变电站无功补偿装置

关于110kV变电站无功补偿的研究本次研究将110kV变电站作为主要对象，明确无功补偿配置需要遵循的原则，以及其安装、布局和选择电器等内容，以便为电网企业无功补偿工作的开展提供参考和依据。

标签：110kV变电站；无功补偿；研究交流同步电网中，无功功率是重要的内容，电网的供电水平、电能的质量、稳定运行以及损耗等都与其有些密切的关系。

实际中，很多电网中的元件以及用户都需要消耗无功功率，而且也只能从网络上获得消耗的无功功率，無功功率的传输还会受到很多因素的限制，就出现了无功补偿与无功平衡之间的问题。

1 分析110kV变电站的无功补偿110kV变电站的无功补偿装置确定，需要依据主变压器的容量，并实现补偿变压器的无功损耗以及负荷侧的无功补偿。

如果主变压器的容量超过40MV A，就需要使用两组容性无功补偿装置。

选择无功补偿装置额容量时，应将主变压器容量的20%作为选择的依据，[1]并考虑最小的负荷以及变电站无功补偿的实际要求。

2 无功补偿的原则、装置选择、安装、补偿容量以及分组分析2.1 无功补偿遵循的原则无功补偿的额定电压需要配合不同运行方式下的电压，有助于变电站的就地平衡，避免电线线路出现损耗。

也就是说变电站的无功补偿需要做到科学挑选变电站窝工补偿的装置种类，确定合适的补偿以及保护形式，实现安全运行与检修。

在实际工作中应结合具体的环境以及变电站运行情况进行科学的施工。

2.2 选择无功补偿装置需要遵循的原则选择无功补偿装置时，应选择并联的电容器和电抗器，并保证这些设备的成本投入少，损耗不多，并且能够分组投切。

为了更好地满足电能质量，使得系统能够稳定运行，就需要安装静止无功补偿器或者是发生器，在此过程中需要综合考虑经济、环境以及技术等因素。

无功出力会受到静止无功补偿器和发生器的快速调整，能够对负荷快速变化而出现的波动和闪变的电压进行有效的限制，使得电压质量得到优化，保证在干扰情况下，电力系统依旧能够稳定运行，但是由于装置的造价比较高，存在着很大的损耗，所以在使用过程中还需要进行充分的论证。

2 动态无功补偿装置监控系统技术要求装置具备电气量测量、通信，控制调节、闭锁报警、计算分析、数据记录、显示打印等功能。

2.1 功能要求（1）通信功能装置具备多路信息通道（串口和数据口）与变电站监控系统或其它自动化系统通信，装置有调度数据网接口设备；可采用Modbus规约。

（2）闭锁与报警装置考虑的主要闭锁条件有：装置（电容器）保护动作、PT断线、系统电压异常、装置故障、远动信号指令或手动闭锁等。

例如：设备故障，闭锁该对象的控制指令，发报警信号。

闭锁和报警需手工解除。

低压侧母线零序电压越限时，闭锁该段母线上电容器的投切指令，发报警信号。

当零序电压正常时自动延时解除闭锁和报警。

（3）装置自检异常时闭锁所有控制指令，发报警信号。

闭锁和报警需手工解除。

（4）母线电压不合格，装置发越限报警信号，电压恢复正常时自动解除报警。

（5）历史数据保存系统设有历史数据库，能将组态数据，参数设置、调节过程进行保存。

可保存三至六个月的数据。

（6）人机界面系统具有良好的人机界面，能实时显示系统各种采集数据，并能以曲线、棒图等方式显示数据。

能查询打印系统保存的历史信息。

*（7）控制功能磁控电抗器控制器应具备1拖2功能，即一套控制器可以控制2台磁控电抗器运行，用在控制单个磁控电抗器的系统中，可以实现控制器的备用。

2.2 性能要求2.2.1 成套装置能实现自动检测、远方手动投切和现场手动投切，各种方式之间有可靠的闭锁，防止发生事故。

检测、控制均可实现完全自动可实现无人值守。

2.2.2 成套装置功能（1）现场参数设置功能具有供值班员使用的参数设置功能，所有设置的内容可保存十年以上而不丢失，不受停电和干扰信号的影响；（2）显示功能可分别显示系统的电压、电流、功率因数、无功功率、有功功率；显示磁阀电抗器输出电流；显示相应的高压断路器的通断状态，显示各类保护动作情况及故障告警等信息。

（3）事件顺序记录当各类保护动作时，控制器将自动记录事件发生的类型、相别及动作值，事件按顺序记录，可通过液晶进行查询。

高压无功补偿的方式及其装置介绍Ⅰ、异步电动机及变压器的空载无功功率补偿(也称'随机补偿'、'随器补偿')1、补偿原理1)电动机空载无功功率补偿就是当单台电动机在7.5kW及以上时，以电动机的空载无功功率为基数，乘以适当补偿系数进行电容量的配置，实行就地补偿。

这种补偿方式是将电容器安装在电动机旁，电容器与电动机直接采用一套控制和保护装置或接在控制断路器或磁力启动器的下桩头和电动机一起投切。

2)变压器为完成电能的变压和传输，必须从电网中吸收无功功率用来建立主磁通，这是必不可少的。

输配电网络中成千上万台配变消耗着大量无功功率。

变压器空载无功功率补偿就是随变压器配置一定数量的电容器，用电容器发出的无功功率来供给变压器完成主磁通的建立，而不从电网吸收无功功率来建立主磁通。

2、补偿容量的确定1)利用电动机空载电流计算补偿容量①按下式计算补偿电容器容量Qc式中: K -为补偿系数,一般取K =0.9， Ue -为额定电压(kV)②实测空载电流 ,代入⑴式中得Qc2)变压器随器补偿容量确定的原则:补偿容量不超过配变空载无功功率即空载运行时不发生倒送。

过补偿会造成变压器空载时无功功率倒送和产生电磁谐振，尤其在电源缺相运行时，可能发生铁磁谐振过电压，造成烧毁设备事故。

Ⅰ0%-变压器空载电流百分值Se -配变容量(kV)K-补偿系数，一般取0.903、TBBX型无功就地补偿装置Ⅱ、10kV(6kV)线路的无功补偿1、线路补偿的原理由于用户端随机、随器、随荷补偿的不完全或未进行补偿，线路上仍有大量的无功负荷在传输。

采用在10kV(6kV)线路上并联高压电容器实现就近补偿，以降低线路传输电流，降低线路损耗，这就是线路无功补偿。

2、线路补偿容量的确定线路补偿电容器装置一般安装在室外电线杆上，设有自动投切装置，所以只能进行固定补偿。

为此选定的电容器容量必须为线路流动的最小无功负荷，否则会发生无功倒送。

220kV变电站不同电压等级无功补偿配置分析摘要：在对目前内蒙古省220kV变电站无功补偿配置调研的基础上，提出选用220/66/10kV三绕组变压器，利用新增的10kV电压等级装设无功补偿装置。

以蒙东某220kV变电站为例，对比66kV侧装设无功补偿方案的电压波动、功率因数、占地面积和造价投资等指标，从而确定该变电站无功补偿的最优方案。

关键词：无功补偿；不同电压等级；优化设计1引言无功电源不足，使得电力系统运行电压水平低，会造成如电力系统损耗增加、设备损坏、电力系统稳定度降低等问题。

因此在受电端安装无功补偿装置，可提高功率因数，降低线路损耗。

实际补偿过程中，无功补偿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。

目前内蒙古220kV变电站通常为220kV/66kV，无功补偿装置大部分集中在66kV侧。

高压无功补偿装置存在占地面积较大、造价较高等问题，考虑新增10kV电压等级来加装无功补偿装置以满足电网对无功功率的需求。

通过对蒙东某220kV变电站进行无功补偿容量的计算，提出两种补偿方案，并对两种补偿方案的电压质量、占地面积和造价投资等指标进行比较，确定该变电站无功补偿的最优方案。

2变电站无功补偿2.1无功补偿标准根据《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》（国家电网生[2009]133号）第二十一条要求：“新建变电站和主变压器增容改造时，应合理确定无功补偿装置容量，以保证35～220kV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，且不低于0.92。

”。

根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》（Q/GDW 212—2008）的要求：“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%”。

“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”。

中×投××××100MW风电场工程无功补偿装置技术规范设计单位：××××电力××有限公司二〇一九年十一月目录设备需求一览表 (1)第一章总的要求 (2)第二章工程概况 (3)第三章标准和规范 (4)第四章技术规范 (6)4.1环境条件 (6)4.2工程条件 (6)4.3补偿装置技术要求： (7)第五章供货范围 (14)第六章技术资料和交付进度 (16)第七章设备监造（检验）和性能验收试验 (18)第八章技术服务和技术联络 (20)第九章包装、运输和贮存 (21)第十章招标文件附图（详见附件） (22)1.每套无功补偿装置的电气接线参考图（直挂式） (23)2.电气平面布置参考图（直挂式） (24)*本规范书内参数暂定，不可用于设备招标；本规范书内参数待以最终接入系统批复审查结果为准。

设备需求一览表1.1 本技术规范适用于中×投××××100MW风电场工程静止型动态无功补偿成套装置，它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2 本设备技术规范书提出了最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标方应提供符合工业标准和本规范书的优质产品。

1.3 如果投标方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备完全符合本规范书的要求。

如有异议，不管是多么微小，都应在投标书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。

1.4 投标方应执行本技术规范所列标准。

有不一致时，按较高标准执行。

1.5 若投标方所提供的技术规范前后有不一致的地方，以有利于设备安装运行、工程质量为原则，由招标方确定。

1.6 合同签订后1周内，按本规范要求，投标方提出合同设备的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、验收、试验、运行和维护等标准清单给招标方，由招标方确认。

无功补偿装置讲义一、无功补偿装置在系统中的作用电压是衡量电能质量的一个重要指标，保证用户处的电压在额定范围内是电力系统运行调整的大体任务之一，也是降低电力系统能量损耗，维持系统稳固的需要。

电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平稳，系统中各类无功电源的无功输出应知足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，不然电压就会偏离额定值。

而在电力系统的实际运行中，由于事故的发生或运行方式的改变，常常会显现系统中无功多余或无功不足的现象，致使系统电压的偏移，这就需要进行无功补偿，使电压恢复到额定电压水平。

由于500KV线路输送距离较远，其散布电容对无功功率的平稳有较大阻碍，利用发电厂无功设备输出和吸收无功功率，不仅降低线路输送有功功率，也加大了电压损耗，因此无功功率不宜长距离输送。

一样在500KV枢纽变电站的主变压器低压侧安装无功补偿装置，知足无功功率当场平稳的要求，使500KV系统电压运行在额定电压水平。

因此，无功补偿装置在平稳500KV电网中的无功功率，提高输电线路的静态稳固水平起着超级重要的作用。

二、无功补偿装置的原理利用并联电容器产生无功功率，并联电抗器吸收无功功率。

三、无功补偿装置分类目前在500KV 变电站中普遍采纳的无功补偿装置要紧有并联电容器、并联电抗器、静止补偿装置和同步伐相机等四种，而前三种在500KV 变电站应用最普遍。

1、 开关操纵投切无功补偿装置大体接线图如下：220kV它是利用断路器来实现电容器、电抗器的投切，专门是关于电容器，由于其投切时的静态进程比较严峻，为限制投入产生的涌流，一样在电容器前面串联一个比较小的电抗器，同时此电抗器与电容器组成串联谐振滤波器，达到排除系统特点谐波的目的。

为避免在投切时断路重视燃，要求断路器有较强的灭弧能力，一样多采纳电压品级相对额定电压高的SF6或真空断路器。

另外，由于Qc=U²/Xc，当连接点电压下降时，它所产生的无功功率将减少，电容器无功输出的减少将致使电压继续下降，说明了断路器投切无功补偿装置的调剂性能比较差，为此，一样采纳多组容量相等的电容器来安装的方式改善其调剂性能。

动态无功补偿装置SVG在变电站中的应用摘要：本文采用目前最先进的无功补偿技术，静止无功发生器（SVG）,对10kV高压侧电网进行动态无功补偿。

本文首先介绍了无功补偿装置的发展趋势，对两种典型的MSVC和SVG无功补偿装置进行了分析和比较，提出了SVG的优势，并对无功补偿的原理进行了深入的分析。

在此基础上，设计出了10kV高压侧电网的SVG动态无功补偿方案。

关键词：无功补偿；SVG；大功率电子器件一、前言随着电力工业的发展，电力电网中的无功功率越来越成为了人们不可忽视的问题。

这是由于电网中使用的感性负载也愈来愈多，如感应式电动机、变压器等。

这些消耗电能的设备在运行的时候不但要消耗有功功率，而且还需要电网给他们提供无功功率，从而造成电网的功率因数偏低，从而造成：1．增加发电机损耗；2．影响电网系统电压，使电网电压下降；3．影响电网的无功潮流分布；4．无功功率增大导致电力增大，增加电力传输过程中的功率损耗；5．使配电、输电和发电设施不能充分发挥作用，降低发电、输电的能力，使电网的供电质量变坏，严重时可能会使系统电压崩溃，造成大面积的停电；6．电网中的电流与电压的相位不同相，产生较为严重的谐波分量，导致供电网络电压不稳定和谐波干扰增大。

无功补偿的作用主要有以下几点:1．提高供用电系统的功率因数，降低电网中的设备容量，减少无功功率损耗。

2．稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。

在长距离输电线中合适的地点设置动态补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。

3．在三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。

二、无功补偿装置的发展趋势及比较早期的无功补偿装置为并联电容器和同步调相机。

同步调相机属于旋转设备，在运转过程中的噪声和损耗都非常大，运行维护困难，响应速度不快，且成本高，不能满足快速动态无功补偿的要求。

并联电容器虽然简单经济，方便，可是它的阻抗固定，难以跟踪负荷无功需求的变化，也就不能实现对无功功率的动态补偿。

浅谈动态无功补偿装置在变电站的应用研究摘要：目前，针对含电缆线路的变电站普遍存在的无功波动大的问题，本项目以采用新型动态无功补偿的装置（svg）满足广州北部电网变电站应用为目标进行研究，以达到广州北部电网电压支撑的要求，提高广州北部电网电压合格率，有效降低供电线损，提高现有供电系统的能力和供电质量。

关键词：变电站动态无功补偿装置中图分类号：tm411+.4 文献标识码：a 文章编号：近两年来，为适应南方电网提出的“绿色电网、智能电网、坚强电网”的建设要求，广州电力设计院开始在广州电网的部分变电站中开始试验与应用动态无功补偿装置。

电网无功管理就是保证无功分层、分区，就地适时平衡，减少无功异地输送，降低线损，保证电压稳定，提高用电设备效率。

动态无功补偿装置能较好的解决因电力系统无功功率不足会造成供电系统功率因数下降的问题，从而减少设备发热损耗和线损，延长用电设备的寿命，是建设绿色电网和智能电网的重要一环。

1、静态及动态无功补偿装置的对比1.1 静止补偿装置静止补偿器的基本作用是连续而迅速地控制无功功率，即以快速的响应，通过发出或吸收无功功率来控制它所连接的输电系统的节点电压。

静止补偿器由于其价格较低、维护简单、工作可靠，在国内仍是主流补偿装置。

静止补偿器（svc）先后出现过不少类型，目前来看，有发展前途的主要有直流助磁饱和电抗器型、可控硅控制电抗器型和自饱和电抗器型 3种。

，但该装置仍然有以下几个特点：（1）无涌流，允许频繁操作；（2）跟踪响应时间快，动态跟踪时间 0.02～2s（可调）；（3）采用编码循环式投切电容器，可均匀使用电容器，从而延长整个装置的使用寿命；（4）具有各种保护功能，如过压保护、缺相保护及谐波分量超限保护等；1.2、静止无功发生器静止无功发生器（svc），又称静止同步补偿器，采用gto构成的自换相变流器，通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功，进行无功补偿。

是灵活交流输电系统facts技术中一个重要的基础部件。