧： QT3=8.1Mvar

（2）线路的无功损耗QL。

QL=3nLI2X

（式中：n为每段母线所带的线路回数，L为每回线路长度，取L=1 km；I为回路电流，按每回线路带20MVA容量计算，k为出线电缆单位阻抗，按X=0.12 Ω/km）最后计算得QL=0.155 Mvar

（3）线路的充电功率。

QC=qL

（式中：QC线路充电功率；q为线路单位长度的充电功率，取q=0.09 Mvar/km；L为线路长度。）

最后计算得QC=0.09 Mvar

因此，主变所需的无功补偿容量为：

Q=QT+QL-QC=35.165 Mvar

由以上计算可知，本期主变负载率为100% 时，所需的无功补偿容量为36.21 Mvar。还需考虑主变最大负荷时，高压侧功率因数不低于0.95，因此本期35 kVⅠ段母线配置电容器3组，容量均为12 Mvar。

2 电容器的分组校验

电容器的分组，还需满足最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%的规定。因此，需对分组容量进行校验。

35 kV母线发生短路电流为Id=24.70

kA，短路容量Sd=√3×Ue×Id=1583 MVA。

△U%=（Qcm/Sd）×100%=0.76%。

能满足电压波动的要求，因此，电容器分组容量选择适当。

3 结论

合理进行无功补偿是保证电压质量和电网稳定运行的必要手段，对提高输送能力和降低电网损耗具有重要意义。变电站集中补偿电容器的容量确定需要考虑补偿后功率因数合格、各种运行方式下电压合格、无功就地平衡等方面的因素，同时必须考虑单组电容器投切不应引起电压波动过大，本文选择了一个算例，对电容器容量的确定进行了分析。

参考文献

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