线路充电功率对变电站无功补偿影响的实例分析
110kV变电站无功补偿研究
110kV变电站无功补偿研究摘要：本文主要对110kV变电站无功补偿的补偿容量进行研究，主要阐述了无功补偿考虑因素及设计计算。
在理论方面主要考虑无功负荷和电缆的充电无功功率，主要包括无功负荷的考虑因素及实际情况下的计算方式，电缆充电无功功率的考虑因素和计算方式。
最后通过以上两个因素综合考虑后作为变电站选择容性无功补偿装置或者感性无功补偿的依据，为实际工程案例做了无功补偿计算，最后为变电站无功补偿装置的选择和应用提供借鉴性结论。
关键字：110kV变电站、无功补偿、无功负荷、充电功率。
引言随着我国成为世界第2大经济体，作为一个制造大国电力负荷不断增长，国家出台了若干增量配网相关政策，支持电力改革。
110kV变电站的建设作为增量配网及电力改革的重要抓手将越来越广泛的投资和建设。
电网输中电气设备存在感性原件和容性原件，导致电网为满足用电使用的情况输出有功的同时，同样附带输出无功。
为了提高电网的效率，电力系统需要保证功率因素在合理区间。
根据《电力系统无功补偿配置技术原则》（Q/GDW 1212-2015），“110 kV 变电站的容性无功补偿装置，以补偿变压器无功损耗为主，适当兼顾负荷侧的无功补偿。
补偿容量按照主变压器容量的15%～30%配置，并满足110kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95，在低谷负荷时功率因素应不高于0.95”。
无功补偿需要考虑的因素变压器以及用电负荷的设备，大部分属于电感线圈，故此，在以前的110kV 变电站的无功补偿上主要考虑变压器的无功负荷。
无功负荷主要与变压器的负债率及变压器本体性能有关。
110kV变电站的无功补偿中不仅要考虑变压器本体与负荷的无功负荷外，同时需要关注变电站外电源线路的充电功率。
外电源线路的充电功率与外电源线路的敷设方式和长度有关。
由于城市化的推进，110kV变电站的外电源架空线路受到限制，多数情况下，外电源入地敷设取代架空线路。
由于入地敷设的电缆容性特征比架空线缆高出一个数量级，导致外电源线路具有明显的容性特征，这种容性特征将在110kV变电站的使用中向电网倒送无功，这部分无功被称为电缆的充电功率。
110kV变电站功率因数分析与无功补偿措施
110kV变电站功率因数分析与无功补偿措施【摘要】本文研究了110kV变电站在工作时，功率因数变低的原因，通过一些分析说明了长距离输电状况下，线路出现的电容功率引起无功平衡导致的一些影响。
基于此，本文首先叙述了不同负荷条件、不同运作方式下的无功补偿方案，其次重点对无功补偿错数做了叙述，以期可为相关工作者提供一点参考。
【关键词】变电站；功率因数分析；无功补偿措施电力系统中要求电源提供两类能量，其一是用于做功而被消耗的能量，其二是用于磁场的建立，被用在能量交换上的能量，该部分功对外部电路来说并没有做功，因此将其称为无功功率，如果无功功率不足，无功负荷和无功电源必将处在一种低电压平衡，最终导致电力设备损耗增加、设备损坏等危害，严重者甚至导致电网大面积停电，因此积极研究变电站功率因数及无功补偿措施有着一定的意义。
1.变电站功率因数问题的出现2010年咸阳机场二期扩建，增加一条空机110KV纯电缆线路，长度8.9公里。
原有的两条110KV架空线路，由于扩建南跑道，架空线必须落地，落地后沣机线电缆长度3.5公里，碱机线路3.2公里。
经测试线容性无功6300Kvar，沣机线路2700Kvar，碱机线路2080Kvar，供电局计算功率因数是三条线路的总和，经计算咸阳机场三条线路共计容性负荷11080Kvar，第一个月运行后共计被罚款10.5万元，最高一个月功率因数罚款达26万元。
我们立即成立技术攻关小组研讨，经过多方研究，确定在10KV安装电抗器，安装完后改变了现状。
现在由罚款，到月月奖励。
2.无功平衡的分析及无功补偿作用2.1无功平衡分析在该飞机场110kV变电站二期扩建线路施工当中，出现无功功率不足的情况，起初分析认为是因为一些设备计量不准或一些线路接线错误导致，通过对设备计量进行校验及对接线检查，排除了计量出现误差和接线错误的可能，接着技术攻关小组将注意力重点放在了线路上，因为线路引起的容性功率原因，在变电站本身负荷比较低的情况下，并不是无功不足引起的功率因数不足，而是大量无功过剩使得线路传导向系统引起的。
无功补偿在工业用电中的应用案例分析
无功补偿在工业用电中的应用案例分析在工业用电领域，无功补偿是一项重要的电力质量控制措施，可以提升系统的功率因数，改善电力质量，减少能耗和电网损耗。
本文将通过分析两个工业用电的案例来说明无功补偿在工业用电中的应用。
一、案例一：XX工厂的无功补偿应用XX工厂是一家大型钢铁生产企业，其生产线设备众多且容量较大。
在过去的运行中，该工厂存在着较高的无功功率，功率因数较低，对电网带来了较大的负荷和损耗。
为解决这一问题，该工厂引入了无功补偿装置，并进行了如下的应用案例分析。
1. 现状分析：通过对该工厂的电力质量数据分析，发现其功率因数仅为0.8，且出现了较高的无功功率损耗。
这不仅造成了电网能源的浪费，还导致了电网电压的波动，对电力设备的正常运行产生了不利影响。
2. 无功补偿装置的引入：为改善电力质量，XX工厂决定引入无功补偿装置，通过对电网中的无功功率进行补偿，提高功率因数，提升系统的能效和稳定性。
3. 系统优化效果：经过装置安装后，工厂的功率因数得到了显著提升，达到了0.95以上，无功功率得到了有效控制。
这不仅降低了电网的负荷，减少了电网能耗，还提高了工厂内部的电力质量。
同时，由于电能的有效利用，工厂的生产效率也得到了提升。
二、案例二：YY工厂的无功补偿应用YY工厂是一家汽车制造企业，其生产线设备众多，需要大量的电力供应。
由于设备长期运行，导致电网出现了较高的无功功率，影响了电力供应的稳定性。
为解决这个问题，YY工厂引入了无功补偿装置，并进行了以下的应用案例分析。
1. 现状分析：通过对YY工厂的电力质量监测，发现存在较低的功率因数和较高的无功功率。
这导致了电力系统的能效降低和电能的浪费，加剧了电网的负荷损耗。
2. 无功补偿系统的安装：为改善电力质量，YY工厂采用了无功补偿装置来优化系统功率因数。
通过监测系统电压和电流，装置可以实时控制无功补偿设备的运行，使系统的功率因数保持在正常范围内。
3. 应用效果分析：通过装置的应用后，YY工厂的功率因数得到了有效提升，电网负荷得以减轻，电力供应的稳定性得到了明显改善。
110千伏变电站10kV无功补偿装置的选择4文档
110千伏变电站10kV无功补偿装置的选择对没有调相和调压计算依据的变电站进行无功补偿装置的选择及容量计算，一般从无功负荷和无功电源两方面考虑。
一、无功负荷1、变压器自身无功功率损耗Q1=[S2X UK%（Sn2X 100）+10%/100] X Sn其中：S 变压器实际负载容量；Sn 变压器额定容量；UK%变压器阻抗电压百分比值；I0% 变压器空载电流百分比值。
2、变压器供电无功负荷Q2二Seos如tan如其中：S 变压器实际负载容量；如功率因数角，取eos如=0.9 o3、无功负荷QA=Q1+Q2二、无功电源1、110千伏网络提供的无功功率Q3=Stane其中：S 变压器实际负载容量；e 功率因数角，取eose=0.95o2、线路的充电功率04=单位长度的充电功率X线路长度（一般只计110kV及以上的架空线路和35kV及以上的电缆线路）其中：送电线路和电缆线路单位长度的充电功率见《电力系统设计手册》（电力工业部电力规划设计总院编，中国电力出版社）和《两种无功功率补偿的计算方法》（济南大学学报（自然科学版）。
3、同步发电机Q5 （对于一般的变电站可不考虑此项）某些专供小水电上网的变电站，由于通过该站上网的小水电较多，因此会导致变电站无功过剩、10kV母线电压较高的现象，此时，还应根据具体情况考虑小水电所产生的无功功率Q5=Ss in。
其中：S 小水电容量；9功率因数角，取cos 9 =0.8。
4、无功电源QB =Q3+Q4+ Q5三、无功平衡Qr=QB-QA当Qr~0,表示系统中无功基本平衡；当Qr?0,表示系统中无功功率能够满足要求且有适量的备用，若数值较大则说明系统中无功功率过剩，需考虑加设电抗器补偿来维持系统平衡。
当Qr?0,表示系统中无功功率不足，应考虑加设电容器无功补偿装置。
四、实例计算某110kV变电站主变容量1X 40MVA变压器阻抗电压UK%=10.5%空载电流10%=0.4%;该站以1回110kV线路接入某220kV变电站，其中单回架空线路长约20km;单回电缆（800 mm2线路长约0.5km ;本站现有10kV 电容补偿设备1X （2X4008）kvar 。
对充电站无功补偿的探讨
对充电站无功补偿的探讨在某电动汽车充电站，看到为充电系统供电的电力系统中，存在无功功率电容补偿，心存疑问，在此作些探讨。
为使大家印象深刻，对于如下探讨，本文没有使用与现场情况相一致的系统进行论证，也许更容易说明问题。
对于开关电源，牵涉功率因数的电路结构，大约有三种情况：一是二极管整流，电容滤波；一种是使用LC滤波，通过L进行无源PFC（功率因数）校正；第三种是有源PFC校正。
图1 整流滤波电路如图1所示，是非常常见的全桥整流滤波电路。
图2是整流电路的电压电流波形，为观察方便，图中的电流幅值放大了10倍。
图2 整流电路的电压电流波形在图2中，整流滤波电路的电流起始点滞后了电压信号（23.7ms－20ms）/10ms×180°＝66.6°，其功率因数为cosφ＝cos66.6°＝0.397，相当地低。
但是，应该注意到，整流电路的低功率因数，与电力系统的低功率因数的性质有所不同，其危害的性质也有所不同。
电力系统的感性负载，通常不改变电流波形的正弦形状，只是改变其相对电压波形的相位，所产生的无功功率，增大了系统的视在功率，随即增大了线路上的传输电流，造成线路损耗，用户端电压降低。
而整流电路的低功率因数，则主要是极大地增大了电源电流的峰值，如本文示例，在图2中可看到，电容滤波电路是阻性负载电路电流峰值的351.8A/30.8A＝11.4倍，这个电流峰值，比正常的电机启动电流（7倍）还要大，会造成供电线路上断路器的误动跳闸，影响正常供电。
同时，对于电力变压器来说，过大的电流峰值和非正弦畸变，会带来变压器饱和和谐波干扰，严重降低变压器的实际输出能力，干扰电力系统的正常运行。
这里提请大家注意，不要以为一台小小的充电机（特别是小功率充电机），相对于整个电力系统来说，翻不起什么大浪。
也许你会误以为，当许多充电机同时工作时，由于开关电源驱动信号的不同步，电流峰值很大程度上会相互抵消。
220kV变电站无功补偿容量的合理配置
220kV变电站无功补偿容量的合理配置摘要：电力系统中，无功合理分布是保证电压质量和经济运行的重要条件。
220kV变电站作为城市电网的重要节点，合理的无功配置对于提高负荷功率因数、减少电力输送损耗、改善电能质量有着十分重要的意义。
在变电站设计中，应根据地区特点对220kV变电站的无功补偿容量进行合理配置和选择。
本文主要分析探讨了220kV变电站无功补偿容量的合理配置情况，以供参阅。
关键词：220kV变电站；无功补偿；容量；配置引言随着社会的不断发展，国民对用电量的需求越来越大，对于无功需求也相应增长，所以我国的配电系统呈现超负荷现状。
基于此，相关工作人员如何针对配电网进行合理、高效的无功补偿是当下保证配电网进行安全运行的前提条件，这与国民能否获得高效、安全的用电有极大的关系。
1 220kV变电站常用无功补偿设备（1）同步调相机。
同步调相机相当于一台不带负荷的同步电动机，是使用最早的无功补偿装置，造价昂贵，操作复杂，因此在并联电容器补偿方式出现后，使用较少，但是在某些要求较高的场合，具有一定的优势：①能够提供平滑无极的无功输出，可以根据系统中无功负荷的变化灵活得对电压进行调整；②既可以做无功负荷，也可以做无功电源；③可以与强励装置配合，在系统高电压剧烈波动时进行调整。
（2）并联电容器。
电容器作为无功补偿装置，具有显著的优势。
首先，它造价低廉，运行和维护简单，损耗少，效率高，并且几乎没有噪音。
但是它只能作为无功电源使用，输出的无功是阶跃变化的，并且在系统电压急剧变化时失去调节作用。
（3）并联电抗器。
并联电抗器大多作为无功负荷使用，将电网电压限制在一定水平内，还可以与中性点小电抗配合，消除潜供电流。
目前，大多采用损耗小、造价高的高压电抗器。
（4）静止补偿器。
静止补偿器（SVC）是近年来由于电子技术的进步而兴起的一种电力电子补偿装置。
与以上三类补偿设备相比，可以对动态冲击无功负荷进行补偿。
SVC最大的优点是可以快速进行调节。
110kV轻载电缆线路对无功计量的影响
反向无功 0
0
0
正向有功 0 2 987 600 2 987 600
参考计 反向有功 0
0
0
量点 正向无功 0 972 400 972 400
反向无功 0
0
0
单位:有功电量/ k W •h ，无功电量/ k v a r •h
1 . 2 计量问题
由表1 可以计算电缆线路两侧计量点的功率
〇 引言
电缆线路相对于架空输电线路对地电容较
大 ，110 kV 交 流 聚 乙 烯 电 缆 线 路 每 km 会 产 生 6 A ~7 的对地容性电流。当 线 路 轻 载 运 行 时 ，用
户 感 性 无 功 小 于 线 路 产 生 的 容 性 无 功 ，会 导 致 线 路 向 电 网 反 送 无 功 电 力 ，并 会 降 低 电 网 侧 功 率 因 数 ，增加线路损耗。根 据 《国家电网公司电力系 统无功补偿配置技术原则》第 十 条 规 定 ：电力用
补偿造成结算计量点与参考计量点的电能表无功电量有较大差异，从而导致用户每个月产生大量的力调电
费。
关键词：无功计量；对地电容； 电缆线路
中图分类号：TM726.4
文 献 标 志 码 ：B
文章编号：1006 -8198(2019)01 -0038 -03
Effect of 110 kV Light Load Power Cable Line to Reactive Power Metering
CUI Shengsheng
A b stra c t：As a power cable line works with light load (the operating load is less than 50% of the setting capacity) or bull load for backup, the line would produce capacitive charging power to the earth that is proportional positively to the line’s voltage level and the length. The capacitive current of 110 kV power cable line would cause a large difference between the meterings of reactive power from the user side energy meter and from the grid side energy meter. Based on analysis of the users actual power consumption during operation of 110 kV power cable line, it is found that the capacity of the line to the earth produces about 300 million kvar. h reactive power, and that the over reactive power compensation of the line result in a large difference between the reactive power metering from the clearing point and the reactive power metering from the reference point, and futher result in a large power regulation per month to user. K eyw ords：reactve power metering； capacity to the earth； cable line
考虑电缆充电功率的110kV城市变电站无功补偿分析
考虑电缆充电功率的110kV城市变电站无功补偿分析发表时间：2017-12-30T20:00:51.933Z 来源：《电力设备》2017年第25期作者：茅嘉毅汝钟婉[导读] 摘要：城市变电站越来越多采用高压全电缆进出线，电缆产生的充电功率也越来越多，负荷低谷时感性无功缺额也越来越明显。
（国网江苏省电力公司南京供电公司江苏南京 210000）摘要：城市变电站越来越多采用高压全电缆进出线，电缆产生的充电功率也越来越多，负荷低谷时感性无功缺额也越来越明显。
本文结合典型实例通过无功平衡分析论证加装电抗器的必要性并提出一种兼顾经济性和实用性的无功补偿方案。
关键词：城市变电站；电缆充电功率；无功补偿分析一、背景随着城市建设井喷式发展，110kV城市变电站进出线越来越多采用全电缆方式，从而产生了大量的电缆充电功率，而大部分上级220kV变电站规划设计时未考虑到如此多的电缆线路，无法依靠上级变电站完全补偿110kV侧线路充电功率，需要通过加装感性无功补偿装置加以补偿，例如：加装10kV并联电抗器。
本文通过无功平衡分析论证加装电抗器的必要性并提出一种兼顾经济性和实用性的无功补偿方案。
二、无功补偿原则根据国网公司及省公司的要求，无功补偿容量应在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，保证分层分区的无功平衡，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，满足电网安全、经济的要求[1]；110kV变电站的容性无功补偿装置应满足主变最大负荷时，其高压侧功率因数应大于0.95，在低谷负荷时，功率因数应在0.95～0.90之间[2]；当新建进、出线为全电缆的110kV变电站时，可考虑根据电缆长度配置适当容量的感性无功补偿装置[2]。
三、110kV变电站无功平衡计算3.1 计算边界条件设计定3.1.1 变电站建设规模110kV变电站采用国网模块化典型通用设计方案，本期建设规模为2×50MVA主变，110kV采用单母线分段接线，进出线2回，10kV采用单母线分段接线（其中II段与III段通过母线桥连接），出线24回；远景最终规模3×50MVA主变，110kV采用单母线分段接线，进出线4回，10kV采用单母线四分段接线，出线36回。
轻负荷时期高压电缆充电功率对电网无功平衡的影响分析
பைடு நூலகம்
短 路 容 量 下 电缆 充 电无 功 功率 对 不 同 的 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 变 电站 电压 所 产生 的影 响 。运 用变 电站 的总 无 功 计 算 电 缆 的 总充 电功 率 。 无 功计 算公 式如 下 ：
摘 要 ：随 着 电 网建设 中高压 电缆 的 广泛 应 用 ，电缆 线路 的增加 。 由电缆 所产 生 的充 电功 率会 在 一定 程度 上 影响 到 电 网
的无 功 平衡 。特 别是 在轻 负荷 时期 ， 电力 系统 处于 高压 运行 状 态 ． 对全 网无功 平衡 的影 响更 为 明显 。本 论文针 对 轻 负荷 时期 高压 电缆 充 电功 率对 电 网无功 平衡 的影 响进 行 分析 。
！
： ｉ 工
工 业 技 术
Ｎｅ Ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ￣ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ
轻 负荷 时期 高压 电缆 充 电功率 对 电网无功平 衡 的影响分析
谭 晓莉 （ 国网四川省 电力公 司德 阳供 电公 司，四川 德 阳 ６ １ ８ ０ ０ ０ ）
地 区 内 电 网供 电采 用 Ｂ Ｐ Ａ 程 序 ，在 不 考 虑负 荷所 存在 的动 态特 性 的情况 下 ，设定发电机功率因数为０ ． ８ ３ ，变压器 负荷功率 因素为０ ． ８ ６ 。计算过程 中 ，各 级 母 线 电压 的上 限 和 下 限 的确 定 以无 功 电力 管 理 规 定 中有 关 母 线 电 压所 允 许 的 偏 差 值 作 为 参 考 。变 电 站 内 的 变压 器 容
Ａｕ
ｓ ｓ ｃ
其中： Ａｕ ：节点 电压 的变 化 量 ，单位 ：千 伏 （ ｋ Ｖ）。 △Ｑ：节 点 注 入 无 功 的变 化 量 ，单
无功补偿在电力系统中的应用案例分析
无功补偿在电力系统中的应用案例分析无功补偿是电力系统中一个重要且常见的技术，它可以解决电力系统中的无功功率问题，提高电力系统的稳定性和可靠性。
本文将通过分析两个实际的应用案例来探讨无功补偿在电力系统中的应用。
案例一：工业用电系统的无功补偿在工业生产中，大量的感性负载（如电动机、电炉等）会产生大量的无功功率，从而使电力系统的功率因数降低，造成电力系统运行效率低下、能源浪费和电网负荷过大。
因此，采用无功补偿来改善功率因数成为了工业用电系统的常见做法。
以某工厂为例，该工厂拥有大量的电动机装置，运行时需要大量的电能。
在未进行无功补偿之前，电力系统的功率因数较低，导致电网在供电过程中需要承受大量的无功功率。
为了减少线路电流的损耗，降低线损和电压跌落，工厂采用静态无功补偿设备，通过补偿装置对感性负载进行无功补偿。
结果显示，无功补偿后，电力系统的功率因数显著提高，线路电流减小，线损降低，电压稳定，从而提高了工厂的生产效率和电力系统的供电质量。
案例二：配电网中的无功补偿在城市配电网中，由于感性负载、非线性负载和不平衡负载的存在，电力系统中会出现很大的无功功率，导致电压波动、电能浪费和电网负荷增加。
因此，在配电网中应用无功补偿技术具有重要的意义。
以某城市的配电系统为例，该城市中具有大量的商业建筑、住宅楼和办公场所。
由于这些负载的特点，电力系统中的无功功率较高。
为了解决这个问题，城市采取了静态无功补偿器，对配电系统进行了无功补偿。
经过一段时间的运行，系统的功率因数得到明显的改善，电压稳定性提高，同时减少了系统的线损，保证了市区负荷的稳定供电。
综上所述，无功补偿在电力系统中的应用具有重要的意义。
通过在工业用电系统和配电网中的应用案例分析，我们可以看到无功补偿技术对于提高电力系统的稳定性、降低线损和节约能源方面的效果。
然而，值得一提的是，无功补偿仅仅是解决了电力系统中的无功功率问题，对于其他问题如电压质量、谐波滤波等还需要配合其他技术措施进行改善和解决。
10kV线路无功补偿降损情况分析
10kV线路无功补偿降损情况分析
随着用电负荷不断增大和电力系统的不断发展，线路电压波动和电网中的无功功率问题也越来越严重。
为了保证电力系统的稳定运行和电力质量的良好，必须对电力系统进行无功补偿。
1. 降低线路损耗。
线路的电压波动会影响电力传输中的电流大小，从而导致线路损耗增加。
通过无功补偿，可以调节电路的电流大小，从而降低线路损耗。
2. 减小开关设备的能耗。
低功率因数会导致电变和继电器等设备损耗增加，通过无功补偿可将功率因数调整到1，减小设备的能耗。
3. 降低电源损耗。
低功率因数下，前置电路需要的无功功率增加，同时也会引起电源的无功负载增加，从而使电源效率下降。
通过无功补偿可减少无功功率的消耗，降低电源损耗。
4. 提高电力系统稳定性。
无功补偿可调节电力系统中的无功功率平衡，使得电网电压得到稳定控制，从而提高电力系统的稳定性。
某工厂为了解决在生产过程中电能质量问题，决定对其10kV主配电线路进行无功补偿改造。
首先，对电力系统进行了详细的调研分析，确定了改造措施并开展了实施。
经过多次测量和调整，系统的无功功率得到了平衡，并达到了预期的效果。
改造后，电网稳定性得到大幅提高，负载运行的稳定性也得到保障。
无功功率得到了平衡，不仅能够保证电能质量，还能减少电网损耗，降低设备能耗和电源损耗。
四、结论
无功补偿在10kV电力系统中具有重要的作用。
通过对电力系统进行无功补偿，能够达到降低损耗、提高稳定性、保障电能质量等多种效果。
因此，在电力系统运行过程中，无功补偿应该得到足够的重视和应用。
110kV变电站无功补偿装置设计浅析
110kV变电站无功补偿装置设计浅析1.概要110kV变电站是整个电力系统的重要组成部分，无功平衡是电力系统电压稳定的重要基础，对无功平衡进行合理控制，有利于电压质量的稳定，进而为电力系统的稳定运行提供良好的保障。
在110kV变电站的运行过程中，无功补偿装置的设立，应该按地区补偿无功负荷，就地补偿变压器的无功损耗。
另外，为了确保变电站的稳定运行，应该对电抗率、无功补偿容量以及分组容量进行予以明确。
本文对变电一次设计中无功补偿的设计选型进行了简要分析。
关键词：电力系统；无功补偿；设计1.110kV变电站加装无功补偿装置的重要性电网系统用电设备产生的无功功率需要与系统中的无功负荷与无功损耗相平衡，为了保证负荷集中地区供电电压稳定，在变电站设置合理的无功补偿装置是必要的。
设置无功补偿装置，既可以稳定电网功率因素，减少供电变电和输送环节产生的损耗；同时，还可以稳定电网和用户端使用电源的电压，提高供电质量。
如果不设置无功补偿装置，将导致供电系统电压不稳定、谐波增大等多种危害。
1.无功补偿的设计要点根据《电力系统电压和无功电力技术导则》相关要求，在进行无功补偿装置设计时必须遵循以下设计原则：(1)按照全面规划、分层分区补偿等原则，合理确定补偿容量和分布配置方式。
(2)首先要了解系统的非线性设备总容量Q与系统设备总容量 P的比例关系来决定采取哪种形式无功补偿。
(3)将110kV母线功率因素作为原则计算补偿容量，110kV变电站使用的无功补偿容量必须按照主变容量的20%左右进行配置，而且将变电器高压部分的因数控制在0.95以上，低谷负荷功率因数不能高于0.95。
1.无功补偿装置设计选型无功补偿装置的种类很多，目前电力网中通常采用以下三种无功补偿形式：①在变电站低电压侧中设置并联电容器进行集中补偿；②在馈出线的用户端开闭所内装置并联电容器进行分组补偿；③在用户端感性负载部位装置并联电容器进行就地补偿。
集中补偿与分组补偿两种类型的容量小、运用率较高，能补偿变电器及并联配电线路中的无功功率等优点。
轻负荷时期高压电缆充电功率对电网无功平衡的影响分析
中图分类号 ： Ｔ Ｍ７ ３ ２ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ７ —１ ８ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ２ ０ — ０ ３
Ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｃｈ ａ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｏ ｆ Ｈｉ ｇ ｈ－ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｃａ ｂ ｌ ｅ ｏ ｎ Ｒｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｂａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｇｒ ｉ ｄ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｌｉ ｇ ｈ ｔ Ｌｏ ａ ｄ Ｐｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｓ
ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｏ ｆ ｈｉ ｇ ｈ－ ｖ ｏ ｈ ａ ｇ ｅ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ｉ ｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｅ ｓ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ
高压无功补偿示例
第6章高压无功补偿设计示例第一部分设计任务书一、高压无功补偿的设计内容(1) 根据负荷资料、变电所负荷位置计算补偿无功功率值。
(2) 选择适当的无功电源设备及补偿位置。
(3) 通过技术经济综合比较，确定无功补偿装置。
、设计文件及图纸要求(4) 评定无功补偿装置的补偿方案。
(1) 设计说明书一份(2) 计算书一份。
(3) 系统接线图一张三、原始资料(1) 35KV双电源变电站10KV供电变电站电缆供电负荷位置统计资料如图:说明：数据单位(km)（2）变电站负荷（不含输电线路）反馈资料如下:表表2表（3）变电站采用单母线分段接线电缆供电方式，变压器总容量为4000KVA （4）10K V电缆充电功率忽略不计第二部分设计说明书-、解题步骤说明1、计算无功总负荷（明确无功性质：感性还是容性）①用电设备负荷无功②站用电负荷无功③电力线路负荷无功2、设计无功补偿方案①无功功率补偿设备的设计方案㈠无功功率电源的选择① 方案一：同步电动机②方案二：并联电容器③方案三：同步调相机④方案四：静止无功发生器⑤方案五：并联电抗器㈡无功功率补偿装置容量的选择① 总容量㈢无功电源容量的分区选择① 分区容量㈣断路器（开关）的合理选择②无功功率补偿装置位置的设计方案㈠变电站高压（相对变压器而言）母线侧㈡变电站低压（相对变压器而言）分段母线I母㈢变电站低压（相对变压器而言）分段母线H母㈣变电站低压（相对变压器而言）旁路母线上3、各种方案之间的类比①无功补偿设备②无功补偿设备的位置4、选定最恰当的方案组合5、绘制变电站电气主接线图二、对待设计无功补偿装置的位置说明电力系统中针对无功补偿装置的安装位置来说，都是只管补偿后面的负荷，不管补偿装置前面的负荷。
无功补偿的节能只是降低了补偿点至发电机之间的供电损耗，所以高压侧的无功补偿不能减少低压网侧的损耗，也不能使低压供电变压器的利用率提高。
根据最佳补偿理论，就地补偿的节能效果最为显著。
但是由本变电站采用的是集中补偿方式（装设在企业或地方总变电所6~35KV母线上，可减少高压线路的无功损耗，而且能提高本变电所的供电电压质量。
无功补偿浅析与实例分析
无功补偿 浅析 与实例 分析
涂 芳 芳
（ 福 建 永 福 电 通 技 பைடு நூலகம் 开 发 有 限 公 司 。福 建 福 州 ３ ５ ０ ０ ０ ３）
提高专用变 用户 的功率因素，实现无功就地平衡 ，这种方式 同样对 用户的降损 作用很 小。 ． ２ ２ ０ ｋ Ｖ 变 电站 低 压侧 无 功 补偿 的 配 置 方 案 。 低压终端分散补偿 ：它是在用户 设备所在 位置 就地补偿 ，这种 方 式 较 前 三 种 方 式 大 大 减 少 线 损 ， 改善 电压 质量 ，提 高 系 统 供 电 能 【 关键词 】 无功补偿 ；容性 ；感性 力 。这 种 补 偿 缺 点是 投 资 大 ，每 个 设备 单独 补偿 ， 加 大补 偿 设 备 的 引 言 总 容 量 ，设 备 利 用 率 不 高 ，适 合 于 设 备 比较 集 中 ， 单 台 设 备 较 大 ， 无 功 补 偿 在 电 力 供 电 系 统 所 承 担 的 作 用 是 提 高 电 网 的 功 率 因 且 年 利 用 小 时 数 较 高 的用 电设 备 。 ２ ２ ０ ｋ Ｖ变 电站低压侧 无功配置实例 分析 素 ，降低供 电变压器及输 电线路的损耗 ，提高供 电效率 、改善 电能 ３ 质量 。合理 的选择补 偿装 置，可 以最大限度 的减少 网络损耗 ，不仅 ２ ２ ０ ｋ Ｖ变 电站低压侧 无功补偿 装置 是维持 电网电压 的关键设备 。 能保证 电压质量 ，还 能提 高电力系统运行 的稳 定性 与安全性。 无功补偿 容量的配置方 式与电网结构 、负荷性质、负荷 间的同时率 、 １ 概 述 受电电压等因素有关 ，电力 系统相 关规程 规定，２ ２ ０ ｋ Ｖ及 以下 电压 １ ． １无 功 的概 念 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 交流 电力 系统 是当今有 效利 用能源 、方便传输能源 、灵活使用 压器容量的 ｉ ０ ％ ￣３ ０ ％ 确定 。实际变电站 设计中，２ ２ ０ ｋ Ｖ变 电站低压 能源 的 有 力 工 具 。交 流 电 力 系 统 中 除有 功 电 源 和 有 功 负 荷 外 ，还 有 侧无功补偿具体 配置 方案需结合变 电站各 电压等级 出线参数 、主变 感 性 原 件 和 容 性 原 件 ， 当 系 统 处 于 运 行 状 态 ， 电流 通 过 感 性 和 容 性 负载系数 、主变 本身参数及负荷特性进行计算得 出。变 电站无功补 原件时 ，其感性容量 和容性容量与有功 电源和有功负荷一样 ，也处 偿主要考虑主变 压器损耗 、低压侧负荷无功及 电缆 线路充 电功率 。 在某一平衡状态 。按 有功 电源和有功负荷的存在形式 ，通 常习惯把 某２ ２ ０ ｋ Ｖ变 电站计算实例： 感性容量视作无功负荷 ，把容性容量视作无功 电源 。 （ １ ）主变规模：本 期 ２ ×１ ８ ０ Ｍ Ｖ Ａ ，阻抗 电压 １ ４ ％ ／ ５ ４ ％ ／ ３ ８ ％ ：终 １ ． ２无功电源 与无功 负荷 期 ４ ×２ ４ ０ Ｍ Ｖ Ａ ，阻抗 电压 １ ４ ％ ／ ３ ５ ％ ／ ２ １ ％，主变 额定 电压 ２ ３ ０ ±８ Ｘ 电力系统无功负荷主要有异 步电动机 、变压器和线路无功损耗 ｌ ＿ ２ ５ ／ ｌ １ ５ ／ １ ０ ． ５ ， 空载 电流 １ ０ ＝ Ｏ ． ８ ％ 。 及串并联电抗器等 。无功 电源包括发 电机、线路充 电功率 ，电业部 （ ２ ）电缆线路规模 ：本期 ２ ２ ０ ｋ Ｖ电缆出线长度 ８ ｋ ｍ 、ｌ １ ０ ｋ Ｖ电 门和用户的无功补偿设备的容性可用容量。 缆 出线长度 ４ ９ ｋ ｍ ：远景 ２ ２ ０ ｋ Ｖ电缆长度 ｌ ７ ｋ ｍ 、１ １ ０ ｋ Ｖ电缆 出线长度 １ ． ３ 无 功 不 足 对 电力 系 统 的影 响 ５ ４ ｋ ｍ 。其 中 ，２ ２ ０ ｋ Ｖ电缆 单位 充 电功 率 按 ３ ． ８ ９ Ｍ ｖ ａ ｒ ／ ｋ ｍ 、１ ｌ Ｏ ｋ Ｖ电缆 并 联 无 功 补 偿 一般 是 指 补 充 无 功 电源 、 满 足 无 功 负荷 的 需要 ， 单位 充 电功 率 按 ０ ． ７ ６ Ｍ ｖ ａ ｒ ／ ｋ ｍ考虑 。 以达 到 无 功 电源 和 无 功 负 荷 在 额 定 电压 条 件 下 的平 衡 。 （ ３ ）负荷功 率因素按补偿前 ０ ． ９ 、补偿后 ０ ． ９ ５考虑，即补偿 无 功 电源 不 足 ，将 导 致 无 功 电源 和 无 功 负 荷 处 于低 电压 的平 衡 系 数为 ０ ． １ ５ ５ ６ 。 状态 。无功不足将 引起 线路及 变压器等设备 出力不足 、电力系统损 经计算 ，本 期主变 ２ ０ ％ 负 载率情 况下 ，最 大需感性 无功 补偿 耗增加、设备损坏及 电力系统稳 定度 降低等 危害 ６ ３ Ｍ ｖ ａ ｒ ；本期 主变 １ ０ ０ ％ 负载 率情 况 下 ，最大 需容 性 无功补 偿 约 ２ 无 功 补 偿 原 则 与 无 功 补 偿 方 法 比较 １ ４ Ｍ ｖ ａ ｒ 。远期主变 ３ ０ ％ 负载率情 况下，最大需感性无功补偿 ７ ６ Ｍ ｖ ａ ｒ ， ２ ． １ 无 功 补 偿 原 则 远期主变 ８ ７ 负载情况下 ，最大 需容性无 功补偿 为 ６ １ Ｍ ｖ ａ ｒ ， 相关计 集 中 与 分 散 补 偿 相 结 合 的原 则 ： 运 用 集 中 补 偿 的方 法 能 够 对 电 算 结 果 见 表 １ 。 力部门检查 电压 的运行情况提供方便 ，能把 电压的数值参数控制在 表 ｉ某 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 变 电站低压侧无功补偿计算结果 （ 单位：Ｍ ｖ ａ ｒ ） 主 变 负 荷 线 路 充 无 功 定范围 内。分散补偿主 要是针对 负荷 集中地方 ，既要对变 电站大 损耗 补偿 电功率 平 衡 容量进行补偿，又要对各配 电线路、配变及用 电设备处分散补偿 。 本 期主变 ２ ０ ％ 负载 率 ５ １ ６ ９ － ６ ３ 降损与调压相 结合 的原则： 以降损为主 ，同时与调压 结合 。主 本 期主变 １ ０ ０ ％ 负载 率 ６ ８ ｌ ５ ６ ９ ｌ ４ 要是对输 电线路长 、分线 多，负荷相对不集 中的线路 ，降低 电网的 远 期主变 ３ ０ ％ 负载 率 ２ ０ ６ １ Ｏ ３ — ７ ６ 远 期主变 ８ ７ ％ 负载 率 １ ２ １ ３ ３ １ ０ ３ ６ １ 功率损耗 、减少 电网的 电压损失 ，从而提高线路 的供 电能 力。 注 ：①考 虑最长电缆 Ｎ － １ 。 供 电部门的无功补偿与用户补偿相结合 的原则：用户的用 电设 容性无功用负值表示，感性无功用正值表示 。 备是无 功消 耗的主要地方，无功补偿可满足用户 降低 损耗、节约成 综 合 考 虑 近 、远 期 需求 ，由于 远 景 线 路 走 廊 规 划 不 能 完 全 确 定 ， 本 的要 求 。 总体与局部平衡相结合 的原则 ：满足 全网的总无功平衡 ，同时 同时 考 虑 无 功 设 备 的检 修 及 故 障情 况 ， 容 性 及 感 性 无 功 补 偿 均 需 考 虑 一 定 的裕 度 。另 外 ，为 便 于 管理 ，变 电站 无 功 设 备 单 组 容 量 系 列 满足各分 线、各分站无功的平衡。 高压与低压相结合 的原 则：以低 压补偿为主 ，与分散补偿 的原 不宜太 多，需结合本地 区已有无功 补偿 设备情况综合考虑 。最终该 变 电站无功补偿配置方案为 ：本 期配置 ２ 组 ８ Ｍ ｖ ａ ｒ 电容器，７组 理相似，并在相互之间产生联系 。 ｌ Ｏ Ｍ ｖ ａ ｒ电抗器 ； 终期配置 １ Ｏ组 ８ Ｍ ｖ ａ ｒ电容器 ，１ Ｏ组 ｌ Ｏ Ｍ ｖ ａ ｒ电抗器 。 ２ ． ２ 各 种 无 功 补 偿 方 法 比较 ４ 结 语 变 电站高压集 中补 偿：其主要 目的是改善输 电网的功率 因素 ，
500kV变电站无功补偿方案研究
科技论坛[6]王水飚，刘淼清，李仲荣等.新生儿坏死性小肠结肠炎57例临床分析[J].温州医学院学报，2011，41（2）：191-192.附图在电力系统中，无功功率的存在保持了交流电力系统电压水平的稳定，保证了电力系统的稳定运行和用户的供电质量，并使电网传输电能的损失最小，如果电网无功功率不足，会导致系统电压降低，给电力系统带来了一系列危害，例如设备出力不足、电力系统损耗增加、设备损坏等，严重甚至会造成电网崩溃[1]，因此合理配置变电站无功补偿是保持电力系统安全稳定运行的重要条件之一。
500kV电缆线路的充电功率较大，若能适当利用电缆线路的充电功率补偿系统无功损耗，优化变电站高低压电抗器和低压电容器的配置，在满足过电压相关要求的前提下可以减少高压电抗器配置的数量和容量，达到优化变电站平面布置、降低工程造价的目的。
1研究边界条件500kVSX站首期建设2×1000MVA主变，最终建设4×1000MVA主变；首期建设4回500kV线路，其中2回电缆线路接入500kVGN站，2回架空线路接入500kVSD站，SD站在站外跳通，形成SD至JM双回线路。
远期SX站预留至LJ站的2回500kV电缆出线。
SX~GN电缆线路在不配置高抗的情况下，其过电压和绝缘配合也满足规程规范的要求，可根据无功平衡需求来选择高抗配置方案[2]。
2无功平衡原则及平衡技术条件2.1无功平衡原则。
2.1.1根据有关规程规定要求，无功平衡应按分层分区、就地平衡的原则进行。
2.1.2感性无功补偿装置配置原则[3]。
500kV线路的充电功率应基本上予以补偿，主变压器低压侧无功补偿容量应根据高抗配置、电网结构和运行需要确定。
2.1.3高压电抗器配置容量应通过内过电压计算研究确定其可满足对工频过电压水平和操作过电压水平的要求[4]。
2.1.4容性无功补偿装置配置原则[3]。
500kV变电站装设低压电容器补偿的目的为：①补偿主变压器无功损耗；②可向中压侧电网输送部分无功；③补偿500kV电网的无功缺额（主要在线路重载、特别是事故情况下）。
无功补偿的效益及实例
无功补偿的效益在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。
如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。
企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。
由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。
1、节省企业电费开支。
提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。
可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。
2、提高设备的利用率。
对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。
因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。
3、降低系统的能耗补偿前后线路传送的有功功率不变，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。
即I1/I2= COSφ2/ COSφ1,这样线损P减少的百分数为：ΔP%= (1-I2/I1)×100%=（1- COS2φ1/ COS2φ2）× 100%当功率因数从0.60～0.75提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20%～40%。
4、改善电压质量。
以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为：△U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV) 两部分损失：PR/ Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；配电线路：X=（2~4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的变压器：X=（5~10）R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的可以看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。
基于电缆网无功潮流特性的高压配电网无功 补偿方法
基于电缆网无功潮流特性的高压配电网无功补偿方法摘要：本文从电缆平衡层无功调控相关概念出发，分析了平衡层的无功潮流特性、无功补偿平衡点的确定方式。
最后通过实际案例具体论述了基于电缆网无功潮流特性的高压配电网无功补偿方法。
关键词：电缆网无功潮流特性；高压配电网无功补偿方法1.电缆平衡层无功调控1.1平衡层概述综合无功分层分区原则和就地平衡原则，现总结平衡层的概念如下：平衡层指的是同一等级电压输电线路及与之相连的变电站和发电厂之间的联通网络。
其中，连接输电线路上同一等级电网的变电站被称为平衡层的电源变电站；连接输电线路下一等级电网的变电站被称为平衡层的负荷变电站，同一个变电站可以同时作为两条输电线路的电源变电站或负荷变电站。
1.2平衡层无功分配度平衡层内流动无功潮流的分配直接关系到了平衡层及其上下级输电电路电压和电流的稳定程度，进而影响了高压电网运行的经济效益和稳定性。
为了更好的进行对平衡层内无功潮流的分配，技术人员需要了解平衡层内的各个关键点之间无功需求关系，并按照需求比重确定实际分配情况[1]。
某关键点无功为负值，说明平衡层内的无功分配存在倒送现象。
1.3平衡层无功潮流特性在平衡层中，需要进行无功调节的对象是平衡层中的网络元件、正在运行的输电线路、输电线路连接的上下级变电站，无功潮流分配工作主要取决于将输电线路及负荷变电站的无功需求，以及输电线路产生的无功损耗量进行平衡。
由于高压电网输电线路的自然功率较高，此时，当输电线路的传输功率比自然功率大时，输电线路产生的传输功率会自然的抵消无功功率；如果输电线路的传输功率比自然功率小，输电线路产生的传输功率不足以抵消无功功率。
2.电缆充电功率对无功补偿计算的影响分析不同地区电缆线路和架空线路在材料、物理结构以及敷设方式等方面都存在一定的差异，由于电缆线路比架空线路产生的充电无功功率要高出许多，因此一一旦其充电无功功率超出一定的限值，在计算无功补偿的过程中就应该将其纳入到考虑范围内。
35kV及以下变电站与线路的无功补偿分析
摘
要 ： 着 变电站 建设 的逐 步完善 ， 功补偿 对 变 电站 安全稳 定 的运行 具有 重要作 用。为 了 随 无
提 高农 村 变 电站 的供 电质 量 ， 范 用电 管理 ， 规 改善农村 用电环境 ， 降低 线损 率 ， 结合 当前人 们 关
注 的变 电站 及其 线路 无功补 偿 ， 论述 了 ３ Ｖ及 以下 变电站 目前存在 的 问题 ， ５ｋ 并对无 功补偿 的
电网中， 其中用户消耗的无功功率约 占 ５ ％。高 ０ 压 电网的特点是 电压等级较 高， 输电线路较长。 当线 路 为无功 负 载 时 ， 电线 路 电抗 中 消耗 的无 输 功功率将大于电纳中产生的无功功率 ； 当输 电线 路为无功电源 ， 传送 功率较小 ， 则反之。研 究表 明， 当输电线路 出现无功过剩 ， 应该实行无功等量 动态平衡 ， 即过剩部分应在本线路的两端进行等
电变 压器 与系 统供 电变压 器容量 相 差悬殊 。另外
１ 无功功率的设备
１ １ 输 电线 路 ．
在农 村 电 网中 ， 无功 功 率 主 要 消耗 在 低 压 配
农 业 用 电昼 夜 负荷变 化大 ， 季节 性强 ， 电变 压器 配 负荷率 低 ， 而 使农村 供 电系统 的功 率 因数偏低 。 从 根 据相 关资 料显 示 ， 电系 统 的 功率 因数 一 般 仅 农 为 ０６ 而 全 省 则 更 低 ， 成 农 村 供 电 系 统 网 损 ．， 造 高 ， 压低 。运行 中 的输 电 线 路 既是 无 功 负 荷 又 电
第３ ２卷
第 ６期
电力 电容器与无功补偿
Ｐ ｗ ｒ ａａｉｒ Ｒ ａｔ ｅＰ ｗ ｒ ｏ ｐ ｎａｏ ｏ ｅ ｐ ｃｏ ＆ ｅｃｖ ｏ ｅ ｍ ｅｓｔ ｎ Ｃ ｔ ｉ Ｃ ｉ
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线 路 充 电功 率 对 变 电 站 无 功 补 偿 影 响 的 实 例 分 析
陈 小红
（ 茂名 市粤 能 电力股份 有 限公 司 ，广 东 茂名 ５ ２ ５ ０ ０ ０ ）
［ 摘要］ 分析 线路 充 电功 率 的 重 要 性 ，通 过 计 算 某 １ １ ０ ｋ Ｖ 变 电站 的 无 功 负荷 和 无功 电 源 ，论 证 了线路 充 电功 率 对 正 确
简 化式 （ １ ） ，得 ：
抑
＋
３ ｓ
（ ２ ）
式 中，ｋ为变压器负载率水平 ，重载时取 ８ ５ ％，轻 载时取
３ Ｏ ；Ｕａ （ ） 取１ ０ ． ５ ；／ ｏ （ ） 根据 国标取 ０ ． ４ 。
通过计 算 可 知，１台 ４ ０ ＭＶ Ａ 的 主变 ，其 无 功损 耗
《 电力 系 统 电 压 和 无 功 电 力 技 术 导 则 》 规定 “ ３ ５ ～
表 ３ 无功补偿计算结果对比
１ １ Ｏ ｋ Ｖ变电站 的功率因数不得低于 ０ ． ９ ～１ ”，按照一般 电 网的设计要求 ，１ １ ０ ｋ Ｖ侧功率 因数按 ０ ． ９ ８考虑 ，１ ０ ｋ Ｖ侧
功 率 因数 按 ０ ． ９ 考 虑 。 因此 ，该 站 重 载 时 １ １ ０ ｋ Ｖ与 １ ０ ｋ Ｖ 电压层 间的无 功 缺 额 为 ： 无 功 缺 额 一８ ５ ×４ ０ ＭＶ Ａ× （ ， ／ １ 一Ｃ Ｏ Ｓ 。 一
４ ０ ＭＶ Ａ主变 ；本期 出线 ２回 ，采用 ８ ０ ０ ｍ ｍ２ 截面 的电缆
出线 ，线路 长 １ ０ ｋ ｍ￣终 期 出 线 ６回 ，采 用 ８ ０ ０ ｍ ｍ２ 截 面 的 电缆 出线 ４回 ，线 路 长 ２ ０ ｋ ｒ ｎ ，采 用 ３ ０ ０ ｍｍ ２ 截 面 的架 空 出线 ２ 回 ，线 路 长 １ ２ ｋ ｍ。 主 变 参 数 ：容 量 比 为 ４ ０ ／
变 电站 本 期 新 建 １台 ４ ０ ＭＶ Ａ 的 主 变 ，终 期 规 模 有 ３台
则进行优化设计 ，并对不足部分加 以补偿 ，实现无功 的就 地分 区分层平衡 。各级 电网应避免通过输 电线路远距离输 送无功电力 ，以有效降低电网损耗 和控制 电压质量 。在实
际的 计算 中 ，作 为无 功 电源部 分 的线 路 充 电功 率 往 往 会 被
应 该 计 及其 影 响 。
功不足对 系统的危害较大 ，因此在变 电站设计 中需要详细 计算实际的无功需求量 以进行 必要 的补偿 。电力系统 的无
功 主 要 分 为无 功 电 源和 无 功 负荷 ，两 者 需 要 通 过 一 定 的原
２ 实例 分 析 计 算
现通过某 １ １ Ｏ ｋ Ｖ变电站设计过程中无功补偿 的实例来 比较线路充 电功率对无功补偿容量配置 的影响 。该 １ １ ０ ｋ Ｖ
４ ０ ＭＶＡ， 电 压 比 为 ｌ １ ０ ／ １ ０ ．５ ｋ Ｖ， 阻 抗 电 压 为
忽略 ，而当这部分充 电功率达到一定数量时将会影响无功
补 偿 的计 算 和 设 计 。
１ 线 路 充 电 功 率 的 种 类
变 电 站 的高 压 出线 常 采 用架 空 线 路 ，但 随 着 城 市 电 网
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ５ — １ ２
作 者简介 ： 陈小红（ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 电 气工 程 师 ， 从 事 电力 系统 运 行 、 设 计工作 。
电工技术 ｌ ２ ０ １ ５ ｌ １ １ 期【 １ ３
无功 补偿及 谐 波 治理 Ｑ 无 功 损 耗 （ 主 变 ） 重载时为 ３ ． １ ９ Ｍｖ ａ ｒ ，轻载时为 ０ ． ５ ４ Ｍｖ ａ ｒ 。
１ ０ ． ５ 。变 电站无功补偿的计算分为无功负荷计算 和无功
电源 计 算 。
的建设 ，３ ５ ￣２ ２ ０ ｋ Ｖ电缆线路敷设量逐渐增加 。因此在变 电站线路充 电功率统计过程 中，一般需将 １ １ ０ ｋ Ｖ及以上架 空线路的充电功率和 ３ ５ ｋ Ｖ及 以上 电压等 级电缆线路 的充 电功率纳入计算范围。线路的充 电功率与线路 的线 间电容 成正 比，与运行电压的平方成正比。不 同电压等级单位长 度架空线路的充 电功率近似值见表 １ ，不 同截面 的交联 聚 乙烯 电缆线路在不同电压等级下的充电功率见表 ２ 。
消耗 的 无功 为 ：
一 捞 一［
表 （ １ ）
式 中，Ｕａ （ ） 为需要补偿 的变压器一侧 的阻抗 电压百分
值； 为 母 线装 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 ；Ｉ ｏ （ ） 为变压器空载电流百分值 。
ｌ １ Ｏ ｋ Ｖ 主 变 最 大 负 荷 时， 其 高 压 侧 功 率 因 数 不 低 于
０ ． ９ ５ ”，为 此 ｌ ｌ ０ ｋ Ｖ 变 电站 无 功 负荷 分 为变 压器 消 耗 的无
功和电压层 间因无功缺额所需补偿 的无功两部分。 根据《 电力工程电气设计手册 电气一次部分》 ，变压器
表 １ 架 空送 电线路充电功 率近似值
２ ． １ 无功 负荷计 算
《 国家 电 网公 司 电力 系统 无 功 补 偿 配 置技 术 原 则 》 规 定 “ ３ ５ ～１ １ Ｏ ｋ Ｖ变 电站 的容 性无 功 补 偿 装 置 以 补偿 变 压 器 无
功损耗为主，并适 当兼顾 负荷侧 的无功 补偿 ；满足 ３ ５ ～
配置变 电站无功补偿装置容量有 着重要影 响。
关键 词 充 电功 率 无 功 补 偿 无 功 电 源 无 功 负荷
０ 引 言
电力 系统 中 ，常规 变 电 站 的无 功 一 般 呈 缺 额 状 态 ，无
由表 １ 、表 ２ 可 知 ，电缆 线 路 比架 空 线 路 所 产 生 的充
电功率要大得多 ，这些充电功率累积到一定 的程度时 ，就