变电站无功补偿电容器容量计算

变电站无功补偿电容器容量计算

变电站无功补偿电容器容量计算

侯广松山东菏泽供电公司（274016）

摘要：该文探讨了变电站在进行无功补偿电容器建设时确定补偿容量的计算方法。

关键词：变电站；补偿容量；设计

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，2004年8月24日国家电网公司下发的《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》要求220kV变电站“补偿容量按照主变压器容量的10%-25%配置”，35kV~110kV变电站“按主变压器容量的10%~30%配置”，具体计算方法没有明确指出。现以我公司220kV单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

220kV单城站在系统中的位置如图1，220kV鱼台站接入济宁电网与山东省电网相联。该站1999年建成投运，一期一台主变容量150MV A，未装设无功补偿设备，作为“提高输送能力”的一项措施，2005年加装无功补偿电容器。

图1 系统接线示意图

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，由不同角度计算可得出不同的容量要求。

（1）按最高负荷时变压器高压侧功率因数不低于0.95计算。220kV单城站#1主变压器高压侧最高负荷

Smax=P+Q=108.5+j67.2

功率因数

补偿容量

(1)

(2)按补偿主变压器无功损耗计算

单城站#1主变参数及110kV 侧、35kV 侧负荷见表1。

空载漏磁无功损耗

额定负载漏磁功率

(3)

(2)

(4)

变压器无功损耗

(5)

补偿容量QC=ΔQT=16.04 MVar

（3）按各种运行方式下电压合格计算

无功负荷变化引起母线电压的变化量与变电站在电网中所处的位置有关，计算较为复杂，最好使用某种软件进行计算分析。

以电力系统分析综合程序PSASP分析知，220kV白单线开环时单城站220kV母线电压最低，达208.5kV（见图2），安装电容器后应保证该方式下电压满足UN+7-3%的要求，即单城站220kV母线电压应在213.4kV及以上。

补偿后的潮流图如图3。

由图3知，在单城站35kV母线增加15.9MVar的无功电源可使单城站220kV母线电压满足下限要求。即

Q C=15.9 MVar

（4）按补偿变压器无功损耗同时补偿输电线路无功损耗计算

220kV曹单线型号为LGJ-400，r1=0.08Ω/km，x1=0.417Ω/km，线路长度60km.

曹单线带曹城站负荷时线路无功损耗：

补偿容量(6)

3、总补偿容量的确定

为满足各项要求,取四种计算方法的最大值，补偿容量应为Qcom=Max(QC)=31.57MVar。

为限制合闸涌流和抑制谐波电流，通常与电容器串联电抗率6%的电抗器，为保证补偿容量充足，无功补偿电容器容量需增加至

(7)

参照“按无功电压判据计算的静态稳定储备系数”10%~15%，取KU=10%，为保证各种方式下变电站有足够的调压能力且有适当的备用容量，无功补偿电容器总补偿容量应为

Qg=QC×（1+10%）=33.59×1.1=36.949 MVar

单组容量减小将增加断路器和二次设备投资，而接于35kV电压等级时不宜大于12Mvar，选每组电容器容量为12MVar，共3组，可满足要求，最终确定于35kV母线装设无功补偿电容器3×12=36MVar。

4、结束语

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，枢钮变电站还应考虑留有一定的备用容量，本文选择了一个计算过程较为复杂的实例，110kV及以下采用双绕组主变压器的变电站确定并联电容器容量一般只考虑1~2个方面即可。