变电站并联补偿电容器
一起由熔断器引发的高压并联电容补偿柜事故分析
一起由熔断器引发的高压并联电容补偿柜事故分析0 引言在电力系统中，为了降低电网电能传输过程中的损耗，提高电网运行的经济性，电网中大量的感性负荷需要进行容性无功功率就地补偿，实现无功就地平衡。
此变电所为水泥企业，主要负荷为电动机（电动机采用变频器软启动），尽管容性无功功率电源的种类较多，但目前国内用得较普遍的是并联电容器，它可根据需要由若干电容器串联、并联组成，容量可大可小，既可以集中使用，又可以分散使用，且可分相补偿，随时投入、切除部分或全部电容器。
在电力系统的变电站中，由于负荷的自然变化，并联电容器成为投切最频繁的电气设备。
由于产品制造原因或设计、运行、维护不当等因素造成严重的并联电容器损坏事故，会给电网带来巨大的损失[1-4]。
1 事故经过2015年7月14日12时26分，某公司110kV总降变电所10kV电容器柜第一组出现短路事故，导致电容补偿开关柜中的断路器跳闸，过电流Ⅰ段动作。
此次事故造成电容器柜发生爆炸，柜门由于柜内压力而变形，一台电容器外壳出现鼓肚变形。
有一名变电所值班人员在巡检中经过电容器柜时被弧光烧伤，事态较严重。
事故现场照片见图1。
事后对现场发生事故的电容器柜内电容器容值进行测量，第一组3台电容器容值分别为A1：61.5uF、B1：45.5uF、C1：45. 8uF；第二组3台电容器容值分别为A2：45.6uF、B2：45.5uF、C2：45.6uF；第三组3台电容器容值分别为A3：45.6uF、B3：45.5uF、C3：45.5uF；根据单台电容器的额定电容量45.16uF进行判断，只要电容器内部有1串短路，电容量就已达60.21uF，可见有1台电容器已经损坏。
图1 事故现场照片该电容器柜运行方式为自动和手动两种投切方式，事故时投切方式为采用控制器自动投切。
现场查看继电保护设置：电容补偿开关柜微机保护装置中，过电流Ⅰ段、过电流Ⅱ段均投入，详见图2；跳闸时动作值分别为Ia=9522A、Ib=9523A、Ic=9478A，详见图3；但是欠电压、过电压保护均为退出状态，详见图4、图5。
110420,变电站集中补偿电容器的设计容量
图1 系统接线示意图变电站无功补偿电容器容量计算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，2007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（以山东一变电为例）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150MVA ，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。
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+jQ=108.5+j67.2P=主变损耗P2+负荷电缆损耗P3+最大负荷P4 Q=主变损耗Q2+负荷电缆损耗Q3+最大负荷Q4------主变损耗P2==P0（Fe ）+Pk*(S 30/Sn )^2主变损耗Q2==Sn[Io%/100+Uk%(S 30/Sn )^2/100] 负荷电缆损耗P3==3*I 30^2*R l 负荷电缆损耗Q3==3*I 30^2*X l电力系统阻抗：Xs==Uc^2/Soc Soc=1.732*Ioc*UnUk%=(1.732*In*X T /Uc)*100=(Sn*X T )/Uc^2*100 X T = Uk%*Uc^2/(100*Sn) Pk==3*I n ^2*R T=(Sn/Uc)^2*R T R T == Pk(Uc/Sn)^2---------------Uc:短路点短路计算电压；Soc ：系统出口断路器的断流容量； Ioc ：开断电流； I30：计算电流功率因数85.02.675.1085.108cos φ2222=+=+=QPP补偿容量MVar57.3195)tgarccos0.-85tgarccos0.(5.10895)tgarccos0.-P(tg Q QC=⨯==∆=ϕ (1)(2)按补偿主变压器无功损耗计算MVarSISN36.01015024.010%Q22=⨯⨯=⨯=≈--额定负载漏磁功率MVar S U Q Nk k 505.201015067.1310%2221212=⨯⨯=⨯=-- MVarSUQNk k 1225.17107583.2210%2231313=⨯⨯=⨯=-- MVarSUQNk k 6025.5107547.710%2232323=⨯⨯=⨯=--MVarQQQQ k k k k 0125.1626025.51225.17505.2022313121=-+=-+=MVarS QQQSQNk k k Nk 985.821225.176025.5505.202)(21132312222=-+=-+=MVarS Q Q Q S Q Nk k k N k 0275.08505.226025.51225.172)(21122313233=-+=-+=5.19MVar1509.495.102985.8222222222=+⨯=⨯=∆Nk k SS QQ MVarS S Q Q Nk k 0001238.0755.19.40275.0222232333=+⨯=⨯=∆ MVarS Q Q Q Q P P Q S Q Q Q Q P P P P Q S S Q Q Nk k k Nk k k k k Nk k 488.10150)0001238.05.119.59.49()9.45.102(0125.16)()()()(222212332223212123322233221212111=+++++⨯=∆++∆+++⨯≈∆++∆++∆++∆+⨯=⨯=∆变压器无功损耗 MVarQ Q Q Q Q k k k T 04.160001238.019.5488.1036.03210=+++=∆+∆+∆+=∆(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。
变电站无功补偿及高压并联电容补偿装置设计
变电站无功补偿及高压并联电容补偿装置设计2020-05-20 新用户796...修改一、电力系统的无功功率平衡1.1、无功功率电网中的电力负荷如电动机、变压器等都是靠电磁能量的变换而工作的，大部分属于感性负荷，建立磁场时要吸收无功，磁场消失时要交出无功。
在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
电力设备电磁能量的交换伴随着吸收和放出无功。
每交换一次，无功都要在整个电力系统中传输，这不仅要造成很多电能损失，而且往往在无功来回转换中会引起电压变化，因此设计时，应注意保持无功功率平衡。
变电站装设并联电容器是改善电压质量和降低电能损耗的有效措施。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。
1.2、功率因数电网中的电气设备如电动机、变压器属于既有电阻又有电感的电感性负载，电感性负载的电压与电流的相量间存在相位差，相位角的余弦值即为功率因数cosφ，它是有功功率与视在功率的比值，即cosφ=P/S。
1.3、无功功率补偿的目的电网中的无功功率负荷主要有异步电动机、变压器，还有一部分输电线路。
而无功电源主要有发电机、静电电容器、同步调相机、静止补偿器。
无功功率的产生基本不消耗能源，但是无功功率沿电力网传输却要引起有功功率损耗和电压损耗。
合理配置无功功率补偿容量，以改变电力网无功潮流分布，可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗，从而改善用户端的电压质量。
在做电网网架规划时，根据各水平年各负荷点的有功负荷量及可靠性要求确定了变电容量的分配、线路回路数及导线截面和接线方式等等。
但是，这样还不能保证各用户端的电压达到国家和地区规定的要求。
因为做电网网架规划时是以最大负荷为依据，而实际运行时，负荷是变化的，功率因数也是变化的，通过线路的有功、无功功率都与规划计算时大不相同，因此，导致某些负荷点的电压“越限”(过高或过低)。
35kV～220kV变电站无功补偿装置设计技术规定
35kV~220kV变电站无功补偿装置设计要求和审核要点一、范围规定了35kV～220kV变电站中的无功补偿装置，包括10kV-66kV的并联电容器装置、并联电抗器装置、静止无功补偿装置、静止无功发生器装置的工程设计。
适用于35kV～220kV新建变电站，改扩建工程可参照执行。
二、系统要求2.1各级电压无功补偿应根据分层分区、就地平衡的原则确定。
2.2变电站内装设的感性和容性无功补偿设备的容量和型式，应根据电力系统近、远期调相调压、电力系统稳定、电能质量标准的需要选择，同时考虑敏感和波动负荷对电能质量的影响。
2.3无功补偿装置应优先考虑采用投资省、损耗小、可分组投切的并联电容器和并联电抗器。
为满足系统稳定和电能质量要求而需装设静止无功补偿器或静止无功发生器时，应通过技术经济及环境因素等综合比较确定。
2.4变电站内用于补偿输电线路充电功率的并联电抗器一般装在主变压器低压侧，需要时也可装在高压侧。
2.5并联电容器装置一般装设在变压器的低压侧，当条件允许时，应装设在变压器的主要负荷侧。
2.6变电站内装设的并联电容器组和并联电抗器组的补偿容量，不宜超过主变压器容量的30%。
无功补偿装置应按最终规模设计，宜根据无功负荷增长和电网结构变化分期装设。
2.7综合考虑简化接线、节省投资、提高设备补偿效益，对并联电容器组和并联电抗器组进行合理分组，确定无功补偿设备的分组数。
2.8电容器分装在不同组合方式下投切时，不得引起高次谐波谐振和有危害的谐波放大。
2.9投切一组电容器或电抗器所引起接入母线电压的变动值，不宜超过其额定电压的2.5%。
2.10根据电容器组合闸涌流、系统谐波情况以及对系统和电容器组的影响等方面的验算确定分组投切的并联电容器组的电抗率。
当变电站无谐波实测值时，可按GB/T 14549中规定的各级电压母线的谐波电压畸变率及谐波电流允许值计算。
2.11静止无功补偿器中电容器组的设计应避免与其他静止无功补偿支路及系统电源侧产生谐振。
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。
变压器电容补偿
变压器电容补偿全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：变压器电容补偿是电力系统中常用的一种补偿方法，通过在变压器旁边放置一个合适的电容器，可以有效改善系统中的功率因数，减少电能损耗。
变压器在电力系统中扮演着重要的角色，它将输电系统中的高电压变换为用户所需的低电压，使电能可以顺利传输到各个用电设备中。
在实际运行过程中，由于变压器的电感性负载会导致系统的功率因数下降，影响电力设备的运行效率和稳定性。
变压器电容补偿就成为了一种必要的解决方案。
一、变压器电容补偿的原理电容补偿是通过在电路中并联连接一个电容器来补偿电路的电感性负载，提高功率因数的一种方法。
在变压器旁边放置一个合适的电容器，可以在一定程度上抵消变压器的电感性负载，提高系统的功率因数。
当电容器与变压器并联连接时，可以看作一个并联谐振电路，使得两者在频率上形成共振，从而实现功率因数的补偿。
1. 改善功率因数：通过电容补偿可以有效提高系统的功率因数，降低电能损耗，提高系统的运行效率和稳定性。
2. 减小谐波：由于电容补偿可以抑制变压器谐波的产生，降低系统中的谐波水平，改善电力质量。
3. 节约能源：提高功率因数可以减少系统中的无效功率，节约电能消耗，降低供电成本。
4. 延长设备寿命：电容补偿可以减小系统中的电流和电压谐波，降低电力设备的损耗，延长设备的使用寿命。
1. 确定补偿对象：根据系统运行情况和需求，确定需要进行电容补偿的变压器。
2. 计算补偿容量：根据变压器的额定容量、功率因数和负载情况，计算出需要补偿的电容容量和电压等参数。
3. 设计补偿方案：选择合适的电容器类型和连接方式，设计补偿电路，并考虑与变压器之间的连接方式和保护措施。
4. 安装调试：按照设计方案进行电容器的安装和连接，进行电容补偿系统的调试和测试，确保系统正常运行。
5. 运行监测：定期对电容补偿系统进行检查和维护，监测系统运行情况，及时处理问题，保障系统稳定运行。
1. 工业用电：工业生产中存在大量的电感性负载设备，如电动机、照明设备等，通过电容补偿可以提高功率因数，减少无功功率损耗。
电容并联和串联无功补偿
电容并联和串联无功补偿
电容并联和串联无功补偿是两种常见的无功补偿方式，它们在电力系统中的应用场景和工作原理有所不同。
电容并联无功补偿：这种方式是将电容器直接并联在被补偿设备的同一电路上。
电容器为用电设备提供所需无功电流，从而减轻电力线路、变压器和发电机的负担。
并联电容器是目前电网中应用最为广泛的一种无功补偿方式，尤其在10KV及以下电压等级的供电系统中，几乎所有的无功补偿装置均属于并联电容器补偿。
其主要作用是减小视在电流，提高功率因数，降低损耗，从而提高电力设备的效率。
对用户侧而言，补偿无功还有提高电压、降低线损、减少电费支出、节约能源、增加电网有功容量传输、提高设备的使用效率等作用。
电容串联无功补偿：这种方式是把电容器直接串联到高压输电线路上，主要作用是通过在电网输电侧直接治理进而达到改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗的作用。
由于串联电容器只能应用在高压系统中（在低压系统中由于电流太大无法应用），因此其一般的应用场所是高压远距离输电线路上，用户侧的应用较少。
串联电容无功补偿的原理是利用电容器的容性阻抗抵消线路电感的感性阻抗，从而缩短电气距离，提高线路的输电容量和稳定性。
总的来说，电容并联和串联无功补偿都是为了提高电力系统
的功率因数、降低损耗、提高设备的效率等目的而采取的措施。
具体选择哪种方式需要根据实际情况进行综合考虑。
浅谈变电站10kV并联补偿电容器的常见故障及处理措施
状 态。
造成 电容器渗漏 的原 因主要有 以下几个方 面 ： （ １ ）过高 的
温升 。这主要是 由电容器 的于过 电压状态 、 室外安 装不合 理
１ 由谐 波 引起 的 电容 器 热 击 穿 故 障
目前 ， 随着 我 国 电 力 行 业 电 子 技 术 的 快 速 发 展 ， 越 来 越 多
的新型非线性负荷的用电设施 和设备在 电网中得到应 用 ， 这 就 导致 了高次谐波 在 电网运 行 当中的影 响越来 越大 。当谐 波 污
染 电力 系统 之 后 ， 会 对 变 电站 中并 联 补 偿 电 容 器 运 行 的 可 靠 性 和安 全 性 造 成 极 大 威 胁 。大 量 实 测 数 据 表 明 ， 在 实 际 运 行 过 程
地提 高并 联补 偿 电容器 的运行 质量 ， 不 断推动 和促 进我 国 电力事 业 的可靠 、 安全 、 平稳 、 可持 续发 展 。 关键 词 ： 变 电站 ； 并联 补偿 电容 器 ； 故障； 处理措 施
０ 引言
目前 ， １ ０ ｋ Ｖ并联 电容器是我 国 电力 网络当 中应 用最为广
鍪 茎 鱼 些 里 量 里 銮 ｚ ｎ ｕ ａ ｎ ｇ ｂ ｅ ｉ ｙ ｉ ｎ ｇ 。 ｎ ｇ ｖ ｕ Ｙ ａ ｎ ｉ — ｕ
浅 谈 变 电站 １ ０ ｋ Ｖ 并联 补偿 电容器 的常 见故 障及处 理措 施
李敬 红
（ 廊 坊三 河供 电有 限公 司 ， 河 北 廊坊 ０ ６ ５ ２ ０ ０ ） 摘 要： 就 目前 变电站 中 ｌ Ｏ ｋ Ｖ并 联补偿 电容器 在运行 中 常见 的故 障进行 了分 析和 探讨 ， 并提 出 了相应 的处 理措 施 和对 策 ， 以期 更 好
特高压变电站110kV并联电容器装置过电压阻尼器故障分析
０ 引言
重要作用 ， 是保证特高压 系统无功功率就地平衡 的重 要设 备 。
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工
‘
１ 并联 电容器装置结构 组成
并联 电容 器装 置 由断路 器 、 隔离开关 、 地 刀 接
闸、 电流互 感 器 、 串联 电抗 器 、 电压 阻 尼器 、 过 避雷
图 １ 并联 电容器装置单相接线 图
整组 并 联 电容 器装 置 接在 １０ｋ Ｉ组母 线 １ Ｖ 上 ， 流互 感 器 接 在 断 路 器 和 串联 电抗 器 之 间。 电
２１ ０２年第 ２期 ・ 运行维护与故障分析 ・李晓杰 ， 特高压变电站 １ Ｖ并联电容器装置过电压阻尼器故障分析 （ 等 １ｋ ０ 总第１０ ４ 期）
串联电抗器起着抑制合闸涌流和频率 、 抑制 高次谐波 、 限制短路电流、 降低操作过 电压 、 提高 供电质量的重要作用 ， 是保护电容器装置的重要 设 备 引。 ’
次谐 波、 限制 短路 电流 的重要作 用 。而过 电压 阻尼 器 并联 在 串联 电抗 器两端 ， 着 限制 过 电压 起
和 涌流 的作 用。
关键词 ： 电压 阻尼 器 ；着火 ；真空 间隙 ；可利 用率 过
中 图分 类号 ： Ｍ １ 文献标 识码 ： Ｔ ７４ Ｂ 文章 编号 ： ６ ４１５ （ ｏ ２ ０ －０ ００ １ ７ ． ７ ２ １ ）２０ ７ －４ ７
ｏ ｅ ｖ ｌ ｇ ａ ｅ ａ ａｌｌｔ ｅ ｂ ｔ ｎ ｓ ｏ ｅ ｓ ｒ ｓ ｒ ａ ｔｒ ｔ ｍａ ｅ ｌ ｔ ｇ ｏ ｅ ｖ ｌ ｇ ｖ ｒ ｏｔ ｅ ｄ ｍｐ ｒｉ ｐ ｒ ｌ ｔ ｏｈ ｅ ｄ ｆｔ ｅ ｅ ｅ ｃｏ ，ｉ ａ ｓ ｅ ｏ ｈ ｈ ｉ ｙ ｂ ｉ ｉ ｖ ｒ ｏｔ ｅ ｍｉ ｎ ａ
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。
110kV变电站并联电容器的配置
ｓ ｉ ｐ ｉｒｓ ｅ ｅ ｆ１ ｋ ｂ ａｏ． ａｎ ｃ ａ ｔ ｓｃ ｍ ０ Ｖ ｓ ｓ ｔｎ ｔｇ ａ ｃｏ ｈ ｏ １ ｕ ｔｉ
变电站 电容器配置容量应按照所供的电力负荷
情况确定， 特别是最大负荷时， 应满足相关规定。在
变 电站设计 之前 ， 电 站所 供 的电 力 负荷 已经 基本 变
的要求， 仍将导致变电站一次侧功率因数偏低 ， 达不
确定， 规划或运行部门可以提供该站的负荷性质、 负 荷极值 、 负荷率 、 功率因数 。变电站无功补偿容量在
ｋ Ａ及 以上电力用户和大中型电力排灌站， Ｖ 功率因 数为０８ 及以上 ， ．５ 趸售和农业用电， 功率因数为０ ８ ．０
及 以上 ” 。
在规划设计变 电站时， 应该根据实际情况合理 确定并联电容器的容量、 电压等级、 组数 、 结构， 在满 足补偿要求 的 同时， 保证 安全性， 满足运行 的可靠
最小 负荷 时， 次侧 功率 因数不 宜高于 ０ ９ （ １ 一 ． ５ １０ ｋ 以下变电站 ， Ｖ 不宜高于 ｏ ９ ） ．８ 。
表 １ ２０ｋ ２ Ｖ及 以下变 电所 二次侧 功率因数规定值
——： — ———＿ ＝ ＝：＝ ——＿＝ ： ： ＝ — ＝＝＝： ：＝ ＝＝＝＝ ． ．
Ｓｈ ｎ ｍｐ ｎ ａ ｉｇ Ｃａ ａ ｉ ｒ ｈ ｍｅ ｏ ０ ｋ Ｓ ｂ ｔ ｔ ｎ ｕ ｔＣｏ ｅ ｓ ｔ ｐ ｃｔ ｓ Ｓｃ ｅ ｆ１ Ｖ ｕ ｓ ａ ｉ ｎ ｏ １ ｏ
孙海新
（ 沧州供 电公 司， 河北 沧州 ０ １０ ） ６ Ｏ １
变电站并联补偿电容器组的配置
采用真空断路器。 我们认为对此问题 不能一刀切。 真空断路器 由于存 在 开 断 后 重 燃 问题 ， 行 中 已经 多次 造 成 事 故 ， 运 即使 是 进 口真 空 断 路 器 也 发 生 过 这种 事故 。 少油 断 路 器 具 有 切 除 电容 器 不 重 燃 的优 点 ， 而
电容 器 组 ） 。电容 器 组 由 电容 器 、 串联 电抗 器 、 雷器 、 避 断路 器 、 电 线 １ ｋ 电容 器 组 断 路器 应 与 变 电站 出 线 断路 器 选 型 一 致 ， 必 全 部 采 放 ＯＶ 不 圈及 相 应 的 控 制 、 护 、 表 装 置 组 成 。 保 仪 目前 ， 内绝 大 部 分 电容器 制 用 真 空 断 路器 。 备订 货 时 真 空 断路 器 要 求 必 须经 过 老 练 试验 ， 国 设 少油 造 厂只 生 产 电容 器 ， 他 设 备均 需 外购 ， 成套 设计 成 套 供 货 方面 尚 断 路 器 则 要 求 对触 头 进 行 改 造 。３ ｋ 电容 器 组 断 路 器 自然 是 Ｓ ６ 其 在 ５Ｖ Ｆ 有 不足 之处 。 用 单 位 必 须 对 电容 器 及 配套 设 备 进 行 选 型。 于 各地 断 路 器 占绝对 优 势 。 使 由 的具 体 情 况 不 同 ， 电容 器 组 的 设 备 选 型 、 装 布 置 上 差 别 很 大 ， 在 安 本 ２３ 串联 电抗 器 设 计部 门在 进 行 电容 器 组 设计 时 一般 总是 配置 ． 文就 此 提 出 一 些 分析 意见 。 ６ ％的串联电抗器。 这样 既增加了设备投资又不一定能起到好 的作用。 １ 电容 器 容 量 的 选择 据 对 某 电 网 ３个 ２ ０ Ｖ 变 电站 ２ ２ｋ ４个 １ ＯＶ 变 电站 １ ｋ １ ８个 ３ ｋ ５ Ｖ变 电 电容器组容量 的配置应使 电网的无功功率 实现分层 分区平衡 ， 站 的谐 波 实 测 结 果表 明 ，仅 有 ３个 变 电站 ３次谐 波 含 量偏 高 ， 变 ４个 各 电压 等 级 之 间 要尽 量 减 少无 功 功 率 的 交换 。 由于 电容 器组 在 运 行 电站 ５次谐 波含 量 偏 高 ， 别 需要 配 置 ４５ 分 ．％和 １ ％ 的 串联 电抗 器抑 ２ 中 的容 量 不 是连 续 可调 的 ， 减 少 电容 器 组 的投 切 次数 、 高 功率 因 制谐波放大。 从 提 其它变电站谐波含量很低只需要考虑 限制电容器组合闸 数 的角 度 出发 ，希 望 电容 器 组 在 大 部 分 时 间 内 能正 常投 入 运 行 而 不 涌 流 的 问题 。 因此 ， 电站 配 置 电容 器 组 时应 对 电网背 景 谐 波水 平 进 变 发 生 过 补 偿 。 过 对 变 电站 负荷 变化 情 况 的 分 析 ， 州 地 区 变 电站 负 行实测 以确定 串联 电抗器的电抗率。Ｅ 通 徐 ； 浸串联 电抗器 由于存在渗漏油 ｈ 荷 率 一 般 在 ７ ％ ～８ ％ 之 间 ， 天 当中 约 有 ２３的 时 间 负荷 水 平 在 和饱 和 的问题 ， 般 已不再 选 用。 干 式 空芯 串联 电抗 器 以其机 械 强度 ０ ０ 一 ／ 一 平 均 负荷 以上 。 我们 以 变 电站 变 压 器 低 压 侧全 年 无 功 电度 量 除 以年 高 、 噪音 低 、 护 量 小 的 优 点 已得到 广泛 应 用 ， 维 为减 少 占地 面积 ， 采 可 运 行 时 间求 出 年 平均 无功 负荷 ， 电容 器 组 容量 按 照 年 平 均 无 功 负荷 用 三相 迭 装 产 品。安 装 时必 须注 意 三 相 的迭 装顺 序 不 能搞 错 。 果 只 如 的 ９ ％选 取 。 实 际 运行 时 ， ０ 由于 电容 器 组额 定 电压 一般 为 电 网额 定 需 要 考 虑 限 制 电容 器 组 合 闸 涌 流 ， 以采 取 阻 尼式 限流 器 ， 可 它是 由阻 电压 的 １１ ，而 变 电站 低 压母 线 电压 一 般 控 制在 电 网额 定 电压 的 尼 电 阻、 电间 隙和 小容 量 电抗 器 组成 。合 闸瞬 间 电抗 器承 受全 部 电 ．倍 放 １ ． ～１０ ７倍 ， 电容 器 组 实 际 容 量 要 降 低 ５４ 一１ ．％ ， 而 保 证 了 压 ， 电间隙 击 穿将 阻 尼 电阻 接入 电路 限制 涌 流 。 流衰 减后 ， ．％ ７４ 从 放 涌 电抗 器 电容 器 组 在 绝 大 部 分 时 问 内都 能 投 入 运 行 。 端 电压 下 降 ， 电 间隙 息 弧 ， 阻 尼 电阻 退 出运 行 。 放 将 ２ 电容 器 组 的 选 型 ２４放 电线圈 ①放 电线圈必须直 接跨接在 电容器两端，而不能 ． ２１ 型 式 选 择 就 电容 器 组 而 言 ， 目前 国 内常 用 的 主 要 有 组 架 接 在 电容 器 与 电抗器 串联 后 的两 端 。 一种 接 线 方式 既 不能 正确 反 映 ． 后 式 、 封 闭式 、 合 式 、 式 四种 ， 有 其优 缺 点 。 架 式 电容 器 组 是 电容器 内部 故 障后 产 生 的不平 衡 电压 ， 半 集 箱 各 组 又延 长 了放 电时 间。② 集 合 式 将 单 台壳 式 电 容 器 、 断 器 等 安 装 在 框 架 上 ， 架 采 用 热 镀 锌 的 型 电容器 不 宜 采用 内藏放 电线 圈 的结 构 。 熔 框 因为放 电线 圈去 掉外 壳装 在集 钢 材 料 ， 传 统 的 结 构 形 式 。 这 类 产 品 使 用 时 间 最 长 ， 行 经 验 丰 合 式 电容 器油 箱 顶 部 后 ， 是 运 虽然 简 化 了外 部 接 线 ， 内部增 加 了交 叉 接 但 富。优 点是 安全距离 大、 故障影响范 围小 、 检修维 护方便 、 容量增减 线 ，Ｅ ｔＡ增加 了故 障点。运行中已发生过因内藏的放电线圈故 障造成 灵活、 单位容量造价较低。 缺点是 占地面积较大 、 安装及检修 维护工 集 合 式 电容 器退 出运 行。 鉴 于放 电线 圈本 身 价 格很 便 宜 ， 提 高集 合 从 作 量大。 式 电容器 运 行 可靠 性 的角 度 出发 ， 有 在 放 电线 圈 可 靠性 高 出集 合 式 只 半 封 闭式 电容 器 组是 将 单 台壳 式 电容 器 双 排 卧放 ， 子 向里 ， 端 底 电容器 一 到 二 个数 量 级时 才 能采 用 内 藏放 电线 圈。 为便 于 接 线 布置 ， 部朝外 ， 电容器 带电部 分用金属封闭起来 ， 四周外壳接地。国内主要 可要 求 制造 厂在 集 合 式 电容 器 的顶 部 或侧 壁 加 装支 架放 置 放 电线 圈。 由桂林和锦州 电容器厂生产。优点是结构紧凑 ，不需要设置隔离围 ２５ 避 雷器 少油 断路 器 不 存 在 切 除 电容 器 后 重 燃 问 题 ， 般 可 ． 一 栏， 占地 面 积较 小 ， 量增 减 灵 活 ， 容 单位 容 量 造 价 较 低 。 点 是 带 电部 以不 配 置 避 雷 器 。 空 断 路器 必须 配 置 避 雷 器 。 缺 真 电容 器 组 的 避 雷器 是 分封 闭后通风散热条件较差 ， 绝缘子上易积灰 ， 内部 湿度较大时易形 起 保 护 电容 器 作用 的 ， 安 装地 点 应 尽 量 靠 近 电容 器 ， 其 由于 发 生 过 安 成 凝 露 ， 成 闪 络放 电 。 合 式 电容 器 是 将 单 台壳 式 电容 器 经 串并 联 装在 开 关 柜 内的 避 雷器 爆 炸 造 成 母 线 上 全部 设备 停 电 的事 故 ，所 以 造 集 后 装 入 大油 箱 内并 充 以绝 缘油 制成 。 优 点 是 结 构 紧 凑 占地面 积 小 ， 避 雷器 不 宜 安 装 在 开 关柜 内。 应 优 先 考 虑在 电容 器 中 性 点 安装 一 只 其 接 头 少 ， 装和 运行 维 护 工 作 量 很 小 。缺 点 是 含 油 量 大 ， 壳 大 油 箱 氧 化 锌 避 雷器 的 接 线 方 式 ，这 种 接 线 方 式 能够 限 制单 相 重 燃过 电压 安 外 易存在渗漏油 ， 障损坏后需返厂修理所用时间较长 ， 故 单位容量造价 而且 正常 运 行 时 避 雷器 不承 受 电压 。 ２６ 关 于 全 膜 电容器 的使 用 问题 全 膜 电容 器 具 有 损 耗 低 、 ． 发热 较高。 关于集合式 电容器 有两个 问题需要注意： ①为避免大容量集合 温升低、 体积小、 重量轻的优点。国产全膜 电容器 自 １ ８ ６年开 ９ 式 电容器 发 生相 间短 路 故 障 时造 成 严 重 后 果 ， 量 超 过 ５ ０ ｋａ 的 量小 、 容 ００ｖ ｒ 经 质 在 集合式 电容器必须做 成三相 分体结构 ， 即一相一 台。 ②集合式 电容器 始 生产 以 来 ， 过 不 断 改 进 完 善 ， 量 已趋 于 稳 定 ， 可 靠 性 方面 已 ��
变电站10kV高压并联电容器熔断器频繁熔断的分析
变电站１０ｋＶ高压并联电容器熔断器频繁熔断的分析孟 行（国网天津市电力公司宁河供电分公司）摘 要：针对变电站１０ｋＶ高压并联电容器组的熔断器熔断故障问题，通过故障排查与原因分析，提出解决故障的有效改进措施。
科学选择熔断器类型与额定电流，加强继电保护，加装高次谐波电抗器，谨防熔断故障问题的再度发生，为其他变电站１０ｋＶ高压并联电容器组的检修与故障处理提供科学借鉴与参考。
关键词：变电站；１０ｋＶ高压；并联电容器组；熔断器０ 引言在熔断器应用环节，电容器具有保护作用，可对电容器组实施过流保护，及时切除发生故障的电容器，维护无故障装置的稳定运行，防止故障问题被扩大。
变电站１０ｋＶⅠ段电容器组熔断器熔断，要求电力人员及时对电容器组进行检修，及时发现熔断器熔断故障问题原因，再经过绝缘与特性试验后更换熔断器，保障高压并联电容器的稳定运行。
１ 熔断器故障处理与原因分析１ １ 故障处理为了更好地降低电网运行期间的有功损耗，保持电网稳定运行，有必要根据电网实际情况提升１０ｋＶ电力系统电压质量，科学配置高压并联电容器，以此用来补偿无功功率。
以某变电站实际情况来看，１０ｋＶ母线对于接线方式的选择，一般会采取单母线分段的形式，平均每段安装６００ｋｖａｒ电容器组，各组容量分别为２００ｋｖａｒ和４００ｋｖａｒ，按照系统运行的无功功率需求进行调节控制。
短期内变电站中出现了三次熔断器的熔断故障问题。
故障发生之后电容器被退出运行，期间没有任何异常情况，对三相电容值进行平衡测量，得知绝缘试验已经合格，排除电容器自身故障问题，及时更换熔断器，随后设备正常投入运行［１］。
１ ２ 原因分析１ ２ １ 接线方式不合理并联电容器成套装置主要包含电容器与配套设备，在控制器的作用下完成自动投切与装置保护，在电容器的外部安装熔断器，使其同电容器进行串联。
面对电容器故障问题时，熔断器可以用来切除电容器。
选择星型接线方式，将电抗器的电抗率设为５％，将电容器和熔断器实施串联，并将其与放电线圈并联，发现直接并联的接线方式可以保障放电回路的完整，维护设备与人员安全。
变电站并联补偿电容器组的配置
变电站并联补偿电容器组的配置1前言为了减少电网中输送的无功功率，降低有功电量的损失，改善电压质量，供电企业普遍在变电站内安装并联补偿电容器组(以后简称电容器组)。
电容器组由电容器、串联电抗器、避雷器、断路器、放电线圈及相应的控制、保护、仪表装置组成。
目前，国内绝大部分电容器制造厂只生产电容器，其他设备均需外购，在成套设计成套供货方面尚有不足之处。
使用单位必须对电容器及配套设备进行选型。
由于各地的具体情况不同，在电容器组的设备选型、安装布置上差别很大，本文就此提出一些分析意见。
2电容器容量的选择电容器组容量的配置应使电网的无功功率实现分层分区平衡，各电压等级之间要尽量减少无功功率的交换。
由于电容器组在运行中的容量不是连续可调的，从减少电容器组的投切次数、提高功率因数的角度出发，希望电容器组在大部分时间内能正常投入运行而不发生过补偿。
通过对变电站负荷变化情况的分析，徐州地区变电站负荷率一般在70%～80%之间，一天当中约有2/3的时间负荷水平在平均负荷以上。
我们以变电站变压器低压侧全年无功电度量除以年运行时间求出年平均无功负荷，电容器组容量按照年平均无功负荷的90%选取。
实际运行时，由于电容器组额定电压一般为电网额定电压的1.1倍，而变电站低压母线电压一般控制在电网额定电压的1～1.07倍，电容器组实际容量要降低5.4%～17.4%，从而保证了电容器组在绝大部分时间内都能投入运行。
对于负荷季节性变化比较大的农村变电站和预计近期内负荷将有较大增长的变电站，电容器组容量可以适当增加，但要求电容器组必须能减容运行。
这一点对集合式与箱式电容器而言，要求具有中间容量抽头，组架式和半封闭式电容器组只要将熔断器去掉几只即可。
同时要求配有抑制谐波放大作用的串联电抗器有中间容量抽头，以保证电抗率不变。
增加电容器分组数有利于提高补偿效果，但是相应地要增加设备投资，所有35～110kV变电站内电容器组一般按照一台变压器配置一组。
变电站并联电容器组接线方式及保护问题的探讨
变电站并联电容器组接线方式及保护问题的探讨摘要：根据电力系统的需要确定变电站并联电容器组总容量，并联电容器组的可靠安全运行直接影响到电力系统电压的稳定，并可减少无功功率的跨区域输送从而降低输电线路的电能损耗和提高输电线路的输送容量。
为保证并联电容器组的安全运行，本文对并联电容器组接线方式及保护问题进行探讨。
关键词：电容器；接线方式；保护；电力系统1．引言并联电容器组是变电站容性无功补偿装置，并联电容器组一般采用油浸式户内布置或户外布置。
在电力系统中主要起着调整电压的作用，对电网的安全运行提供有利的保障，为保证变电站高压电力电容器的安全、可靠性的运行，首先要确保电容器的质量安全，其次要正确的选择并联电容器组接线方式和保护形式。
2．电容器组接线并联电容器组接线有两类：星形类和三角形类。
但在国家标准《并联电容器装置设计规范》（GB50227-2008）条文4.1.2条第1款中规定：“并联电容器组应采用星形接线。
在中性点非直接接地的电网中，星形接线电容器组的中性点不应接地。
”由于三角形接线在技术上存在不安全因素，单串联段的三角形接线并联电容器组，发生极间全击穿的几率比较大，图1为极间短路的示意图，图中故障点的能量包含三部分，一是故障相健全电容器的涌放电流（如图1中曲线1所示），二是其他健全两相电容器的涌放电流（如图1中曲线2所示），三是系统的短路电流（如图1中曲线3所示）。
电容器油箱的耐爆容量远远小于这三部分能量的总和，导致油箱爆炸。
星形电容器组发生相间击穿故障时，由于受到健全相容抗的限制作用，系统的工频电流（如图2中曲线1所示）极大的降低，其最大值一般不大于电容器额定电流的3倍，并且没有其他两相电容器的涌放电流，只有同相健全电容器的涌放电流（如图2中曲线2、3所示），电容器油箱的耐爆容量远大于系统和同相健全电容器对故障点提供的能量，所以电容器油箱爆炸机率较少。
综合比较后得出以下结论：并联电容器组接线应采用星形接线。
《并联电容器装置设计规范》(50227-2017)【可编辑】
目次1 总则............................................ ( 1)2 术语、符号和代号 (2)2.1 术语 (2)2.2 符号 (4)2.3 代号 (4)3接入电网基本要求 (6)4 电气接线 (8)4.1 接线方式 (8)4.2 配套设备及其连接 (9)5电器和导体选择.................................... ( 13)5.1 一般规定 (13)5.2 电容器 (13)5.3 投切开关 (15)5.4 熔断器 (16)5.5 串联电抗器........................................ ( 16)5.6 放电线圈 (17)5.7 避雷器 (18)5.8 导体及其他 (18)6保护装置和投切装置 ................................ ( 19)6.1 保护装置 (19)6.2 投切装置 (21)7 控制回路、信号回路和测量仪表 (23)7.1 控制回路和信号回路 (23)7.2 测量仪表 (23)8 布置和安装设计 (25)8.1 一般规定 (25)8.2 并联电容器组的布置和安装设计 (26)8.3 串联电抗器的布置和安装设计 (27)9 防火和通风 (29)9.1 防火 (29)9.2 通风 (30)附录A 电容器组投入电网时的涌流计算 (31)本规范用词说明 (32)引用标准名录 (33)Contents1 General provisions ..................................................................... ( 1)2 Terms , symbols and codes (2)2.1 Terms (2)2.2 Symbols (4)2.3 Codes (4)3 Basic requirements for connection into network (6)4 Electrical wiring (8)4.1 Modes of wiring (8)4.2 Associated equipment and its connection (9)5 Selection of electrical apparatus and conductors (13)5.1 General requirements (13)5.2 Capacitor ..................................................................................... ( 13)5.3 Switch (15)5.4 Fuse (16)5.5 Series reactor .............................................................................. ( 16)5.6 Discharge coil (17)5.7 Lightning arrester ..................................................................... ( 18)5.8 Conductor and others ................................................................. ( 18)6 Protection devices and switching devices (19)6.1 Protection devices ...................................................................... ( 19)6.2 Switching devices (21)7 Control circuits , signal circuits and measuringinstruments (23)7.1 Control circuits and signal circuits (23)7.2 Measuring instruments (23)8 Arrangement and installation design (25)8.1 General requirements (25)8.2 Arrangement and installation design for shuntcapacitor banks (26)8.3 Arrangement and installation design for seriescapacitor banks (27)9 Fire prevention and ventilation (29)9.1 Fire Prevention (29)9.2 Ventilation (30)Appendix A Calculation of inrush current whenconnecting capacitor banks to the grid (31)Explanation of wording in this code (32)List of quoted standards (33)1 总则1.0.1为使电力工程的并联电容器装置设计中，贯彻国家的技术经济政策，做到安全可靠、技术先进、经济合理和运行检修方便，制定本规范。
并联电容器无功补偿方案
课程设计并联电容器无功补偿方案设计指导老师：江宁强1010190456尹兆京目录1绪论 (3)1.1引言 (3)1.2无功补偿的提出 (3)1.3本文所做的工作 (4)2无功补偿的认识 (4)2.1无功补偿装置 (4)2.2无功补偿方式 (4)2.3无功补偿装置的选择 (5)2.4投切开关的选取 (5)2.5无功补偿的意义 (7)3电容器无功补偿方式 (7)3.1串联无功补偿 (7)3.2并联无功补偿 (7)3.3确定电容器补偿容量 (8)4案例分析 (8)4.1利用并联电容器进行无功功率补偿，对变电站调压 (8)4.2利用串联电容器，改变线路参数进行调压 (18)4.3利用并联电容器进行无功功率补偿，提高功率因素 (20)5总结 (27)1绪论1.1引言随着现代科学技术的发展和国民经济的增长，电力系统发展迅猛，负荷日益增多，供电容量扩大，出现了大规模的联合电力系统。
用电负荷的增加，必然要求电网系统利用率的提高。
但由于接入电网的用电设备绝大多数是电感性负荷，自然功率因素低，影响发电机的输出功率; 降低有功功率的输出; 影响变电、输电的供电能力; 降低有功功率的容量; 增加电力系统的电能损耗; 增加输电线路的电压降等。
因此，连接到电网中的大多数电器不仅需要有功功率，还需要一定的无功功率。
1.2无功补偿的提出电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。
无功，简单的说就是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
电机和变压器中的磁场靠无功电流维持，输电线中的电感也消耗无功，电抗器、荧光灯等所有感性电路全部需要一定的无功功率。
为减少电力输送中的损耗，提高电力输送的容量和质量，必须进行无功功率的补偿。
1.3本文所做的工作主要对变电站并联电容器无功补偿作了简单的分析计算,提出了目前在变电站无功补偿实际应用中计算总容量与分组的方法,本文主要作了以下几个方面的工作: 对无功补偿作了简单的介绍，尤其是电容器无功补偿，选取了相关的案例进行了简单的计算和分析。
并联电容器无功补偿的配置方法(一)
并联电容器无功补偿的配置方法(一)宁夏电力局马永宁前言采用力电容器并联补偿电网的无功负荷，由于具有单位投资少、电能损耗小、维护简单、搬迁方便等优点，在电力系统中得到广泛的应用。
但是，目前采用的配置原则，大多用限定功率因数法或由经验决定。
这种方法虽然简单易行，但经济效果却不是最合理的。
本文将从并联电容器无功补偿装置(以后简称补偿装置)的改善电压和降低线损这两个主要作用出发，通过理论分析来决定补偿容量的配置和补偿地点的选择，以求得最大经济效益。
这样做，虽然增加了计算工作量，但其经济效益是相当可观的。
本文着重解决三个问题：一是区域性补偿容量如何确定；二是补偿容量如何在配电母线和配电线路上分配；三是在配电线路上如何选择补偿地点。
第一章区域性补偿容量的确定1．1 概述决定一个供电区域的补偿容量，是进行无功补偿规划和安排年度计划的重要依据。
这里所说的“供电区域”是指一个35KV及以上的变电站供电的配电网。
本章将介绍两种计算方法：一种是我国目前常用的经济功率因数法；另一种是陈德裕同志于1977年提出的经济传输无功负荷法。
前者计算简单、结果明确，但是因为忽略因素较多，经济效益差，适合于作为规划设计的粗略估算；后者虽然计算繁琐，但配置合理，经济效益高，应作为安排年度无功补偿计划的依据。
上列两种计算方法，都是从经济效益出发来计算无功补偿容量的，没有考虑电压水平的要求。
因为，解决电压水平问题，除无功补偿外，主要应从改善电网结构来解决，此外还可以选择变压器分接电压、带负荷调压变压器、串联补偿等手段解决电压水平习题。
5 1·2 用经济功率因数法计算区域补偿容量本方法是根据供电区域至电源的电气距离和发电成本不同，采用不同的功率因数要求。
电气距离分为三类七级，第一类负荷为发电厂直配负荷，按距离又分为五级；第二类负荷为经过一次升压和一次降压的负荷；第三类负荷为经过一次升压和两次降压的负荷。
如图1·1所示为各类负荷示意图。
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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变电站并联补偿电容器组的配置研究1前言为了减少电网中输送的无功功率，降低有功电量的损失，改善电压质量，供电企业普遍在变电站内安装并联补偿电容器组(以后简称电容器组)。
电容器组由电容器、串联电抗器、避雷器、断路器、放电线圈及相应的控制、保护、仪表装置组成。
目前，国内绝大部分电容器制造厂只生产电容器，其他设备均需外购，在成套设计成套供货方面尚有不足之处。
使用单位必须对电容器及配套设备进行选型。
由于各地的具体情况不同，在电容器组的设备选型、安装布置上差别很大，本文就此提出一些分析意见。
2电容器容量的选择电容器组容量的配置应使电网的无功功率实现分层分区平衡，各电压等级之间要尽量减少无功功率的交换。
由于电容器组在运行中的容量不是连续可调的，从减少电容器组的投切次数、提高功率因数的角度出发，希望电容器组在大部分时间内能正常投入运行而不发生过补偿。
通过对变电站负荷变化情况的分析，徐州地区变电站负荷率一般在70%～80%之间，一天当中约有2/3的时间负荷水平在平均负荷以上。
我们以变电站变压器低压侧全年无功电度量除以年运行时间求出年平均无功负荷，电容器组容量按照年平均无功负荷的90%选龋实际运行时，由于电容器组额定电压一般为电网额定电压的1.1倍，而变电站低压母线电压一般控制在电网额定电压的1～1.07倍，电容器组实际容量要降低5.4%～17.4%，从而保证了电容器组在绝大部分时间内都能投入运行。
对于负荷季节性变化比较大的农村变电站和预计近期内负荷将有较大增长的变电站，电容器组容量可以适当增加，但要求电容器组必须能减容运行。
这一点对集合式与箱式电容器而言，要求具有中间容量抽头，组架式和半封闭式电容器组只要将熔断器去掉几只即可。
同时要求配有抑制谐波放大作用的串联电抗器有中间容量抽头，以保证电抗率不变。
增加电容器分组数有利于提高补偿效果，但是相应地要增加设备投资，所有35～110kV变电站内电容器组一般按照一台变压器配置一组。
从降低单位千乏投资的角度出发，单组电容器组容量不能太校以10kV全膜三相集合式电容器组为例比较3600kvar和1200kvar电容器组的单位千乏投资。
两种电容器组均配置三台单相放电线圈(单台放电容量1700kvar)，三只氧化锌避雷器，1%的干式空芯串联电抗器，一组真空开关柜，电力电缆长度40m，土建及安装费按照设备总投资的25%计算。
各项投资详见表1。
根据表1计算，3600kvar和1200kvar电容器组的单位千乏投资分别为65.5元和142.8元。
1200kvar电容器组的单位千乏投资已经超过自动投切的10kV线路杆上式电容器组的单位千乏投资。
因此，变电站内电容器组单组容量不宜小于1200kvar。
表1电容器组投资比较表单位：万元成套设备真空开关柜电缆土建安装总投资3600kvar 13.17 4.5 1.2 4.72 23.59 1200kvar 8 4.5 1.2 3.43 17.13 3电容器组的选型3.1型式选择就电容器组而言，目前国内常用的主要有组架式、半封闭式、集合式、箱式四种，各有其优缺点。
组架式电容器组是将单台壳式电容器、熔断器等安装在框架上，框架采用热镀锌的型钢材料，是传统的结构形式。
这类产品使用时间最长，运行经验丰富。
优点是安全距离大、故障影响范围孝检修维护方便、容量增减灵活、单位容量造价较低。
缺点是占地面积较大、安装及检修维护工作量大。
除城市中心地段变电站外，多数变电站占地问题容易解决。
因此，这类装置仍然是今后大量使用的主导产品。
为缩小占地面积可选用单台容量较大的全膜壳式电容器。
半封闭式电容器组是将单台壳式电容器双排卧放，端子向里，底部朝外，电容器带电部分用金属封闭起来，四周外壳接地。
国外最早由ABB公司开发，在欧美得到广泛的应用。
国内主要由桂林和锦州电容器厂生产。
优点是结构紧凑，不需要设置隔离围栏，占地面积较小，容量增减灵活，单位容量造价较低。
缺点是带电部分封闭后通风散热条件较差，绝缘子上易积灰，内部湿度较大时易形成凝露，造成闪络放电。
运行中已发生多次事故，应进一步改进完善，目前不宜广泛推广应用。
集合式电容器是将单台壳式电容器经串并联后装入大油箱内并充以绝缘油制成。
国外最早由日本日新公司开发，国内则在1985年由合阳电力电容器厂首先开发成功。
目前已有合阳、西安、锦州、无锡等厂的多种型号产品通过了两部鉴定，产量逐年大幅度提高，1996年已占到高压并联电容器年产量的20%。
其优点是结构紧凑占地面积小，接头少，安装和运行维护工作量很校为克服容量不能调整的缺点，无锡电容器厂开发了可调容量的集合式电容器，按照容量调整范围划分有50%/100%和33.3%/66.7%/100%两类产品。
由于单元壳式电容器完全浸入绝缘油中，防止了单元壳式电容器的外绝缘发生故障。
单元壳式电容器内部配有内熔丝，少量元件损坏后由熔丝切除，整台电容器仍可继续运行。
缺点是含油量大，外壳大油箱易存在渗漏油，故障损坏后需返厂修理所用时间较长，单位容量造价较高。
关于集合式电容器有两个问题需要注意：(1)为避免大容量集合式电容器发生相间短路故障时造成严重后果，容量超过5000kvar的集合式电容器必须做成三相分体结构，即一相一台。
(2)集合式电容器的引出套管外绝缘爬电比距必须≥3.5cm/kV(相对于系统最高运行电压)，以保证其绝缘强度。
箱式电容器是在集合式电容器基础上发展起来的一种电容器，与集合式电容器的不同之处是内部单元电容器没有外壳，直接浸入绝缘油中，外壳大油箱采用波纹油箱或带金属膨胀器，与外部大气完全隔离。
同集合式电容器相比，外壳体积和内部含油量进一步减少，以西安电力电容器厂3000kvar产品为例，箱式电容器比集合式电容器外壳体积减少59.1%，重量减少60.6%。
由于材料用量减少，价格比集合式电容器要低。
缺点是内部元件发生故障由内熔丝切除后，会对大油箱内的绝缘油造成污染。
国外只有日本生产和使用，与国内产品不同之处是内部由特大元件集合而成，没有内熔丝。
国内目前已有合阳、西安、锦州等厂生产，这类产品代表着今后的发展方向，可以有选择性的逐步使用。
1996年，桂林电容器厂开发积木型无油自愈式电容器，产品型号为BKMJJ，三相最大容量达到3000kvar，这种电容器由若干个单元串并联而成，单元则是由若干个经过树脂灌封的元件并联后装在一个容器内，接有放电电阻，所有带电部分均由阻燃ABS压制成的罩子盖祝根据容量大小对单元电容器按照水平或铅直方向进行组合。
经挂网试运行后，1998年4月已通过鉴定。
这种电容器满足了城市变电站设备向无油化方向发展的要求，在城网变电站中可以逐步推广应用。
3.2断路器的选择对电容器组断路器的主要要求是：分闸时不发生重击穿，合闸时不应有明显弹跳。
目前，6～10kV电压等级主要采用少油断路器和真空断路器。
真空断路器的优点是耐频繁操作，灭弧室不需要检修，不存在渗漏油的问题。
因此，存在一种倾向：即全部采用真空断路器。
我们认为对此问题不能一刀切。
真空断路器由于存在开断后重燃问题，运行中已经多次造成事故，即使是进口真空断路器也发生过这种事故。
而少油断路器具有切除电容器不重燃的优点，东北电管局对少油断路器触头进行改造后可以连续操作1000次不检修不换油，解决了少油断路器不耐频繁操作的问题。
因此，6～10kV电容器组断路器应与变电站出线断路器选型一致，不必全部采用真空断路器。
设备订货时真空断路器要求必须经过老练试验，少油断路器则要求对触头进行改造。
35kV电容器组断路器自然是SF6断路器占绝对优势。
3.3串联电抗器设计部门在进行电容器组设计时一般总是配置6%的串联电抗器。
这样既增加了设备投资又不一定能起到好的作用。
据对某电网3个220kV变电站24个110kV变电站18个35kV变电站的谐波实测结果表明，仅有3个变电站3次谐波含量偏高，4个变电站5次谐波含量偏高，分别需要配置4.5%和12%的串联电抗器抑制谐波放大。
其它变电站谐波含量很低只需要考虑限制电容器组合闸涌流的问题。
因此，变电站配置电容器组时应对电网背景谐波水平进行实测以确定串联电抗器的电抗率。
油浸串联电抗器由于存在渗漏油和饱和的问题，一般已不再选用。
干式空芯串联电抗器以其机械强度高、噪音低、维护量小的优点已得到广泛应用，为减少占地面积，可采用三相迭装产品。
安装时必须注意三相的迭装顺序不能搞错。
如果只需要考虑限制电容器组合闸涌流，可以采取阻尼式限流器，它是由阻尼电阻、放电间隙和小容量电抗器组成。
合闸瞬间电抗器承受全部电压，放电间隙击穿将阻尼电阻接入电路限制涌流。
涌流衰减后，电抗器端电压下降，放电间隙息弧，将阻尼电阻退出运行。
3.4放电线圈放电线圈是保证设备与人身安全的必要装置，必须配置。
关于放电线圈有以下两个问题要引起注意：(1)放电线圈必须直接跨接在电容器两端，而不能接在电容器与电抗器串联后的两端。
后一种接线方式既不能正确反映电容器内部故障后产生的不平衡电压，又延长了放电时间。
(2)集合式电容器不宜采用内藏放电线圈的结构。
因为放电线圈去掉外壳装在集合式电容器油箱顶部后，虽然简化了外部接线，但内部增加了交叉接线，也就增加了故障点。
运行中已发生过因内藏的放电线圈故障造成集合式电容器退出运行。
鉴于放电线圈本身价格很便宜，从提高集合式电容器运行可靠性的角度出发，只有在放电线圈可靠性高出集合式电容器一到二个数量级时才能采用内藏放电线圈。
为便于接线布置，可要求制造厂在集合式电容器的顶部或侧壁加装支架放置放电线圈。
3.5避雷器少油断路器不存在切除电容器后重燃问题，一般可以不配置避雷器。
真空断路器必须配置避雷器。
电容器组的避雷器是起保护电容器作用的，其安装地点应尽量靠近电容器，由于发生过安装在开关柜内的避雷器爆炸造成母线上全部设备停电的事故，所以避雷器不宜安装在开关柜内。
应优先考虑在电容器中性点安装一只氧化锌避雷器的接线方式，这种接线方式能够限制单相重燃过电压而且正常运行时避雷器不承受电压。
3.6关于全膜电容器的使用问题全膜电容器具有损耗低、发热量孝温升低、体积孝重量轻的优点。
国产全膜电容器自1986年开始生产以来，经过不断改进完善，质量已趋于稳定，在可靠性方面已经好于部分进口产品。
自1995年以来产量逐年大幅度增长，已有多家产品通过了两部鉴定。
同国外先进产品相比，差距主要表现在比特性上，材料消耗是国外先进产品的两倍。
既便如此，同膜纸复合介质产品相比体积、重量均大幅度下降。
以桂林电容器厂100kvar产品为例：全膜产品比膜纸复合介质产品体积下降31.2%，重量下降44.4%。
集合式产品以锦州电容器厂3000kvar产品为例：全膜产品比膜纸复合介质产品体积下降55%，重量下降47.9%。
箱式电容器采用全膜产品后可取消散热器。