农村配电变压器无功补偿电容器的合理配置

农村配电变压器无功补偿电容器的合理配置（精选5篇）

农村配电变压器无功补偿电容器的合理配置 第1篇

运行中的配电网，不仅有功要平衡，无功也要平衡。通常对有功的平衡都知道要平衡，但对无功却远没有像有功一样引起重视，而当电网的无功平衡失调，功率因数降低时，电力设备得不到合理应用，线路损失增大，用户末端电压下降。因此，无功补偿问题越来越引起人们的重视。在经过近几年大规模的农网建设和改造，农村电网的健康水平有了明显提高的同时，也安装了大量的无功补偿。这些大都采用自动投切，但往往由于电容器配置不合理，电容器只数太少，单只容量太大，投一级达不到要求的功率因数，再投一级又会因超过功率因数定值而投不上。这样提高功率因数就达不到预期的目的。

1农村负荷特点及无功补偿

配电变压器无功补偿装置的作用就是使该台变压器的无功能就地平衡，一是平衡变压器的励磁所需的无功功率，二是满足负荷无功的需求。尽量不向系统吸收无功或少吸收无功。农村除专用变外，一般是自然村的综合变，它的负荷主要农村生活用电，副业生产以及少量的粮食加工等，这些负荷的特点是“二低一高”，即负荷率低，功率因数低，同时率高。一般情况配电变压器容量处于半载或轻载情况下运行，晚间灯峰负荷可能出现最高负荷。负载端一般没有无功补偿装置，自然功率因数cosф在0.7以下，极少数甚至在0.5左右。无功补偿装置就要针对负荷的特点有的放矢。

1.1变压器运行时自身所需的无功功率

变压器空载运行所需的无功功率：Q0＝I0％Se/100

变压器满载运行所需的无功功率：Qe=Q0+Ud%Se/100

变压器正常运行时所需的无功功率：Q=Q0+Ud%Se（S/Se）2/100

式中：Ud%短路电压百分比值

I0％空载电流百分比值

Se变压器额定容量

S变压器实际运行容量

根据以上的方程式可计算出变压器所需的无功功率。

1.2负载所需的无功功率

考虑负载侧所有的无功功率作集中补偿。其计算方法如下：

Qc=P(tgQ1-tgQ2)

Qc：补偿电容器容量（KVAR）

式中：ΔPxs－降低线损百分数

cosф1－原有功率因数

cosф2－提高后的功率因数

由上式可计算出功率因数提高与线路损失减少的关系。（以cosф＝0.6为参考点）

当功率因数由0.60提高到0.90，线路损失将减少80％，可见功率因数对线损影响极大。

3无功补偿电容器的合理配置

电容器的合理配置包括选择的电容器容量和只数两个方面。

3.1功率因数的目标值

提高功率因数需要增加电容器，但提高功率因数后带来的是视在电流下降和线路损耗降低，为方便比较，列出下列关系表。

功率增加与每千瓦有功功率所需增加的无功容量，视在电流降低和线损未下降的关系

从表中我们可以看出，当功率因数提高时所需的电容器和视在电流下降的百分比呈线型关系，唯有线路损耗下降的百分数不是线型关系，功率因数愈高，经济效益就越差。当功率因数cosф由0.6提高到0.7时，线路损失下降近50％；而由0.7提高到0.8时，线路损失只下降了20％；当由0.8提升到0.9时，线路损耗仅下降10％，功率因数愈高，效果愈差，因此

农村配电变压器无功补偿电容器的合理配置 第2篇

1 10k V配电网中电容器的配置

假设选择10k V的供配电网系统, 在无功补偿前, 每条配电线路的负荷分别为P1、Q1、P2、Q2…Pn、Qn, 而相应的等效电阻为R1、R2…Rn。在确定负荷和电阻之后, 就需要利用总容量为∑QC的电容器分别配置于各个配电线路, 保证它们发挥最大的降损效果。另外, 还要在无功补偿前对供配电系统的母线送出无功负荷, 而且这一无功负荷是不计无功损失的。

那么补偿电容器的总容量就应该为:

由上式可得出补偿后各个配电线路的无功负荷为:

在补偿之后, 母线的送出无功负荷应该为:

根据上述公式, 如果配电线路中有功负荷与电压均为常量, 那么就可以计算出无功补偿后各个配电线路的有功功率损失应为:

由此得出配电线路的总损耗就应该为:

所以由上述这个公式就可以推算出符合最大降损效果的各个配电线路应该配置的电容器总容量应该为:

经过无功补偿后, 各个配电线路间的无功负荷就会根据线路电阻的反比进行分配, 这样做就能大幅度的降低损耗, 保证经济效益[1]。

2 实例分析

本文借鉴了某供电公司的10k V供配电线路。该公司变电站的10k V线路有44条, 总长达到1300km, 其中电力配变总容量也超过120000k VA。如今在其中的6条10k V线路上安装了在线无功补偿电容器装置, 希望从经济和技术两个角度层面, 确立专变客户配变电的最佳补偿方案, 降低配变电的无功损耗到最小范围, 最大限度的提高10k V配变电网的功率因数, 使其能够达到降损目的, 同时带来更大的经济效益。本文以下内容从经济效益角度分析了专变用户的无功补偿电容器配置思路。

2.1 供配电系统网络无功补偿所带来的经济效益

供配电系统网络通过无功补偿可以为企业带来巨大的经济效益, 不但能够节能降损, 也能提高送电质量。以下主要分析了该供电公司的实际无功补偿使用情况。首先, 要计算它的有功功率方面的损失, 如果△P为有功功率损失, U为网络电压, P为有功功率, Q为无功功率, R为网络电阻, cosϕ为网络功率因数, 那么:

根据此公式能够计算出当cosϕ数值下降时, ΔP就会增加, 所以可以将公式简化为:

上述公式中cosϕ的变化导致了电路线损的功率因数变化, 所以说cosϕ与线损有着非常密切的关系, 只要设法提高cosϕ, 就可以降低线损, 保证供配电系统的成本效益[2]。

2.2 10k V专变用户配电线路的无功补偿效益分析

该供电公司的公用变压器总容量为22000k VA, 补偿容量也可以确定达到3000k Var。如果取无功经济当量为0.05, 按照每年运行3000h计算电容设备运行量的话, 那么每年该供电公司可以减少45万k W·h的电量损失, 换算成经济效益, 按照正常电价0.5元计算, 每年节省电量收益达到22.5万元。

以试点的10k V线路 (简称A线) 为例, 每年该线无功补偿都会在4-9月运行。在无功补偿前, A线的平均功率因数在0.85左右, 补偿后可以达到0.95, 在月供电量保持在157.773万k Wh不变的情况下, 降低了9.13%的综合线损, 如公式:

按照上述公式就可以计算出无功补偿后A线损减少的损失电量约为2.45万k Wh。如果按照平均电价0.5元计算, 那么整个线路减少损失达到1.2万元左右。A线在无功补偿的4~9月总供电量达到800万k Wh, 按照此数字可以算出减少损失电量达到12万k Wh, 总体经济损失降低了6万元。2013年, 公司为A线安装了20台0.4k V的无功补偿电容器装置, 补偿前该线路的加权平均功率因数在0.80, 补偿后则上升到了0.98, 整个电路线损也随之降低了10%左右。考虑到电容器容量在30k Var, 共计600k Var, 如果无功补偿设备按照150元/k Var计算, 那么就需要投资9万元。按照目前A线的运行状况, 投入设备后倍捻运行3000h计算, 那么补偿后的年节电量是14万k Wh, 这样计算下来15个月左右就可以收入设备投入的全部资金。

总体来说, 公司自设备年运行3000h以后, 每年无功补偿后的年节电量达到了130万k Wh, 平均年增加收益达到70万元以上。对于10k V线路整体补偿容量达到10%以上, 总补偿容量超过2000k Var, 投资超过100万元。而补偿后每年各个配电系统网络线路减少电量损失130万k Wh, 这样就可以通过节省的电量中增加收益超过60万元。从综合经济效益来看, 全部无功补偿设备的总投资超过180万元, 但是投入运营后年收益超过120万元, 两年之内就可以收回成本并创造净收益[3]。

3 总结

综上所述, 本文简要的从技术与经济两个层次描述了供配电系统中无功补偿电容的配置。可以说, 研究和配置好无功补偿对于专变线路客户与电力部门双方都有好处。对专变线路客户来说, 合理的无功补偿可以降低电流和内线损耗, 提高设备出力, 节省用电。而对电力部门来说, 不但可以降低电力线路损耗, 也可以提高对变压器的使用效率, 最重要的是缓解了电容不足的问题。所以无功补偿是可以将有限的供配电系统资源利用在刀刃上的优秀节能技术, 对于供电公司的资金运转也大有帮助。

参考文献

[1]戴崇.供配电系统中无功补偿电容器的最佳配置[J].低压电器, 2010, (20) :37-41.

[2]刘望来, 刘丽, 梁国艳, 等.用户无功补偿经济效益分析[J].长春工程学院学报 (自然科学版) , 2001, 2 (1) :48-49.

农村配电变压器无功补偿电容器的合理配置 第3篇

在配电网中安装并联电容器可有效降低网络有功损耗、提高供电质量。但不同的安装地点和安装容量对整个网络产生的效果有明显不同。因此,如何在配电网规划中选择合适的安装地点和安装容量,实现电容器的优化配置是实现配电网经济运行的重要前提。

电容器的优化配置是一个多约束的大规模非线性组合优化问题。许多文献对这一问题进行了研究。文献[1-19]从算法角度来提高求解该问题的速度:遗传算法[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]、模拟退火算法[11]、粒子群优化算法[12,13,14,15,16]、Tabu算法[17]等智能算法[18,19]得到了运用,这些方法取得了很好效果,但会由于解空间太大而造成寻优速度缓慢和效率不高,易于陷入局部最优和易产生“维数灾”等问题。文献[20]从该优化问题的简化角度出发来提高问题的求解速度:文献假设整个网络负荷均匀分布且导线截面均匀,在此基础上,提出遵循“三分之二”法则进行无功优化规划;文献[21]采用某一导线截面等效换算的方法解决了非均匀导线截面线路的无功优化规划问题。这些假设思想降低了该问题的难度,但却严重脱离了配电网的实际情况。另一方面,当前电容器优化配置的研究中普遍缺失对电容器组投资成本和经济效益的分析,甚至忽略这些经济指标对规划问题的影响,这使得规划结果不具有经济性和实际的可操作性。

针对上述问题,本文提出了一种配电网电容器优化配置的新方法。在规划问题中,本文综合考虑了电容器组的投资成本和它对系统网损、容量释放和其本身能量价值的经济效益。同时,在求解该问题时将复杂的非线性问题转化为含整型变量的线性问题,降低了问题的求解难度。算例表明本文所提算法计算效率高,规划结果合理经济。

1 无功价值的经济性分析

1.1 无功的经济价值

电容器接入配电系统后能有效改善节点电压水平和系统潮流,具有很好的调节作用。本文从降低系统网损、释放系统容量和其本身能量价值三个方面来分析无功的经济价值。

(1)释放系统容量的经济价值

如果负荷的无功需求通过并联电容器满足,则意味着流过变压器和馈线上的视在功率将减少。这样电容器的补偿有助于减少变压器、输电线、发电机和电缆上的过热负荷,释放系统的无功容量。单位无功释放系统容量每年产生的经济价值KT为:

其中:TC为容量价格($/kVA/month);ϕ为功率因数角。

(2)降低系统网损的经济价值

由于流过馈线的电流减少,变压器和输电线上产生的有功损耗也将减少,那么每年因损耗降低而节省的能量成本KE为:

其中:CE为有功电量价格($/kW);Cf为损耗因数。

(3)无功能量的经济价值

若没有适当的功率因数校正,电力公司必须给低功率因数的负载提供无功功率,这部分无功需求需要额外的无功设备投资。因此满足功率因数在特定要求的情况下,单位有功功率需求所对应的无功经济价值KC为:

其中,CQ为无功功率价格($/kvar)。

(4)总体经济价值

综合无功在降低系统网损、释放系统容量和本身能量价值三个方面的经济价值,单位无功的经济价值系数K为:

将线路l产生的有功损耗Pl,L折算成对应无功经济价值的三个部分,得有功损耗Pl,L在线路l上产生的总经济效益Cl为:

1.2 优化配置问题的经济学依据

设备投资成本和安装电容器产生的无功经济价值是相互独立的经济事件,因此需要将无功经济价值归算到现值进行计算,将每年的收益现值用收益乘以现值因数求得,其中现值因数(折现系数)PWF i为:

其中:n是设备安装的期望年数;i为电力工业基准收益率或折现率[22]。

设备安装后收益的累计值为:

其中,A为首年收益值。

电容器规划的目标是投运后的经济收益大于总投资成本,即需满足:

其中,Inv为投资总成本。

2 电容器优化配置问题的简化

由基本电路定理可知,对于图1所示的线路l,其产生的有功损耗Pl,L为:

从式(9)可见,线路损耗是一个典型的二次项非线性表达式。

将线路电流的幅值Il改写成由复数电流的表达形式:

其中:Il,R为线路有功电流分量;Il,X为线路无功电流分量。

将式(10)代入式(9),则有功损耗的表达式可改写为:

考虑到线路的有功电流分量Il,R主要取决于系统的有功需求,因此电容器的安装与投切不会改变它的值,即:线路无功电流分量Il,X的大小是决定电容器配置优劣的关键。

剔除线路有功电流分量对有功损耗的影响,线路无功电流分量Il,X在线路上产生的有功损耗为:

无功电流分量IX取决于系统的无功需求和无功流动,它的值会随着电容器的配置方案的变化而不同。

式(12)的有功损耗表达式可分解为:

其中,首个分量Il,X可由初始潮流状态解来表达,即:

式中:为线路的初始潮流值,可由最优潮流或潮流状态解求得;为系统标称电压。

另一分量Il,X可由实际潮流状态值来表达,即:

式中,lQ为线路的实际潮流值,它的值随着电容器的配置方案的变化而变化。

将式(14)、(15)代入式(13),则线路l有功损耗Pl,′L的表达式可改写为:

通过上述分析和简化,线路l的有功损耗由含电流二次项的非线性表达式转化为只含有线路无功功率或视在功率的线性表达式。

3 电容器优化配置问题的新型描述

3.1 目标函数

系统安装电容器后,节省的总成本A为:

其中:n为系统节点个数;d为电容器拟安装点个数;QCi-j为补偿后线路l的无功潮流。

将式(17)代入式(7)得:

考虑到式(18)中,与Q0i-j相关的项保持不变,因此配电网电容器优化配置问题的目标函数可改写为:

同时,电容器的投资成本为:

其中:QC为电容器投资的单位成本($/kvar);Xi为0-1二进制变量,为0代表节点i不安装电容器,为1代表节点i安装电容器。

因此配电网电容器优化配置问题的目标函数最终可改写为:

由式(21)可见,该目标函数为含整形变量的一次函数。

3.2 约束条件

1)无功平衡方程等式约束

其中:Ωin为无功流入节点j的线路的集合;Ωout为无功流出节点j的线路的集合。

2)支路传输无功功率约束

为避免电容器投运后,无功潮流反向,需对线路传输的无功功率进行约束,即:

3)电容器类型选择约束

如果接入的电容器类型为固定电容器,则需满足:

如果接入的电容器类型为可调电容器,则需满足:

式中:Qjmin和Qjmax分别为负荷曲线中的最小无功负荷和最大无功负荷值。

4 算例分析

本文的模型和简化算法用Matlab平台编程,在Intel Pentium(R)CPU 2.40 MHz的计算机上实现。对IEEE33配电系统进行仿真计算。该系统的网络结构如图2,支路及节点数据参见文献[23],取系统基准容量为10 MVA,基准电压为12.66 kV。

表1为有关的系统能量成本和投资参数,该参数取自文献[24],其中电容器成本包括了单位容量成本和单位安装的平均成本。

表2为利用本文方法得到的规划结果。从表2数据可见,本文方法得到的规划结果与文献[23]得到的结果有较大区别,文献[23]仅在节点12和29分别安装400 kvar和1000 kvar,本文规划结果的安装点要明显多于文献[23],安装容量也更加分散,这满足无功集中补偿和就地补偿相结合的原则。同时,本文方法所需安装的容量为1350 kvar,比文献[23]中的1400 kvar少。

表3为无功规划前后系统的状态变化情况。从表中可以看出,经过无功补偿电容器的安装,系统的功率因数有明显改善,而且电能损耗从369.3 kW降低到285.52 kW,系统的最低电压也从0.913 1 p.u提高到0.936 4 p.u,满足国标中配电网节点电压的运行范围在0.93～1.07 p.u之间的规定。

表4为利用本文方法和模型与文献[23]得到的无功规划结果的经济性能对比。从表中可见,本文方法的接入容量要少于文献[23],总投资成本也相对地节省,但其降损效果却优于文献[23]。考虑到电容器在降低系统网损、释放系统容量和其本身能量价值三个方面的经济价值,本文方法得到的规划方案的回收周期为42.3个月,比文献[23]缩短了3.3个月,年度收益也比文献[23]高1.8个百分点,整体经济性能更优。

表5为本文方法与文献[23]方法计算性能的比较。由于本文方法将非线性的规划问题转化成线性问题处理,一方面避免了局部最优的情况,另一方面计算效率也大大提高。本文方法的计算时间仅为0.43s,远小于文献[23]方法的10.85 s。

5 结论

(1)详细分析了电容器无功对系统网损、容量释放和其本身能量价值的经济价值,并从经济学角度推导了电容器优化配置的一般原则。

(2)推导出单位无功与系统网损的定量关系,并将非线性的无功选址优化问题转化成含整型变量的线性问题,降低问题求解的难度。

农村配电变压器无功补偿电容器的合理配置 第4篇

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110k V猎桥变电站无功补偿装置的配置进行选择和分析。

1 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[1]。我省电网在90年代中期以前, 10k V、35k V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。

110k V猎桥变电站采用型号为TBB10-6000/500-AK的并联电容器组, 图1为10k V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。

2 无功补偿容量的分析计算

根据电网背景谐波数据显示, 110k V猎桥变电站所在区域电网主要存在5次及以上谐波, 该站10k V母线分裂运行时最大三相短路电流为19.2k A。110k V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30000k W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35~220k V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[2]。由此可见, 负荷功率因数cos准1取0.9, 补偿后一次侧功率因数cos准2取0.95, 根据上述数据, 计算如下:

(1) 负荷所需补偿最大容性无功量计算为:

式中:Qcf, m———负荷补偿所需的最大容性无功容量 (k Var) ;

Pfm———母线上最大的有功负荷 (k W) ;

φ1———补偿前的最大功率因数角 (°) ;

φ2———补偿后的最小功率因数角 (°) 。

(2) 主变所需补偿最大容性无功量计算为:

式中:QCB, m———主变所需补偿的最大容性无功容量 (k Var) ;

Im———装设补偿装置后, 通过变压器需要补偿一侧的最大负荷电流值 (A) ;

Ie———通过变压器需要补偿一侧的额定电流值 (A) ;

I0———变压器空载电流百分值 (%) ;

Ud (%) ———需要进行补偿的变压器一侧的阻抗电压百分值 (%) ;

Se———变压器需要进行补偿的一侧的额定容量 (k V·A) 。

(3) 所需总的补偿容量分析:

2.2 较大负荷时

负荷按40000k W考虑, 根据《电能质量技术监督规程》 (DL/T 1053-2007) , 负荷功率因数cos准1可取0.95, 补偿后一次侧功率因数cos准2可取0.99, 现计算如下:

(1) 负荷所需补偿容量为:

(2) 主变所需补偿容量为:

(3) 所需总的补偿容量:

(4) 补偿总容量配置:

为满足最大负荷时补偿容量, 每台主变应配置无功补偿容量12MVar左右。

3 电抗率的选择

运行中为了适应电力系统无功功率和电压变化而需要比较频繁地操作电容器组, 当电容器组投入电网时, 将会产生幅值很大和频率较高的冲击合闸涌流。涌流的计算见文献[1], 涌流的持续时间一般小于10ms。限制涌流多采用在电容器回路中加串联电抗器或开关加装并联电阻的措施。我省广泛采取加串联电抗器的措施。

考虑电网中背景谐波含量, 根据《并联电容器装置设计规范》 (GB 50227-2008) [2], 为抑制5次及以上谐波, 电抗率宜取4.5~5%[3]。当电抗率采用6%时, 虽然抑制了5次及以上谐波, 但确实增加了3次谐波的放大几率, 变压器低压侧三角接线可以平衡掉对称的3次谐波, 但是, 不对称的3次谐波确可能扩散到系统中去, 同时, 6%与5%电抗器相比, 容量大、自身消耗无功多、价格贵, 因此本工程选用容量为300k Var, 电抗率为5%的干式铁芯串联电抗器, 即型号为CKSG-10/300-5。

4 并联电容补偿装置分组容量分析

根据当前并联电容补偿装置分组, 其电容器的容量判决可遵循“加大单组容量、减少组数”的原则, 进行电容器的明确分组。电容器的分组容量与控制方式可按照变电站负荷特点、运行方式和调相调压的要求确立。根据以往电容器的分组经验来讲, 电容装置分组不宜过多, 枢纽变电站分组不能超过8组, 35~110k V变电站可分成二组。电容分组容量比应越小越好以不超过1:3为妥。其次, 分组电容器投切, 对其所在母线电压调节范围以不可以超过主变一级分接头的电压范围。此外, 分组电容器再按照容量多少进行重新组合运行时, 不可以发生谐振[4]。

110k V猎桥变电站的并联电容器总容量已确定, 为12MVar左右, 接下来需将确定分组容量, 分组原则主要是根据电压波动、负荷变化、电网背景谐波含量以及设备技术条件等因素来确定。

4.1 从满足负荷变化和设备技术方面因素考虑

为使电容器组能随负荷变化进行投切, 具有较高的灵活性, 同时满足设备技术条件, 另外广州地区无功补偿装置绝大多数采用双Y接线, 电容器单元容量均为300k Var, 为使接线方式、保护配置和规格统一, 方便运行管理和维护, 分组容量可初步采用6000k Var与10020k Var或6000k Var与6000k Var两种方案, 但采用6000k Var与6000k Var分组容量时, 在前面提到的负荷较小的情况下会使一次侧功率因数cos准2接近0.96, 略高于0.95, 似乎与《电能质量技术监督规程》规定有矛盾, 但笔者认为不高于0.95的规定主要是考虑低谷时, 110k V线路传输功率小于自然功率或负荷波动等情况发生时, 会向电网倒送无功, 引起传输损耗, 这是不经济的[5]。而本工程负荷较轻是相对而言, 而且本工程输电线路长度不超过10km, 充电功率约0.300MVar, 当负荷达到30000k W, 投运1套6000k Var无功补偿装置, cos准2约0.96, 不会向电网倒送无功, 因此采用6000k Var与6000k Var分组容量也是可行的。

4.2 从避免高次谐波谐振方面考虑

电容器补偿装置分组不当会引起谐波放大甚至谐振, 为此, 需作校验, 引起高次谐波谐振的容量近似计算如下:

式中:Qcx———发生n次谐波谐振的电容器容量 (MVar) ;

Sd———并联电容器装置安装出的母线短路容量 (MV·A) ;

N———谐波次数, 即谐波频率与电网基波频率之比;

K———电抗率。

本站采用2组6000k Var的无功补偿装置, 无论怎样组合投切电容器组, 均距谐振容量有很大裕度, 不会发生谐振[6]。

5 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。

110k V猎桥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[7]。

6 结语

经计算与分析, 110k V猎桥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。

摘要：并联电容器是电网无功补偿的重要设备, 如何科学确定并联电容器的配置容量、电压等级、分组情况、结构类型, 以满足运行要求是比较复杂的问题。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, 结合广州电网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猎桥变电站为例, 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, 对110kV变电站无功补偿型式的解读探讨, 针对110kV变电进行的无功补偿装置设计进行深入的研究和探索。

关键词：并联电容器,无功补偿,功率因数,电抗率,分组容量,配置

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无功补偿的合理配置原则 第5篇

1、总体平衡与局部平衡相结合, 以局部为主。

首先要满足整个地区电网的无功电力平衡, 其次要满足变电站、10k V配电线路的无功电力平衡。在规划过程中, 要在总平衡的基础上, 研究各个局部的补偿方案, 求得最优化的组合, 才能达到最佳的补偿效果。

2、电力企业补偿与用户补偿相结合。

用户消耗的无功功率约占50%~60%, 其余的无功功率消耗在配电网中。因此, 为了减少无功功率在配电网中的输送, 要尽可能地实现就地补偿、就地平衡, 所以必须由电力企业和用户共同进行补偿。

3、分散补偿与集中补偿相结合, 以分散为主。