110kV变电站并联无功补偿电容器组配置探究

110kV变电站并联无功补偿电容器组配置探究

李婧

李婧

（国网河北省电力公司沧州供电分公司）

摘要：本文就目前电网大量而普遍使用的无功补偿装置——并联电容器补偿装置的配置接线、容量配置与电容器选型,结合已投运的一些无功补偿成套装置情况,通过对电网无功补偿的浅析,对110kV变电站10kV并联电容器的组成形式、接线构成、保护配置进行了简单的介绍,并且以110kV某变电站为例,从设计的角度对110kV变电站并联无功补偿配置进行选择与分析。

关键词：110kV；变电站；并联无功补偿；电容器组；配置

无功平衡是保证电力系统电压质量稳定的前提基础，在电力系统中国，科学化的电压控制与无功补偿，既能能保证电压质量，还能在此基础上保障电力系统的安稳运行。

并联电容器是电网无功补偿的重要设备，根据不同负荷水平来确定电容器的投切，不但是保证电网稳定运行的重要技术手段，还可以达到减少网络损耗、消除过载和改善电压分布的效果。

变电站并联无功补偿装置，应按地区补偿无功负荷，就地补偿变压器无功损耗的原则进行配置，无功补偿设备应随负荷变化及时投切，此外电抗率、无功补偿容量和分组容量应合理确定，满足国家有关标准要求，广州电网中，并联电容器占整个无功补偿设备的90%以上，在网内占有十分重要的地位。为此本文根据新的规范对110kV某变电站无功补偿装置的配置进行选择和分析。

一、并联电容补偿装置的接线

并联电容补偿装置主接线方案的设计对其工程投资、调压效益、运行的灵活可靠、以及安装、维修等都有很大的影响。在设计和选择方案时，务必综合考虑。

电容器组的主接线方式基本上有二种：星形和三角形，各又分为单星、双星和单三角、双三角。国内在50年代和60年代大多采用三角形接线，70年代以后，由于电力系统的发展，电网容量的增大，星形接线开始采用。我省电网在90年代中期以前，10kV、35kV系统多采用双星形接线，90年代后期至今多采用单星形接线。

110kV某变电站采用型号为TBB10-6000/500-AK的并联电容器组，图1为10kV电容器组接线图。本装置采用单星形接线，采用开口三角电压保护。

二、无功补偿容量的分析计算

根据电网背景谐波数据显示，110kV某变电站所在区域电网主要存在5次及以上谐波，该站10kV母线分裂运行时最大三相短路电流为19.2kA。110kV变电站电容器配置容量应按所供负荷情况确定，分较轻负荷和较大负荷两种情况考虑。

2.1较轻负荷时

负荷按30000kW考虑，根据《电能质量技术监督规程》（DL/T1053－2007）规定，100VA及以上的高压供电的电力用户在用户高峰负荷时功率因数不宜低于0.95，一般用户在高峰负荷时功率因数不可以比0.9低，当35～220kV变电站的无功补偿设备随着负荷变化及时投切，并满足在变压器最大负荷需求的过程中，该电力系统的一次侧功率因数不低于0.95；与此同时，在低谷负荷时功率因数不高于0.95。由此可见，负荷功率因数cosφ1取0.9，补偿后一次侧功率因数cosφ2取0.95，根据上述数据，计算如下：

五、并联电容器组的保护方式

并联电容器组的保护方式主要有以下五种：①保护熔丝；②过电流保护；③不平衡电压保护；④不平衡电流保护；⑤过电压保护和低电压保护。

110kV某变电站采取的是第三种，电容器发生故障后，将引起电容器组三相电容不平衡。电容器组的各种主保护方式都是以这个基本点出发来确立的。除此之外，针对没有设置放电电阻的电容器，可以让电线圈的一次侧和电容器运用并联的方式连接，二次侧接成开口三角形，并且在开口处连接低整定值的电压继电器，三相电压平衡，应该设置开口电压为零，在电容器因故障原因被摘除后，保护采集到差电压后。

结语

经计算与分析，110kV某变电站无功补偿装置的总容量、分组容量以及电抗率设计合理，满足电压波动、负荷变化、电网背景谐波含量以及设备技术条件等方面的有关要求，从而确保电网运行安全、经济、可靠。只有这样，才能保障电力系统的安全稳定运行，减少各种故障因素的出现。

参考文献

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[3]王卫华，俞正.交流特高压变电站110kV设备选择及布置研究[J].电力勘测设计，2013（4）.

作者简介

李婧，1984.11.03，女，汉族，河北沧州市，工程师，国网河北省电力公司沧州供电分公司.专业方向:变电站电气一次设备