110kV变电站无功补偿研究

《电力系统稳态分析》课程设计题目：110kv电力网最大负荷下的无功补偿和调压计算河西学院本科生课程设计任务书 设 计 题 目 某110kv 电力网最大负荷方式下的无功补偿和调压计算 作 者 姓 名1.1设计内容 1.设计要求按就地无功补偿方式,选择标准电容组进行无功补偿后的潮流计算;通过改变变压器分接头方式,使各母线电压水平符合国家相关规程规定. 1.2原始资料：1.电力网接线示意图.本次设计针对某110kv 电力网进行,其接线示意图如图4-13所示.图中,发电厂A 的高压母线电压为110kv;各变电所中分别装设2台主变压器,110kv 线路为双回路钢芯铝绞线。

发电厂A10kvA 升压站T-1L-1L-2T-210kv10kv变电所2变电所310kv电力网接线图 .2.发电厂、变电所负荷情况及元素技术参数。

发电厂、变电所的负荷情况见表4-8，变压器的技术参数见表4-9，线路的技术参数见4-10发电厂、变电所负荷一览表 位置发电厂A 变电所2 变电所3 最大负荷（MW ） 4 50 30 功率因数 0.850.80.8110kv 变电所主变压器技术参数表位置 A 升压站（T-1） 变电所2（T-2） 变电所3（T-3） 型号无励磁调压变压器63000 有载调压变压器31500 有载调压变压器20000 额定容量（MV A ） 90 31.5 20 台数2 2 2 空载损耗（kw ） 55.8 36.6 26 负载损耗（kw ） 260 148 104 空载电流（%） 0.4 0.77 0.84 短路阻抗（%）10.510.510．5分接头电压（kv ） 1215.10/%5.22⨯±11011/%25.18⨯± 11011/%25.18⨯±110kv 线路技术参数表导线型号 LGJ-95/35 导线型号 LGJ-95/35 回路数 双回路 导线阻抗（km / ）0.332+j0.429 长度（km ）60导线充电功率（Mvar/110km ）3.5042.设计的基本要求2.1设计及计算说明书（1）说明书要求书写整齐，条理分明，表达正确、语言正确。

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 。

110kV升压站无功补偿装置改造方案探究发布时间：2022-10-18T05:51:30.492Z 来源：《福光技术》2022年21期作者：徐虎[导读] 分析了110kV升压站无功补偿装置SVG设备的运行现状及故障原因，探讨了其改进方案及清理滤尘网的方法，并对改造前后的经济效益进行了对比，结果表明改造后实现了SVG设备的长周期安全稳定运行和较好的节能降耗效果，经济效益明显。

山西省安装集团股份有限公司山西太原 030000摘要：分析了110kV升压站无功补偿装置SVG设备的运行现状及故障原因，探讨了其改进方案及清理滤尘网的方法，并对改造前后的经济效益进行了对比，结果表明改造后实现了SVG设备的长周期安全稳定运行和较好的节能降耗效果，经济效益明显。

关键词：光伏；电站；改造无功补偿装置SVG（静止型无功发生器）设备的安全稳定经济运行对光伏电站有至关重要的作用，通过对光伏电站110kV升压站无功补偿装置SVG设备的技术改造，SVG设备实现了长周期安全稳定运行和较好的节能降耗效果，经济效益明显，该方案对其他大型光伏发电站具有指导意义。

1无功补偿装置现状分析在电网实际运行中，对无功功率的需求量很大。

为了保证电能质量，无功补偿装置的市场需求潜力巨大，国内各种无功补偿装置产品层出不穷。

目前市面上能够实现无功补偿功能的设备大致分为无源无功补偿装置和有源无功补偿装置两类。

1.1 固定电容补偿器固定电容补偿器通过投入固定数量的电容器来对线路上的无功功率进行补偿，原理简单但是灵活性差，尤其是对运量较小的线路，当线路上无负荷运行时，固定电容器仍在投运反而会使功率因数更低。

但是由于其结构简单，成本偏低，且对于中等运量的线路仍有一定的无功补偿效果，因此目前多数牵引变电所仍采用这种补偿方式。

1.2 动态电容补偿器（SVC）动态电容补偿器可以通过调节投入运行的电容器数量来对线路上的负荷进行动态响应，当线路上负荷越大时投入的电容器越多，达到良好的无功补偿效果。

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。

无功补偿装置在 110kV 变电站中的应用发布时间：2021-05-13T05:27:10.378Z 来源：《新型城镇化》2021年2期作者：王艺洁[导读] 本文主要探讨了电网调压方式以及 110kV 变电站关于自动无功补偿装置的设计与应用，可供参考。

云南省水利水电勘测设计院云南昆明 650000摘要：电力系统的首要任务是保证可靠的电能质量，并将其安全稳定的传输，在此过程中，对无功功率的补偿能力直接关系到在发生故障情况下是否能够快速恢复运行，从而完成任务。

本文主要探讨了电网调压方式以及 110kV 变电站关于自动无功补偿装置的设计与应用，可供参考。

关键词：变电站；无功补偿；110kV无功补偿的重要性提供无功功率的电气设备较多，除了发电厂中的发电机外，还有固定电容器、同步调相机、静止无功补偿装置 SVG 等，这些设备可以灵活的应用在各级变电站、配电室中，即无功功率可以分层分区的就地补偿，但是如果配电室中不装设无功补偿装置，则用电设备所需要的无功功率只能全部由电网提供，此情况下会存在以下问题：增加上一级变电站的无功补偿容量；输电线路传送大量无功功率，增加线路损耗及电压损失；本变电站电气设备额定电流增大，增加设备投资；新建变电站需要增大变压器容量以满足无功传送需求，已建成变电站变压器容量得不到充分利用，增加变压器过载的概率；功率因数达不到国家电网公司要求，用户被罚款。

基于以上分析可见无功补偿的重要性，无功补偿装置应在各级电网中分层分区就地补偿，以减少无功电流在电网中的传输，提高输电线路的带负荷能力和变压器等设备的利用率。

电网调压方式分析变压器变比控制调压该调压方式时通过控制变压器变比来改变负荷节点电压，从而改变无功功率的分布。

但变压器只是改变电压而不是电源，因此，该方式的使用前提是所在的电网系统无功功率电源充足。

而一旦电源不足，则此方式不能起到控制电压作用。

电容器串联控制调压该方式是将静电电容器串联在输电线路上，通过容抗补偿感抗，使电压损耗后的分量减少。

浅析地铁110KV主变电站SVG无功补偿装置的必要性及应用摘要:地铁运营的关键就是供电系统，通过提高地铁变电所的功率因数来提高地铁供电系统的电能质量和系统的电压质量。

提高地铁供电系统的提质、谐波污染需要用到SVG无功补偿装置，其对此有很大的作用，本文介绍了SVG装置的原理和特点以及其必要性，并对SVG装置在地铁供电系统内的应用进行了分析。

希望能在地铁领域广泛应用。

关键词:地铁；SVG装置；无功补偿；应用1.前言SVG的全称是Static Var Generator,即静止无功发电器，人们一般根据它的作用和方式称它为无功补偿装置。

SVG装置使用的是自换相桥式电路和PAWM控制技术，对负荷的动态波动进行随时地跟踪，以此对本身的输出进行调节，有三种功能即无功补偿、抑制电压波动、滤波等[1]。

通常情况下，集中供电为地铁供电系统的供电方式，主要变电所的电压等级为110kv，在地铁运行初期，由于客流量小，所以功率因数比较低，这种情况有可能被供电局考核罚款，所以在地铁中使用无功补偿装置可以提高供电系统电能的利用率，这样意义重大。

2.SVG装置组成、原理、特点及必要性2.1SVG装置组成、原理SVG装置主要包括变压器、功率单元、电抗器、控制保护系统等组件和有关附件。

将自换相桥式电路通过电抗器或者变压器并联在电网上是SVG装置的基本原理，恰当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接掌握其交流侧电流，这样就可以让该电路发出亦或是吸收满足需求的无功电流，最终目的是实现动态无功补偿。

从技术方面来说，SVG和传统的无功装置相比较有以下特点。

第一SVG的运行范围比较广。

双向联系调节和可动态无功输出，可以适应负荷的变化，就是可以发出感性无功，同时也可以发出容性无功，最终实现功率因数全程接近。

第二SVG反应的时间特别快。

频繁波动负荷是地铁的无功负荷，一般反应的时间是5ms,反应快可以得到更好的补偿质量。

第三SVG不产生谐波，技术上采用的是多平PWM。

110kV变电站无功补偿的设计摘要：无功补偿包括并联补偿、串联补偿、电抗补偿等，本文结合实际应用，通过电力系统的无功功率平衡分析、谐振、合闸涌流的核算，对110kV变电站常用的并联补偿容量进行分析和论证。

关键词：无功补偿；合闸涌流概述无功补偿包括并联补偿、串联补偿、电抗补偿等，本文主要对110kV变电站常用的并联补偿进行分析和论证。

并联无功补偿一般指补充无功电源、满足无功负荷的需要，以达到无功电源和无功负荷在的电压条件下的平衡。

[1] 大量终端变电站无功补偿的设计是变电站设计中的一个重要组成部分。

通过合理的无功补偿配置，可以提高供电系及负载的功率因素，减少功率损耗，稳定受电端及电网电压，提高供电质量；在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。

[2]从运行经验方面、经济性等各方面考虑，终端变电站一般采用分散式框架油浸电容器组。

1 容量选择110kV大沙变电站是广东江门市一个典型的终端变电站，终期安装3×50MVA主变压器；110kV出线4回、10kV出线30回。

基础数据如下：汇入汇总表可得需补偿的无功容量如下：（由于10kV充电功率很小，本表计算中可忽略不计）由上述计算表中，可在每台主变10kV母线侧装设3×6012kvar分散式电容器组，本期在负载率为100%时，需补偿的容量32.37Mvar，两台主变共投切2×3×6012kvar电容器组；在负载率为67%（n-1）时，需补偿的容量18.04Mvar，投切2×2×6012kvar电容器组；在负载率为33%（n-2）时，需补偿容量6.91Mvar，投切2×1×6012kvar电容器组，可满足需求。

远期在负载率为100%时，需补偿的容量48.66Mvar，两台主变共投切3×3×6012kvar电容器组；在负载率为67%（n-1）时，需补偿的容量27.16Mvar，投切3×2×6012kvar电容器组；在负载率为33%（n-2）时，需补偿容量10.47Mvar，投切2×1×6012kvar电容器组，可满足需求。