动态无功补偿技术和其在220KV电网应用配置设计

220kV变电站无功补偿容量配置发表时间：2019-03-12T16:34:04.630Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：林庆斌1 太阳锦2 [导读] 摘要：根据220kV变电站在系统中的位置和特点，按照实际参数通过计算确定220kV变电站的无功补偿容量，达到经济配置目的。

（1.南京工程学院江苏南京 211167；2.国网大庆供电公司黑龙江大庆 163458）摘要：根据220kV变电站在系统中的位置和特点，按照实际参数通过计算确定220kV变电站的无功补偿容量，达到经济配置目的。

关键词：220kV变电站；无功补偿；经济配置1 无功补偿的配置原则1.1 基本原则电力系统的无功补偿应遵循分层、分区，就地、就近补偿的原则。

分层平衡的原则是指，不同电压层间无功交换应控制在合理的水平，应使本电压层的无功需求与无功电源基本相平衡，减少无功功率在不同电压层间的流动，避免大量无功功率穿越变压器。

分区平衡的原则是指，不同供电区间的无功交换应控制在合理的水平，应使本供电区的无功需求与区内无功电源基本相平衡，合理控制输电线路输送无功电力，使节点间、地区间、省间的无功交换量在技术上允许、经济上合理。

就地、就近平衡是指应尽可能按节点为单元进行无功平衡。

1.2国家电网公司220kV变电站无功补偿配置原则（1）各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，经过计算分析，配置适当规模、类型的无功补偿装置；配置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。

35kV～220kV变电站所配置的无功补偿装置，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数不应高于0.95、不低于0.92。

（2）各电压等级变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%。

（3）220kV变电站的容性无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，适当补偿部分线路及兼顾负荷侧的无功损耗。

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。

动态无功补偿技术和其在220KV电网应用配置设计摘要：为使电网能够实现无功的就地平衡，降低线损节能，通常是在配电系统中装设动态无功补偿装置。

本文详细介绍了动态补偿装置的原理和在其输电网中的应用，还针对性的介绍了其在220kv电网中的配置设计。

关键词：动态无功补偿；电压稳定；220kv 应用；配置前言：随着我国国民经济的迅速发展，全社会的用电量在不断增加，电网运行的经济性日益受到重视。

降低损耗，提高电力系统运行的经济性是电力系统所面临的一个实际问题。

动态无功补偿是电力系统经济运行研究的一个重要方面。

1.动态无功补偿装置的工作原理动态无功补偿装置应用于电力系统中对系统产生的影响有以下几个方面：1.1 增强系统的暂态稳定性。

动态无功补偿装置安装在中长距离输电线路中点处可以改善系统的暂态稳定性，它的p-δ特性曲线给故障后的电机所提供的减速面积和暂态裕量比没有补偿的情况下要大。

1.2 很好的支持系统电压，以防止电压崩溃。

在系统发生故障或者负荷电流（尤其是无功电流）急剧增大的瞬间，动态无功补偿装置能够对系统进行瞬时的无功补偿来支撑电压以抑制电压崩溃的趋势，使得电压更加稳定。

1.3 有效的阻尼系统振荡。

动态无功补偿装置可以用很高的速度平滑地调节无功和电压，具有调制状态工作的能力。

它可以在一个与工频50hz不同的频率下作适当的浮动，如果浮动与系统摇摆或振荡频率相同而相位相反的话，那么就可以增大系统的阻尼而抑制振荡。

1.4 补偿不平衡负荷。

负荷不平衡时，动态无功补偿装置不平衡控制策略可以补偿系统使供电电流变成三相平衡，能够使单相负荷变成三相平衡负荷而没有无功分量。

1.5 抑制负荷侧电压波动和闪变，校正功率因数。

动态无功补偿装置也有其自身的弱点，它是阻抗型补偿，随着电压的降低其无功输出也会与电压成平方关系降低，若采用基于电压源逆变器的statcom将会取得更好的效果。

2.220kv变电站无功补偿配置同时变电站站内若配置大量的无功补偿设备，不仅会影响到变电站的整体投资费用，而且在部分土地紧张的情况下大幅增加了站内电气布置的难度，还可能引起设备的利用率偏低的问题，增加了电网维护的工作量和成本。

为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下：国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则第一章总则第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《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电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。

第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。

第二章无功补偿配置的基本原则第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。

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。

第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。

500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。

500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。

第五条受端系统应有足够的无功备用容量。

当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。

第六条各电压等级的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。

为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，内容如下。

第一章总则第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《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电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。

第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。

第二章无功补偿配置的基本原则第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。

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。

第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。

500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。

500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。

第五条受端系统应有足够的无功备用容量。

当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。

第六条各电压等级的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。

35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。

换流站动态无功补偿装置及无功电压控制技术导则本文档旨在介绍《换流站动态无功补偿装置及无功电压控制技术导则》的背景和目的。

在电力系统中，换流站承担着电能转换和输送的重要任务。

然而，在电能转换过程中，会产生大量的无功功率，这对电网的稳定运行造成了一定影响。

为了提高电网的功率因数和稳定性，动态无功补偿装置及无功电压控制技术应运而生。

本文档将系统介绍动态无功补偿装置及无功电压控制技术的原理、工作方式和应用场景。

旨在帮助读者更好地了解该技术，并指导在换流站中的实际应用。

同时，本文档还将针对该技术的优势和挑战进行探讨，并提供一些实际操作中的建议和注意事项，以便读者在实际工程中能够正确、高效地应用该技术。

希望本文档能够为从事换流站相关工作的技术人员提供有益的指导，促进电力系统的稳定运行和发展。

无功补偿装置是一种电力系统中用来补偿无功功率的设备。

其基本原理是根据无功功率的需求，在电网或电力系统中引入适当的无功电流，以达到无功功率的补偿目的。

主要功能包括：提高系统功率因数：无功补偿装置可以通过补偿系统中的感性或容性无功功率，使系统功率因数接近1，从而提高电网的功率质量和效率。

控制电压稳定：无功补偿装置可以通过调节电力系统中的无功功率，稳定系统电压，并使其保持在合理的范围内。

减少线路损耗：无功补偿装置可以通过优化电力系统中的无功功率流动，减少线路的电流和损耗。

提高电能利用率：无功补偿装置可以通过补偿感性或容性无功功率，提高电力系统的容量和稳定性，从而提高电能利用率。

以上是无功补偿装置的基本原理和主要功能。

在设计和应用无功补偿装置时，需要考虑系统的需求、装置的容量和响应速度等因素，以确保系统的稳定运行和优良的电能质量。

本章将阐述无功电压控制技术在换流站中的应用情况和所具备的优势。

无功电压控制技术是一种重要的电力系统无功调节手段，广泛应用于换流站中。

具体而言，该技术主要用于调整换流站的功率因数和稳定电压。

通过无功电压控制技术，可以实现对电力系统中的无功功率进行精确调节，使得功率因数维持在合理范围内，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。

220kV无功补偿原理及应用要点分析摘要：有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率，无功功率比较抽象，它是用于电路与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维护磁场的电功率，它不对外做功，而是转变为其他形式的能量。

我场风电机组使用的是异步发电机，发电机工作过程中需要外界吸收励磁电流，也就是上面所说的无功功率。

SVC系统的运行维护，电容器、电抗器、隔离开关、阀组室的运行维护，及SVC系统的日常异常及事故处理。

一.无功补偿简介在交流电路中，有电源供给负载的功率有两种：一种是有功功率，一种是无功功率。

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。

比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或拖拉机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，工人们生活和工作照明，有功功率的符号用P表示，单位有瓦（W）、千瓦（kW）、兆瓦（MW）.无功功率比较抽象，它是用于电路与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维护磁场的电功率，它不对外做功，而是转变为其他形式的能量，凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。

比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率（镇流器也消耗一部分有功功率）来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。

由于它不对外做功，才被叫无功。

无功功率的符号用Q表示。

单位用乏（Var）或千乏（kVar）。

二.无功补偿的种类1.集中补偿在高低压配电所内设置若干电容器，电容器接在配电母线上，补偿母线供电范围内的无功功率。

例如升压站内10千伏或35千伏母线上接的电容器。

2.单独就地补偿将电容器装于箱内，放置在电动机或发电机附近，对其进行单独的补偿。

补偿电容器的主要作用是通过补偿无功来提高用电设备的功率因数，有功电量消耗也不会有明显增加，但无功的消耗一定是明显降低的。