论变电站并联电容器配置

2018-06-28宋巍

机电信息 2018年18期

宋巍

（中山电力设计院有限公司，广东中山528403）

1 基本要求

220 kV及以下电压等级的变电所中，应根据需要配置无功补偿设备，其容量可按主变压器容量的0.1～0.3确定。如表1所示，当主变压器处于最大负荷时，其二次侧的功率因数不应小于表1中对应数值；或者由电网供给的无功功率与有功功率的比值应小于表1所对应的数值。

表1 220 kV及以下变电所二次侧功率因数规定值

变电所并联电容器组应具备频繁投切功能，并装设自动控制装置，经常保持变电所二次母线的功率因数在规定值范围内。

电力用户的功率因数应达到下列规定值：

（1）工业用户需要高压供电的，以及高压供电装有带负荷调整电压装置，其电力用户功率因数应确保在0.90以上。

（2）其他用户中，需要110 kVA（kW）及以上供电及中型大型电力排灌站，其电力用户功率因数应确保在0.85以上。

（3）趸售用户及农业用户，其电力用户功率因数应确保在0.80以上。

2 无功负荷

220 kV变电站的无功负荷可归纳为以下几种类型进行分析：

（1）可按功率因数要求值估算电压层间的无功负荷，该类型无功负荷包括220 kV电压等级以下的变压器、电抗器、电动机、输电线路等设备的无功损耗。

220 kV变电站电压层间无功负荷Q可按下式估算：

式中，Q1、Q2为变压器110 kV、10 kV侧无功负荷（Mvar）；S1、S2为通过变压器110 kV、10 kV侧绕组的负荷容量（MVA）；cos φ1、cos φ2为变压器110 kV、10 kV侧功率因数。

（2）220 kV变压器无功损耗也是电网中主要的无功负荷，它消耗的无功包括两个部分：并联支路的励磁损耗和串联支路的漏抗损耗，即空载励磁无功功率和负荷电流通过漏抗产生的无功损耗。变压器总的无功损耗约占变压器额定容量的10%～20%。

220 kV三绕组变压器无功损耗QT为：

QT=QZT+QYT=Ud1%（ST1/SN）2+Ud2%（ST2/SN）2+

Ud3%（ST3/SN）2+I0%SN/100

式中，QZT为变压器串联支路无功损耗；QYT为变压器并联支路励磁损耗；Ud1%、Ud2%、Ud3%为变压器高、中、低压绕组短路电压百分数；ST1、ST2、ST3为变压器高、中、低压绕组通过负荷容量（MVA）；I0%为变压器的空载电流百分值；SN为变压器额定容量（MVA）。

3 变电站无功功率平衡分析

3.1 工程概况

220 kV A站最终及本期建设规模分别为4台及2台240 MVA主变压器，变压器阻抗电压Ud（1-2）%、Ud（1-3）%、Ud（2-3）%分别为14、35、21。

220 kV终期出线规模6回，本期出线2回，本期新建500 kV B站—220 kV A站双回送电线路路径长约2×12.4 km。其中，2×0.6 km为电缆线路，截面为2 500 mm2；2×11.8 km为架空线路，截面选用630 mm2。远期考虑增加2回架空出线，长约2×20 km，截面选用630 mm2。

110 kV终期出线规模14回，本期出线6回，其中：

（1）新建220 kV A站—110 kV C站双回架空送电线路路径长约2×1.2 km，截面选用400 mm2。

（2）新建220 kV A站—110 kV D站双回送电线路路径长约2×5.1km，其中架空线路路径长约2×2.9km，截面采用400mm2；电缆路径长约2×2.2 km，截面选用1 000 mm2。

（3）新建220 kV A站—110 kV E站双回架空送电线路路径长约2×4.5 km，截面选用400 mm2。

远期考虑新增6回出线，其中4回为架空出线，平均长度约4.5 km，截面选用400 mm2；2回为电缆出线，长约3 km，截面选用1 000 mm2。

10 kV终期出线规模30回，本期20回，全部采用电缆出线，截面选用3×300 mm2。

本期220 kV A站网络接线示意图如图1所示。