110kV及以下县级配电网无功优化补偿
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。
综述110kV变电站电压无功的优化控制措施
为 了使 电压 Ｕ与 无功 Ｑ达 到 所 需 的值 ，通 过 改 变有 载 配 电 变 压 器 分接 开 关 挡 位 和 投 切 电容 器 组 来 改 变 配 电系 统 的 ｕ和 ０ 。有 载 配 电变 压 器 分接 头 挡 位 的变 化 不 仅对 Ｕ有 影 响 ， 且 财 而 Ｑ也 有 一 定影 响 ， 同样 ， 电容 器 组 投 切 对 Ｑ影 响 的 同 时 ， 对 ｕ 也 有 ～ 定 的影 响 。 以变 压 器 电源 侧 无 功 功 率 作 为 横 轴 ，０ Ｖ侧 母 １ｋ 线 电 压 为纵 轴 ， 立 平 面 直 角 坐 标 系 ， 标 系 中 Ｉ象 限 的 每 一 点 建 坐 就对 应 运 行 中 的一 组 电压 、 功值 。变 电站 运 行 中 的 电压 、 功 无 无 状 况 就 由这 个 平 面 坐 标 系 的每 个 对 应 点 表 示 出来 ，如 图 １中 的 曲线 １ ２的交 点 ａ 代 表 某 一 运 行 方 式 卜 一 组 电压 、无 功 和 就 的 平衡 点 。从 控 制理 论 上 讲 ， 一个 系 统 可在 该 图 中选 定某 一 特 定 对 的 点 作 为最 佳 控 制 点 来控 制 ， 在 实 际应 用 中 ， 但 电压 的升 降是 南
关 键 词 ： １ｋ １０ Ｖ变 电站 ； 理 ； 原 电压 ； 功 功 率 ； 制 无 控
１ 电压 和无功功率调节的基本原理
采 用 并 联 电容 器 的方 法 补 偿 系 统 的 无 功 功 率 ， 力 电 容 器 电
就 代 表 了新 的 无 功 平 衡 点 ， 并 由此 决 定 了负 荷 电压 为 ｕ ， 显 然 Ｕ ＜ 这 说 明 负 荷 增 加 后 ， 统 的 无 功 总 电 源 已 不 能 满 足 Ｕ， 系
２ 电压 、 无功功率分 区优 化控制
对县级配电网无功优化补偿的探讨
性 、 压质 量 和 客 户服 务 水 平 ， 出 了更 高的 要 求 。 负荷 水 平 的增 长 ， 电 提 负荷 的峰 谷 差 增 大 ， 得 系统 的 调 压 问 使
题 变得越来越 困难， 电压过 高或过低 的问题 时有 出现。因此 ， 如何合理 地调 整电压 ， 高电网的电压质量和安 提
１ 引言
电力 系统 的无功优化 ， 以改善 电压质量 ， 可 降低线路损
耗， 使电网能安全 、 稳定 、 济地运行 ， 保证 工农 业安全生 经 对
满足全网的总无功平衡 ， 又要满足分线 、 分站的无功平衡。
集 中补偿与分散 补偿相结合 ， 以分散 补偿为主 ， 这就要
求在负荷集 中的地方进行补偿 ，既要在变 电站进行大容量 集中补偿 ， 又要在配电线路 、 配电变压器和用电设备处进行
经济效益和社 会效益。
降损与调压相结合 ， 以降损 为主 ， 兼顾调压。这是 针对
线路长 ， 分支多 ， 负荷分散 ， 功率因数低的线路 。 这种线路最 显著 的特点是 负荷率低 ， 线路损失 大 ， 若对 此线路 补偿 ， 可
明显提高线路 的供电能力。
２ 无功补偿 的原则
无 功补偿的原则是 ：全面规划 ， 理布局 ， “ 合 分级 补偿 ， 就地平衡 。 具体要求是 ： ” 总体平衡与局部平衡相结 合 ， 既要
ｖ ｌ ｇ ｕ ｉ ｎ ｅｌ ｖ ｌ ｆ ａｅｏ ｅ ａ ｏ ｓ ｎ ｉ ｏ ｔｎ ｓ ｒ Ｓ ｏ ｔ ｅｑ ａ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｐ ｒ ｔ ｎ ｉ ａ ａ ｌ ｙ ｈ ｅ ｏｓ ｉ ｍｐ ｒ ｔ ａ ｋｆ ． ａ ｔ ｏＵ Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｂ ｔｔ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｒ ｄ ｃｎ ｓ ｎ ａ ｉ ｇｅ ｅ ｇ ｙｗｏ ｄ ： ｕ ｓａｉ ； ｅ ｃｉ ｏ ｖ ｏ ｒ ｍｐ ｎ ａ ｉ ； ｅ ｕ ｉｇ ｌ ｓａ ｄ ｓ ｖ ｎ ｎ ｒｙ ｃ ｏ ｏ
配电网无功优化及无功补偿技术
配电网无功优化及无功补偿技术摘要：无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统的电压质量、降低网络损耗以及系统安全经济运行必不可少的重要组成部分。
网络元件及负载所需要的无功功率来源于网络中的某个地方，如果要网络所需的无功功率都由发电机提供并跨过各个电压等级系统长距离传输显然是不合理的，不符合科学规律也很难做。
科学合理的方法应该是在有无功功率需求的地方产生相适应的无功功率，即我们所说的无功补偿。
在电力系统中，解决好无功补偿问题，对提高系统电能质量、保证安全经济运行、降损节能等方面都有着极为重要的意义。
该文主要针对电力系统无功补偿的原则、方式、容量确定以及经济效益等做出论述和分析。
关键词：无功补偿方式容量效益1无功补偿的作用及无功补偿原则1.1电网中的无功电源1.1.1同步发电机同步发电机既是有功电功率电源，同样也是电网无功功率的来源，额定功率因数一般为0.8。
1.1.2同步调相机同步调相机是连接在电力系统中的同步电动机。
它的主要用途是产生无功功率，提高电力系统功率因数，提高电能质量和系统运行的稳定性。
1.1.3输电线路充电电容高压输电线路不仅产生电感，消耗无功，同时具有相线对地电容，产生无功。
1.1.4电容器静止电容器按照连接方式分为并联电容器补偿和串联电容补偿，采用电容器进行无功补偿是系统中广泛采用的一种方式。
1.2无功补偿的作用（1）在系统中三相负载不平衡的情况下（如电气化铁道等），应进行适当的无功补偿，这样可以平衡三项的负载。
（2）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。
为了提高输电系统的稳定性和输电能力，输电线路应适当设置动态无功补偿装置；（3）提高电力系统及其负载的功率因数，降低设备容量，减少设备功率损耗；1.3配电网无功补偿的原则（1）无功补偿的方式有以下几种：高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主。
（2）无功补偿应合理布局，统一规划，分级补偿，就地平衡。
浅谈配电网无功补偿方案和优化技术
【 键 词 】 电 网 ； 功 补 偿 ； 化 关 配 无 优
本 文 结合 广大 用 户 和 电力 部 门 共 同天 注 的 电 网补 偿 问 题 ， 重 点 分 析 和 比较 常 用 无 功 补 偿 方 案 的 特 点 ， 加 上 对 尢 功 补 偿 技 术 再 的 分 析 ， 电网无 功补 偿 工 程 提 出 有 益 的建 议 和 因该 注 意 的 问题 。 为 配 电 网 无功 补 偿 方 案 的 比 较 通 常 配 电 网无 功 补 偿 方 案 有 四 种 ， 括 ： 电 站 集 中补 偿 ， 包 变 配 电线 路 固定 补 偿 ， 电变 低 压 补 偿 和用 电设 备 分 散 补 偿 。 配 １ 变 电站 集 中补 偿 。变 电站 集 中补 偿 装 置 包 括 ： 联 电 容 器 ， 、 并 同 步调 相 机 ， 止 补 偿 器 等 等 ， 要 针 对输 电 网 的无 功 平 衡 采 用 集 静 主 中补 偿 ， 要 目的 是 改 善 电 网功 率 因数 ， 高变 电所 的 电 压 和 减 少 主 提 无 功 耗 损 。赔 偿 装 置 通 常 都 连 接 在变 电站 的 ｌｋ Ｏ ｖ母 线 上 ， 来 补 用 偿 负 荷 的 无 功 功率 。补 偿 电 容 分 为 固定 补 偿 和 自动 补 偿 ， 功 负 有 荷 和 无 功 负 荷 是 通 向 变 化 的 ， 功 负 荷 发 生 变 化 随之 无 功 负 荷 也 有 发 生 变 化 ， 论 无 功 负 荷 怎 么 变 化 都 可 把 它 分 为 固定 部 分 和 变 动 无 部分 ， 因此 补偿 电 容 因该 采 取 固定 补偿 和 自动 补 偿 的相 结 合 的 方 法， 固定 补 偿 电 容 可 以 减 少 投 资 而 自动 补 偿 电 容 可 以 满 足 补 偿 需 求 ， 好 这 两 方 面 可 以使 变 电 站 集 中补 偿 管 理 容 易 ， 护 方 便 ， 做 维 这 种 方 案对 配 电 网降 损无 作用 。 ２ 配 电 线路 固定 补 偿 。线 路 补 偿 就 是 在 线路 杆 上 安 装 电容 器 、 从 而 实 现 无 功 补偿 ， 路 补 偿 远 离 变 电站 ， 护 难 配 置 ， 制 成 本 线 保 控 较高 ， 护 困难 ， 安 装 环 境 限 制 。因此 线 路 补 偿 的补 偿 点 不 宜 过 维 受 多， 补偿 容 器 不 宜 过 大 避免 出现 超 补 偿 现 象 ， 采 用 分 组投 切 控 制 不 法， 控制 方 法 因该 从 简 ， 对 过 电 流 和过 电压 的保 护 应 该采 用 熔 断 针 器 和 避 雷 器 。线 路 补 偿 主 要 提供 线 路 和 公 用 变 压 器 需 要 的 无 功 ， 由于 线路 补 偿 的投 资 成 本 少 ， 收快 捷 ， 理 方 便 等 优 点 ， 以 适 回 管 所 用 于 功率 低 ， 荷 重 的长 距 离 线 路 ， 路 补 偿 一 般 采用 固定 补 偿 。 负 线 ３ 配 电 变低 压 补偿 。配 电 变 低 压补 偿 是 目前 适 用 最 为 广 泛 的 、 补偿 方 法 ， 户用 电 的 日负 荷 变 化 很 大 ， 常 采 用 计 算 机 控 制 ， 用 通 跟 踪负荷波动情况分组投切 电容器补偿 ， 总补 偿 容 量 在 几 十 到 几 千 乏不等， 目的 就是 为 了提 高 用 户 功 率 因数 ， 现 无 功 平 衡 ， 而 降 实 从 低 配 电 网耗 损 和 改善 电 压 质 量 。但 由 于 配 电变 压 器 的 数 量 多 ， 安 装 地 点 比较 分 散 ， 以 补 偿 工 程 的 投 资 成 本 较 大 ， 护 工 作 量 大 ， 所 维 正 因如 此 要 求 厂 家尽 量 降低 装 置 的 成本 ， 高 装 置 的 可靠 性 。 提 ４ 用户设 备分 散 补偿 。据 调 查 ， 常 ｌ ｖ以下 电网 的无 功消 耗 、 通 Ｏ ｋ 总量 中 ， 压器 消耗率 占 ３ ％左右 ， 变 ０ 低压用 电设 备消耗 率 占 ６％左 右 。 ５ 由此 发 现 ， 低 压用 电设 备 上 实 施 无 功 补偿 非 常 有 必 要 ， 践 在 实 证 明 低 压设 备 无 功 补 偿 更 经 济 化 ， 果 非 常 好 ， 合 性 能 强 ， 得 效 综 值 推 广 ， 对 消 耗无 功最 多 的低 压 用 电设 备是 感 应 电动 机 ， 应 电 动 针 感 机 包 括 ： 田抽 油 机 ， 口装 卸 机 ， 山提 升 机 等 都 是 较 大 容 量 电 油 港 矿 动 机 ， 该 实施 随机 补 偿 。该 补偿 方 式 比上 述 三 种 方 式 的 优 点 有 ： 因
浅谈电压无功的优化控制措施—110kV变电站为例
备 的运 行的周期 与维护 费用 。系统 的无功平衡是确保 电压质 量的重要 的条 件， 系统 中无功 电源的无 功出力必须满足 系统 负荷以及 网络损耗 的需求 ，以
确 保 电压 不 会 偏 离额 定 的数 值 。
［ 关键 词 ］ １ １ Ｏ ｋ Ｖ ；变 电站； 电压无 功；优化 ；控 制策略 中图分类号 ：Ｔ Ｍ ７ １ ４ ． ２ 文献标识 号 ：Ａ 文章编号 ：２ ３ ０ ６ — １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）１ ７ － ０ ２ ２ １ — ２
降 低 网 损 有 重 要 意 义 。动 态 性 与 不 连 续 性 是 电 压 无 功 控 制 的特 点 ， 所 以
电压无功 的优化控 制是 一个多 约束条件 、多变量 以及 多 目标 的非线性 的
问题 。
１ ． 变 电站 的电压 无功优 化的原理 １ ． １变电站电压无功的优化调节 方法 １ １ Ｏ ｋ Ｖ 变电站的 电压无功 的优化 向来 受到许多人的重视，理论上将 ， 变 电站 的电压无功 的优化 是一个 多约束 条件 、多变 量 以及多 目标 的非 线 性 问题 。在实践 中，变 电站的 电压无功 的优化控 制 的基 本方法 主要有 两 种方法 配合，即调整有载变压器 的分接头 开关和投切并联 电容器组 。 １ ． ２变电站的电压无功优化的 目标 与控 制模 式 优 化 目标：在一般情况 下，１ １ ０ ｋ Ｖ 变 电站的低压侧母线 电压与 主变 高压侧 注入 的无功 作为变 电站 的 电压无 功的优化 控制 的基本 的 目标 。因 为优 化控 制的措施 不 同，所 以控 制 目标 会 由一 定差异 ，总结后 的 目标 主 有 以下 内容，即电压质 量好 、补偿 电容器与变压器分接头 的动作次数少 、 电力系统 网损 最小。控制模式 ：１ １ ０ ｋ Ｖ 变 电站 的电压 无功优化的控制模 式有 两种 ，分 别是 电压 一无功功 率和 电压一功率 因素两 种模式 。电压 一 功率 因素模 式不 能直接反 映无功 的大 小，相 比之 下，能真 实的反 映 电力 系统 无功 的电压 一无功功 率模式 ，可 以避 免在轻载 负荷状 态下补偿 电容 器频 繁投 切，并且 重负荷 条件下 的适应 性 比较 强，所 以此模式广 泛在 实 际 中应 用 。 ２ ． 建立在人工神经 网络 上的负荷预测 ２ ． １ 人工神 经网络 作为 自适应 非线性动 态系统 的人工 神经 网络 ，通过对 人的脑神 经系 统 的模 仿进 行信息存 储与 处理 。作 为人工神 经 网络 基本 处理单 元，每一 个神经元都可 以实现 从输入到输 出的非线性 的函数 关系。 因为天气 、 季节 、 节假 日、气温 甚至是 其他突 发事件等 因素 ，电力系 统的负荷 预测往 往无 法通过 线性 的数学 公式进 行表示 。但 是人 工神经 网络因为 具有非 线性 、 响应速度 快 、建 模简 单、容错 性强、并 行处理 的能力 强 以及 自学训 练等 特 点 ，所 以适合 应用于 电力 系统负荷 预测 。人 工神经 网络又 分为反馈 型 网络结 构和前馈 型网络结构 两种，论文 中采用 的是后 于其他的系统，电力系统的 自身特点显著，会受到温度 、天气 、 季节和 工作 目等因素影 响，所 以在进 行负荷预测 的时候 ，必须把这 些因 素全都考虑在 内才能获得精确的结果。论文在建立 Ｒ Ｂ Ｆ 网络 预测模 型时， 只考虑 了气温、季节和节假 日这 ３ 个主 要的影 响因素 。将预测 目的前一 星期该 天的负荷 值、气温 、季 节和节假 日的特征值 为输入 量，把预测 目 负荷值当作输出量。 输入数据 的预处理 方法：输 出结 果受网络输入 量的影 响严重，所 以 在负荷 预测之 前需要对输入 的数据进 行预处理 ，这 项工作 十分重要 。为 了确保所 建立 的负荷 模型正确 与合理 ，需要选择与 预测 日期相 近的时 间 段中 的负荷 数据作 为输入 数据 ，而对于 影响 因素 ，就 要根据季 节将模 型 分类，并且按 非工作 日和工作 日的区别构建 节假 日与工作 目的负荷模型 。 预测实现 过程 ：为 了避 免选择 中心 时数据产生 的标 注化与 训练时 的 神经元 发生饱和 的现象 ，在 实行负荷预 测的时候要 将神经 网络 输入量 变 为 ［ 一１ ，１ ］中的数据，接 着通过 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ编程进行预测 。 ３ ． １ １ ０ ｋ Ｖ变 电站的 电压无功优化控制措施 电容器组投切与有载 调压变 压器分接头调节是 １ １ ０ ｋ ｇ 变 电站 的电 压无功优化 的主要控 制手段 。因为在母 线上 电压经 常变动 ，所 以需要调 整变压器 的低压侧 的母线 电压 ，使其在 合理范 围内，另外还要 考虑设 备 的使用寿命 的 问题 ，所 以电容 器组投切 的次数与有 载调压变压 器的分接 头的调节不 能太过 与频繁 。所 以，这 时候母 线电压 的合 格与设备 动作 的 次数，这 两个 条件成 为变电站的电压无功优 化一 定要考虑 的 ２ 个条件 。 结 合以上两个条件与 实际工作需要 ，笔者对 １ １ Ｏ ｋ ｖ 变 电站的电压无功 优 化的控制措 旌为 以下 内容 ：首 先建立优化 数学模 型；其次结合 测得 的 负荷预算 的结果进 行负荷初 次的分段划 分；再次根 据初次分段 划分 ， 进 行 第二次 的优 化；最后据 初次和 二次优化结 果确定最终 的变 电站的 电压 无 功优 化 的设 备 动作 的 总体 方 案 。 ３ ． １ 优化数 学模型 为达 到最大程 度降低 电力 系统 网损 、提 高设备 的使 用寿命 的 目的 ， 论 文以 ２ ４ ｈ 变 电站系统 的网损最 小值作为 目标 函数 ，将 设备 的动作次 数 与母线 的电压质量 合格设为 约束条件 ，使 用电容器 的投切与有 载调压 变压器分接头调节 的控制方法 ，建立了数学模型，具体可表示为 ：其中 ， Ｔ ｔ 表示 ｔ 时间 内主变压器低 压侧母 线之上的电压 ，Ｑ ｔ 表示 ｔ 的无功 补偿量 。 ３ ． ２ 负荷的分段方案 电力系统 的负荷 会连续变 化，但是作为 优化求解 的负荷必须 分段静 止 ，所 以这时 候就 需要对 连续 的负荷 采取阶梯 划分 的形 式，从而假 设它 们在 各个阶段 保持不变 。负荷的分段 划分的原 则为 同一个 时间段 中负荷 提高 电气 自动化在 电气工 作中的广泛 应用和应 用水平 ，根据 实际情况 不 断 创 新 ，促 进 我 国 电气 工 程 的 自动 化 应 用 发 展 。 参考文献 ［ １ ］刘嘉兴 ．浅析 电气 自动化在 电气工程 中的融合及应用 ［ Ｊ ］ ．电源 技术应 用，２ Ｏ １ ３ ，０ ３ ：１ ２ ６ ． ［ ２ ］肖吉帅 ．浅谈 电气 自动化在 电气工程 中的融 合运用 ［ Ｊ ］ ．科技创 新导报，２ ０ １ ３ ，０ ５ ：１ １ ６ ． ［ ３ ］ 钟家洪， 夏勇 ． 电气 自动化在 电气工程 中的应用分析 ［ Ｊ ］ ． 科技风 ，
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。
其中50MVA主变短路阻抗均为17%，空载电流均为0.3%。
3.1.2 外线计算充电功率单回110kV外线平均长度约为4km，电缆规格一般为YJLW03-Z-64/110-1×800mm²，相应充电功率为3277kvar。
110kV变电站无功补偿电容器组配置探讨
110kV变电站无功补偿电容器组配置探讨作者：李国栋来源：《中国科技纵横》2016年第17期【摘要】为提高变电站运行稳定性与可靠性，在建设阶段多针对110kV变电站10kV低压侧安装并联电容器组，来满足电网对无功功率的要求。
此种设计方法，一方面可以降低无功补偿装置造价投入，另一方面可以按照分层分区平衡原则对35kV侧负荷无功补偿进行优化，由下一级变电站来进行补偿。
但是随着电力系统的发展，仅仅在低压侧安装无功补偿装置逐渐不能满足实际运行需求，需要对无功补偿电容器组配置方式做更进一步的分析。
本文将110kV 变电站作为对象，分析了无功补偿电容器组配置方式。
【关键词】 110kV变电站无功补偿配置优化对变电站安装无功补偿电容器组，对提高变电站运行效率，降低主变能耗具有重要意义。
但是现在变电站运行负荷不断增加，如果还是选择原来低压侧安装补偿装置的方法，已经不能满足变压器高压侧对功率因数的要求。
为实现节能降耗目的，需要对无功补偿电容器组的配置方式进行优化，例如将其安装在中压测可以降低主变约1/3无功损耗，且可以保证电网安全可靠的运行。
1 变电站无功补偿电容器组设计很多变电站建设时，均是将高压并联电容器安装在变压器主要负荷侧，且存在部分220kV 变电站将无功补偿装置设置在中压侧。
例如东北地区220kV变电站，对变电站无功补偿装置方案进行了调整，选择将电容器设置在变压器主要负荷66kV侧，将变压器第三绕组，更改为Y/△双绕组，这样既可以降低设备运行损耗，同时还能够降低变电站接线难度。
如果选择将无功补偿电容组设置在110kV站中压侧，需要确定设计要点，精确就计算各项损耗，重视建模理论与实地测量两个方面，保证设置方案具有高适用性，对110kV三绕变压器、低压侧不同负荷情况的无功补偿方案进行优化，全面满足变电站实际运行需求[1]。
2 变电站无功补偿电容器组配置要点2.1 工程概述以某110kV变电站为例，对其无功补偿电容器组配置设计进行分析。
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。
110kV变电站无功补偿电容器组优化设计
究 ，发现 无功 补偿 装 置在 ３ Ｖ侧 可使 主变 节省 约 ５ｋ １３的无 功 损 耗 ， 能 使 电 网更 加 安 全 、 定 、 济 ／ 并 稳 经
的运 行 。 通 过 对 江西 省 赣 西供 电公 司钤 北 １ ０ｋ １ Ｖ变 电 站进 行无 功 补偿 容量 的计 算 ， 出几 种 补偿 方案 。 提 对
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓｄ ０＇ａ ｒｓａｃ ｆｃ ｐ ｃｔｒ ｓｔｃ ｎ ｇ ｒｔ ｎ ｉ ｉｎ ｘ １ ０ ｋ ｕ ｓａ ｏ ，ｐ ｔｆｒ ａｄ ａｌｉｅ ｈ ｔ ｓｒ ｃ ： ａｅ １ ｅｅ ｒｈ ｏ ａ ａ ｉ ｅ ｏ ｆ ｕａｉ ｎ Ｊａ ｇ ｉ １ Ｖ ｓ ｂ ｔｔ ｎ ｕ ｏ ｗ ｒ ｌ ｄ ａ ｔａ １ ｏ ｉ ｏ ｉ
Ｃ ｅ ｏ ｘｎ Ｘｕ Ｙｕ ｑｎ Ｚ ａ ｇＬ ｈ ｎＴｕ － ｉ， － ｉ ， ｈ ｎ ｉ
（ ｓｔｔ ｏ ｌｃ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｎｃＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｎ ｒ ｈｎ ｌ ｔｃＰｗ ｒ ｎｖｒｔ， Ｉ ｔｕｅ ｆ ｅｔｃ ｄＥｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ｅｉ ， ｏｔ Ｃ ｉａＥｅ ｒ ｏ ｅ ｉ ｓ ｙ ｎｉ Ｅ ｒ ａ ａ ｃｏ ｎ ｎ ｈ ｃｉ Ｕ ｅｉ Ｂ ｏ ｉｇ ７ ０ ３Ｈ ｂ ｉ ｒｖ ｃ， ｈ ａ ａｄｎ １０ ，ｅ ｅ Ｐｏｉ ｅ Ｃ ｉ ） ０ ｎ ｎ
无功
电 缆
接地
开 关 母 线 我局规定 不操作 过 零 开 关 调 容 开 关
电 抗 器
电 容 器
SVQC
S V Q C
同 步
电
无
压
功
控
制
SVQC SVQC
SVQC与电容器的共同点 SVQC与电容器的共同点
SVQC与电容器的区别 SVQC与电容器的区别
SVQC 的结构
一次开关
一次开关
SVQC 的结构
SVQC 的特点
1பைடு நூலகம்电容器组过零投切技术
即在每相断口电压差等于零 时合闸，每相断口通过电流 过零时分闸的一种断路器。
SVQC 的特点
2、无载同步调容、调抗开关
无载同步调容、调抗技术： 采用多动触头、同步运动、 多端输出的无载调容、调抗 开关，在不增加电容器间隔 的情况下，增加电容器分组， 实现多级灵活无功补偿控制, 提高了无功补偿的精度。
SVQC 的特点
3、自动调容、调压功能
自动调容、调压功能：装置按无 功限值和电压限值构成多区域控 制图（扩展九域图），根据系统 实际运行参数，判断所处控制区 域位置，生成调容、调压控制策 略。实现变压器有载调压自动控 制，电容器分组按需投切的功能。
解决了目前无功补偿装置存在的电容器不能分 组过零投切，可靠性低，优化性能差，运行不 经济等问题；消除了由于合闸涌流、操作过电 压对系统及电容器等设备造成的危害；同时可 以改善电网的电压质量，提高变压器带负载能 力，使变压器在最佳状态下运行，达到降损节 能及实现变电站综合自动化的目的，是变电站 无功补偿与电压优化控制的理想更新换代产品。
扩展九域图
无功：正常 电压：高 电容：不动 主变：降档 无功：正常 电压：低 电容：不动 主变：增档 无功：缺 电压：高 电容：投 主变：降档 无功：正常 电压：正常 电容：不动 主变：不动 无功：缺 电压：低 电容：投 主变：增档 无功：缺 电压：正常 电容：投 主变：不动 无功：高 电压：低 电容：切容 主变：增档 无功：高 电压：高 电容：切容 主变：降档 无功：高 电压：正常 电容：切容 主变： 不动
配电网无功补偿方案和补偿工程应注意的问题
２ ０ ０ ８ ， （ １ ２ ） ．
（ ４ ） 统计报表及 曲线 查询全 网电压无功优化运行 闭环控制 系统可 以 很方便地制 作出电压 曲线 图、 有功 负荷 曲线图、 无功负荷 曲线 图、 功率 因 数 曲线图和变压器档位 曲线 图； 对所 有动作信息 自动存档 并可 生成各种 报表 ， 以供 值 班 人 员 查 阅 和 分 析 。 ２ ． ２ － ３ 系统 组 成 模 块 接 口模 块全 网 电压 无功 优化 运行 闭环控 制系 统借 助接 口程序 从 Ｓ Ｃ ＡＤ Ａ系统中读取实时数据 ，对设 备的控制命令也 是 由接 口程序传 送 到Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ系统 ， 再由Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ系统执行操 作命 令 ， 并确保 能在一段 时间 内对 同一设备只有一个操 作命令， 所 以全 网电压无 功优化 运行闭环控制 系统与 Ｓ Ｃ ＡＤ Ａ系统无 内部耦合性 ， 不影 响 Ｓ Ｃ Ａ ＤＡ系统 的内部物 理结构 和逻辑结构 。的主要操作界面可 以实现全 网电压无功优化运行闭环控制 系统的运行与退 出操 作， 并提供报表与 曲线 的查询 功能及 全网 电压无功 优化运行 闭环控制系统的维护功能 。
引 言
Hale Waihona Puke ． １ ． １ 一般 补 偿 原 则 当容性 负荷释放 能量 时， 感性负荷吸收能量 ： 而感 性负荷释放能量时 ， 容 ３ （ １ ） 配电网无功补 偿应采用分 区和 就地平衡 相结合 ， 就地补 偿与集 性 负荷却在吸 收能量 ， 能量 在两种负荷之 间相互交换而 不消耗 ， 这样感 供 电部 门与电力用户补偿 相结合 ， 中压 补偿与低 压补偿 性负荷 需要 的无 功功率可 以从容性 负荷得 到补偿 ， 这就是无功功率补偿 中补偿相结合 ， 相 结合。 的基 本 原 理 。 （ ２ ） 以电缆线路 为主的 １ １ ０ ｋ Ｖ高压配 电网 、 小水 电接入系 统的配 电 ２ 无功 补偿 的意 义 网， 宜配 置适 当容量 的感性无功补偿装置 。 无 功补偿 是电力系统安全 、 经济运行 的最重要的手段之一 。电力 系 （ ３ ） 高 压 配 电 网 无 功 补 偿 以补 偿 主 变 压 器 无 功 损 耗 为 主 ， 并 适 当 兼 统的无功优 化对保证 电能质量和系 统安全 经济运行有着重要意义 ， 在 电 顾 负荷侧 的无功 补偿。 力系统 中，无 功电源的合理规划运行是 电力系统安全经济运行 的保 障。 ３ ． １ ． ２ 无 功 补偿 装 置 的控 制 方 式 由于 电力系 统的非线性 、 约束 的多样 性、 连续变量和 离散变量 混合性和 （ １ ） 无 功 补 偿 电 容 器 组 应 配 置 可 自动 （ 手 动） 投切 ， 并 能 优 化 和 分 组 计算规模较 大使电力系统的无功优化存在着一定 的难度 。 电力系统的无
110kV电网线损及无功优化计算结果与分析
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｔｅ ｒｔ ａ ａｃ ｌｔ ｎｏ ｅｗｏｋ ｌｓ ； ｙＷ ｒ ｓ ｈ ｏ ｅｉ ｌ ｌｕａｉ ｆ ｔ ｒ ｓ ｃ ｃ ｏ ｎ ｏ
从运行 措施方 面加 以讨论 。
功优 化 计 算 的 实例 分 析 ， 出 电 网降 损 的 改 进 措 提
施， 为提 高电能使 用效 率和 经济 效 益起 到一 定 的理
论指 导作 用。
１ 网 损理 论 计 算 及 其 重 要性
１ １ 网损 的概 念 … ．
电力 网 电能 损 耗 （ 简称 线 损 ） 电 网经 营 企 业 是
关键词 ： 网损 理论 计算 ； 功优化 ； 无 降损措 施
中图分 类号 ： Ｔ ｌ ． 文 献标识码 ： Ｂ Ｍ７ ４ ３
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ： Ｂｙ ｌ ｓ ｒ ｔ ｇ ｉ ｕ ｔ ａ ｉ ｗｉｈ ｉ ｉｇ ｘ ｍｐ ｅ ｌ ｎ ｔ ｌ ｎ ｅ ａ ｌ ｖ ｓ
在 电能传输 和 营销 过 程 中 自发 电 厂 出线 至 客 户 电
ｒ ｃｉ ｅｏ ｔ ｍ ；ｅ ｕ ｅ ｍｅ ｗｏ ｋ ｌｓ ａ ｖ ｅ ｔ ｐ ｉ ｍｕ ｒ ｄ ｃ ｔ ｒ ｓ ｏ
网损率是 国家一 ， 也是考 核供 电企 业经 营管 理 和技 术 管理 水
算 ， 接线 方式见 图 １ 其 。 根据 网损 理论 计算 ， 在最 大 运行 方式 下南 西 线
理论线损 为 ０ ７ ％ ， ．２ 冶西 线 的理论 线 损 为 ０ ４ ％。 ．１ 西铭变 电站原 运行方 式为 南社 站 １ ０ｋ 南 西线 供 １ Ｖ 电后 ， １ Ｖ 冶峪 至 西 铭 冶 投 产 ， 果 看 ， 然 表 １０ ｋ 结 显 １ 表 ２是西 铭站 由冶西线供 经济 比较 。 、 由表 １ ２可 知 ，０ ５ ５ ９ １ ０ｋ 冶西 线 比南 、 ２ ０ ０ ０ ， １ Ｖ
10kV及以下配电网无功动态补偿应用
电 网结 构 日趋 合 理 。 通 过 积 极 应 用 各 种 技 术 和 管 理 手 段 ． 电 网的功率 因 数不 断提 高 ， 能损 耗 持续 下 降 ， 配 电 企 业经济效 益得到 了显著提 升。 １ 引 入 无 功 动 态 补 偿 方 式 的 背 景 该 局 供 电 辖 区 共 有 ｌ Ｖ 线 路 １ ８条 、 ２ ｍ ， Ｏｋ ５ ３０ ２ ｋ
配备 了随机补偿装 置 。 ３３ 用 户 无 功 补 偿 ＿
上 ，适 当 采 用 具 有 免 维 护 动 态 连 续 调 节 功 能 的无 功 补
偿 装 置 ，低 压 配 电 台 区采 用 电 能 质 量 同 步 补 偿 装 置 和 低 压 元 功 动 态 补 偿 装 置 ，实 现 无 功 补 偿 由静 态 到 动 态
偿 方式 ， 定 相应 的补 偿容 量 ， 化设 备 的补偿 位置 ， 确 优
以 南 洼 线 ５ ６路 １ Ｖ 线 路 为 例 ， 该 线 路 长 度 ５ ０ｋ ２ ．４ ｍ ， 线 路 总 容 量 ５５ ０ ｋ ・ 。 出 口 电 压 １ ． ４３ ３ｋ ４ Ｖ Ａ ０３ ｋ 主 干 线 型 号 为 Ｌ Ｊ ７ ／０ 线 路 负 荷 率 ３ ％ ， 率 Ｖ， Ｇ 一 ０５ ， ２ 功 因 数 补 偿 前 为 ０８ ， 补 偿 后 为 ０９ ．３ ．２， 线 损 率 补 偿 前 为
（６４ ０ 河北告河 间市电 力局 李建 海 张ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 帅 ０２５ ）
设 备 无 功 补 偿 状 况 不 容 乐 观 。 加 之 无 功 负 荷 增 长 不 均
衡 ， 荷 的 季 节 性 特 点 比较 鲜 明 ， 荷 曲 线 起 伏 较 大 ， 负 负
补 偿 相 结 合 ， 以分 散 补 偿 为 主 ” 的 原 则 ，该 局 对 １０ ０
对县级配电网全网无功优化补偿的探讨
对县级电网无功优化计算及设置方案的探讨
ＡＰ ＝ ４ Ｗ， ＝ ８ Ｖ（ ２ ｋ Ｕ ３ ｋ 为方便计 算 ， 首末端 电压 均设为一致作近似计算 ） 。
（ ）因 △Ｑ ＝Ｉ × Ｎ １０ ３ 。 ｏ ％ Ｓ／ ０ （ ３一ｌ ） —１ △Ｑ ＝ｕｋ ×Ｓ／ ０ （ ｋ ％ Ｎ １０ ３一ｌ ２ 一 ）
・
容量
・
・
８・
维普资讯
２０ ０７年第 ６期
《 贵州 电力技术》
（ 总第 ９ ６期）
折算得 ：Ｘ 。 ５２ ６ Ｖ ｒ ＺＱ ＝１．４ ｋ ａ，
无 功损耗 ）
（ 变压器空载
（ ）为将 出线 功 率 因数 ｅｓ 、 到规 定 的 ＝ ５ ｏ￣ 达 ｐ ０９ ， 将应 在 线 路 补 偿 的无 功容 量 为 ＺＱ，经 ．５ 故 Ｘ
３ｋ ５ Ｖ变电站 电容补偿容量及对 ｌ０ Ｖ站出 １ｋ
＝
（）３ｋ ２ ５Ｖ旁海变电站主变为ｓ — １０Ｖ Ｓ ９ ３５ｋＡ，
３ ５ ｋ Ａ ， ％ ＝６ ７ Ｉ％ ＝０ ４ ４， Ｐ １ ０ Ｖ Ｕｋ ． ８，ｏ ． ８ Ａ 。＝５ Ｗ ， ｋ
线侧的功率 因数影响
・
配变低压负荷无功损耗值及补偿容量 １ｋ ０ Ｖ线 路 配 电变 压器 无 功损 耗值 及 补 偿
维普资讯
２ ０ 第 ６期 ０ ７年
《 州电力技术》 贵
（ 总第 ９ ６期 ）
对 县 级 电 网无 功 优 化 计 算 及 设 置方 案 的 探 讨
凯里供电局 潘旭辉 ［５ ０ ０ ５ ６０ ］
摘
要
随着一 、 二期农城 电网改造的结束 ， 级电网供 电能力和 电网结构都有 了显著 的提高 和加强 ， 县 但是 随着负
配电网无功补偿
配电网无功补偿摘要：随着社会进步、科技的发展，电力企业在如何更好地满足用户不断提高的用电需求同时，还要对用户电网进行更全面的管理、监控，提高供用电的安全可靠性，保证用户设备和配电网的安全运行，降低能量损耗。
在这个过程中，将有各种新技术、新设备发展起来，未来的无功补偿技术将会更加合理和经济有效。
关键词：无功功率产生；无功补偿现状；发展趋势一、配电网无功功率的产生在交流电力系统中，发电机在发有功功率的同时也发无功功率，它是主要的无功功率电源；运行中的输电线路，由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率，称为线路的充电功率，它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。
电能的用户（负荷）在需要有功功率的同时还需要无功功率，其大小和负荷的功率因数有关；由此可见，无功功率在输、配电线、变压器中的流动会增加有功功率损耗，产生电压降落。
二、低压配电网无功补偿的含义及现状低压配电网中的无功补偿是对低压配电网中的无功功率进行补偿的措施，旨在提高低压配电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善低压配电网的供电环境。
低压配电网中的无功补偿通过选择合适的补偿方法和补偿装置，可以最大限度的减少低压配电网的损耗，使电网质量提高，减少电压波动和降低谐波，从而提高电压稳定性和电能质量。
目前低压电网无功补偿普遍采取在配电房集中补偿、分散就地补偿和个别补偿三种方式。
无功信号的采集使用单相信号，利用三相电容器进行三相共补：现在控制信号采集一般在单相上进行，这种方式不能满足三相负荷量在同一时间不同变化要求。
三相共补偿方式适用于负荷主要是使用三相负载的地方，如工业开发区的工业用电。
多采用集中补偿和就地补偿，即随机补偿。
但对于当前的负载主要为居民用户，由于电源接入点不同和用电负荷不同，三相负荷很可能不平衡，各相无功需量也不同，采用这种补偿方式会在不同程度上出现过补或欠补。
无功控制物理量多用电压、功率因数、无功电流，投切方式为：循环投切、编码投切。
110kV变电站无功补偿容量计算及合理配置
110kV变电站无功补偿容量计算及合理配置摘要：电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件。
有效的电压控制和合理的无功补偿，不仅能保证电压质量，而且提高了电力系统运行的稳定性和安全性，充分发挥了经济效益。
110kV变电站多为终端和分支变电所，其合理的无功配置对提高负荷功率因数、减少电网有功损耗和改善电能质量有着十分重要的意义。
在110kV变电站的设计中，应根据地区特点对无功补偿容量进行合理配置和选择。
本文通过实例对110kV变电站无功补偿的配置原则和容量计算方法进行探讨分析，并提出合理配置110kV变电站无功补偿的要点。
关键词：电力系统；110kV变电站；无功补偿1 无功补偿的原则无功补偿应按国家有关规定执行，广西地区还要满足南方电网的技术原则。
（1）电力系统的无功补偿应按分（电压）层分（供电）区基本平衡的原则进行配置。
分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。
无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。
（2）变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。
所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。
（3）110kV变电站无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。
根据《电力系统电压和无功电力技术导则》（SD 325-1989），补偿容量可按主变压器容量的0.10～0.30确定，并满足110kV主变压器最大负荷时，其二次侧功率因数110kV不低于0.95，35kV、10kV不低于0.9。
（4）对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。
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110kV及以下县级配电网无功优化补偿附件：110kV及以下县级配电网无功优化补偿技术规范和典型应用模式（试行）国家电网公司农电工作部2007年4月目录前言II1. 适用范围 12. 编制依据 13. 名词术语 14. 县级配电网无功优化补偿技术原则 35. 高压配电网无功优化补偿 56. 中、低压配电网无功优化补偿97. 低压用户端无功优化补偿15前言为进一步规范和加强县级配电网无功优化补偿建设工作，增强县级配电网无功补偿和电压调控能力，配合新农村电气化工程的实施，实现无功精细化管理，提高农网无功综合管理水平，提升农网经济运行水平和电压质量，为社会主义新农村建设提供优质、经济、可靠的电力供应。
根据国家电网公司农网“十一五”规划及远景展望、国家电网公司农网“十一五”电压质量和无功电力规划纲要，特制订本技术规范。
本规范明确了县级配电网无功优化补偿的技术原则，给出了适用于高、中、低压配电网和低压用户端的无功优化补偿模式。
1. 适用范围本规范适用于110kV及以下县级配电网无功优化补偿的规划设计和建设运行工作。
2. 编制依据《电力系统电压和无功电力技术导则》《国家电网公司“十一五”电网发展规划》《国家电网公司农网“十一五”规划及远景展望》《国家电网公司农网“十一五”科技发展规划纲要》《国家电网公司农网“十一五”电压质量和无功电力规划纲要》《国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法》《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》《农村电网建设与改造技术导则》3. 名词术语3.1县级配电网主要指为县（含旗、县级市、区）及其区域内城镇、农村及林牧区用户供电的110kV及以下电网。
3.2 高压配电网指变电所10kV母线及以上35kV 、110（66）kV电网。
3.3 中低压配电网指变电所10kV母线及以下电网。
3.4 低压用户端指低压电网供电的各类负荷终端。
3.5配电网无功优化技术指调节配电网无功潮流分布，降低有功功率损耗，保证配电网电压稳定和经济运行的技术措施。
主要包括电压无功信息系统建设、无功电源建设与改造、电压无功优化补偿与控制技术等。
电压无功信息系统建设技术，是指应用信息自动化采集、计算机技术等，实现配电网电压无功管理相关数据适时监测、采集、计算分析，得出电压无功优化配置和最佳运行方案的技术。
无功电源建设与改造技术，是指根据优化计算结果，进行无功电源建设与改造的技术，包括设备选型、安装位置选择、补偿容量及补偿方式选择等。
无功优化补偿及控制技术，是指依据电压无功优化方案，利用自动或手动控制手段，实现电压无功设备最佳配合的技术。
3.6 配电网全网无功优化指根据不同电压等级配电网历史的、实时的及预测的负荷情况，按照分层分区无功就地平衡的原则，经无功潮流优化计算，确定出电压无功设备最优或次优配置方案。
一般分为配电网无功补偿规划优化和运行优化两部分。
配电网无功补偿规划优化是指在统筹考虑全网现有及未来网架结构、设备状况及负荷情况的基础上，确定无功补偿设备最佳安装位置、类型和容量，达到降低网损、节省投资费用的目的。
配电网无功补偿运行优化是指在现有电压无功设备和技术条件下，根据实际负荷变化及短期负荷预测，确定电压无功设备最佳配合方式，达到供电电压质量最好，网损最小，运行费用最小的目的。
3.7无功优化计算指以电网网架结构不变、除平衡节点以外的各节点有功功率不随无功功率变化而变化、节点电压改变对系统频率及负荷影响忽略不计的假设条件下，按照平衡节点电压不越限、无功不越限，各节点电压不越限、无功不越限，各补偿节点无功不越限、无功不倒送，并列运行变压器无环流等约束条件，综合考虑电容（电感）补偿节点调节次数、变压器分接开关动作次数及可调范围等因素，实现网损最小，运行费用最小，供电质量最好，变压器分接开关、电容器、电抗器动作次数最少，安全裕度最大、负荷裕度最大的一种计算方法。
3.8配电网全网无功优化补偿指根据电压无功优化计算结果，进行无功补偿设备及容量优化配置，调节电压无功设备配合关系，实现分层分区无功就地平衡，减少电能损耗，维持系统电压稳定的无功补偿方式。
3.9无功经济当量减少无功功率所降低的有功功率损耗值与无功功率减少值的比值。
即减少1kvar输送无功功率所对应减少的有功功率损耗值(kW)。
4. 县级配电网无功优化补偿技术原则4.1县级配电网无功优化补偿应树立全网无功优化思想，科学规划并组织落实无功优化补偿的技术措施。
4.2县级配电网无功优化补偿应坚持“全面规划、合理布局、全网优化、分级补偿、就地平衡”的原则，结合高、中、低压配电网设备及负荷情况（主要是潮流分布），以特定的目标（提高功率因数、全网网损最小、年运行费用最小或年支出费用最小等）开展全网无功优化计算，确定最优补偿点和最佳补偿容量，并应将已有无功补偿设备配置作为初始条件纳入优化计算，充分利用已有设备资源。
4.3县级配电网无功优化补偿策略为：集中补偿与分散补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，调压与降损相结合。
高压配电网以变电站集中补偿为重点，中压配电网以10kV线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿为重点，低压配电网以用户侧分散补偿为重点。
4.4县级配电网无功优化补偿应根据全网无功优化结果，合理选择“自上而下集中-分散”或“自下而上分散-集中”优化补偿方式。
“自上而下集中-分散”优化补偿方式是根据无功优化结果从高压配电网到低压配电网逐层实施无功优化补偿；“自下而上分散-集中”优化补偿方式是根据无功优化结果从低压配电网到高压配电网顺序逐层实施无功优化补偿。
110kV及以下县级配电网无功优化补偿方式如图1所示。
4.5县级配电网无功优化补偿应遵循相关国家标准、行业标准及文件的规定，结合各地区电网实际状况，因地制宜选用经济实用的无功优化补偿模式，积极采用动态补偿、平滑调节等新技术、新设备，有效推动无功补偿设备运行实用化。
5.高压配电网无功优化补偿5.1 高压配电网无功优化补偿技术规范5.1.1 高压配电网无功优化补偿目标（1）主变压器高压侧功率因数最大负荷时应不低于0.95，低谷负荷时不高于0.95；二次侧功率因数不低于0.9。
（2）35kV及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过标称系统电压的10%。
（3）谐波治理符合GB/T14549-1993规定的要求，电压正弦波畸变率，110（66）kV小于等于1.5％，35kV小于等于3％。
5.1.2 高压配电网无功优化计算原则（1）以采集到的高压配电网各节点运行电压、无功功率和有功功率等实时（或代表日）运行数据以及电网设备实际运行状态为无功优化计算依据。
（2）以高压配电网为统一整体，进行无功优化计算。
（3）以无功、电压不越限，有载调压开关、无功补偿装置每天动作次数不越限等作为无功优化计算的约束条件。
（4）以提高功率因数、减少系统有功损耗、减少年运行费用或减少年支出费用等来确定无功优化计算的目标函数。
（5）采用成熟规范的无功优化计算方法或软件进行无功优化计算。
5.1.3 高压配电网无功优化补偿容量配置原则（1）35kV-110kV变电站无功补偿以补偿变压器无功损耗为主，适当兼顾负荷侧无功功率不足部分，补偿容量一般在主变压器容量的10%—30%之间选择。
（2）110kV变电站单台主变压器容量超过40MVA时，每台主变压器应配置不少于两组的无功补偿容量。
（3）110kV变电站单组无功补偿容量不宜大于6Mvar，35kV变电站单组无功补偿容量不宜大于3Mvar，同时单组无功补偿容量的选择还应考虑变电站负荷较小时无功补偿的需要。
5.1.4 高压配电网无功优化补偿装置配置原则（1）枢纽及相对重要的变电站，宜采用动态连续调节的自动无功补偿装置。
（2）已安装固定电容器组进行无功补偿的变电站，其补偿容量如果在高峰负荷时处于欠补偿状态或低谷负荷时处于过补偿状态，可以根据负荷情况，加装一定容量的动态无功调节单元进行调控。
（3）已安装自动投切无功补偿装置的变电站，其无功补偿容量如果已满足高峰负荷需求，可直接加装动态无功调节单元，实现无功补偿容量的动态连续调控。
（4）新建或扩建变电站，条件允许时可直接装设动态平滑调节无功补偿设备，条件不允许时可装设自动投切无功补偿装置或固定电容器进行无功补偿。
（5）无功补偿容量配置不合理、补偿容量不能够随负荷波动自动调节或高、低压配电网无功补偿容量存在“倒置”现象的变电站，应对其无功补偿装置进行改造，使无功容量配置趋于合理化。
5.2 典型应用模式高压配电网无功优化补偿方式主要是在变电站进行集中补偿。
5.2.1 模式A：动态平滑调节无功补偿适用范围：在枢纽及相对重要的变电站，可采用动态平滑调节无功补偿模式，提高电网的电压稳定能力，实现变电站无功潮流的最优控制。
动态平滑调节无功补偿模式如图2所示：其主要特点是：（1）可自动跟踪无功负荷变化而连续平滑改变无功补偿容量，补偿精度高、响应速度快。
（2）可实现变电站无功动态就地平衡，降低电容器投切开关、有载调压开关的投切频率，延长其使用寿命。
（3）安装方便，可靠性高，维护工作量小。
5.2.2 模式B：自动投切无功补偿适用范围：在负荷波动较大的变电站，可选用自动投切无功补偿模式，使无功功率尽可能实现分站、分压、分线平衡，降低高压配电网损耗。
其主要特点是：（1）可根据无功负荷的变化自动投切电容器组，使功率因数和电压保持在规定范围内，避免出现较为严重的过、欠补偿现象。
（2）可实现电容器组自动循环投切，使电容器及其配套开关设备使用几率接近，延长设备使用寿命。
（3）能够与有载调压变压器配合，实现电压无功综合自动控制，并具有过电压等保护功能。
（4）补偿级数（即补偿电容器分组数量）越多，补偿精度越高，装置成本越高，体积越大。
（5）有触点开关投切电容器的操作容易产生合闸涌流和操作过电压，其日动作次数受限制。
5.2.3 模式C：固定无功补偿适用范围：在负荷变化相对稳定的变电站，宜安装固定无功补偿装置，补偿变压器空载损耗和无功基本负荷。
其主要特点是：（1）不能随实际无功负荷的变化调整无功补偿容量，当无功负荷波动幅度较大时，容易发生过补偿或欠补偿现象。
（2）固定无功补偿容量不宜过高，一般不应超过主变容量的15%，当主变压器轻载时，必须及时切除所投入的电容器，否则可能会因为过补偿造成电压升高，进而引发电网和设备事故。
（3）接线简单，便于维护，适用于无功负荷较平稳的场所。
5.2.4 模式D: 无功补偿+滤波适用范围：谐波污染较为严重的变电站，可选用无功调节单元与无源滤波器相结合的模式进行无功补偿和谐波治理。
补偿方式如图3所示：其主要特点是：（1）在变电站进行集中无功补偿后，可就近向配电线路输送无功，同时还可兼顾谐波治理。