高压无功补偿示例

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1、第6章高压无功补偿设计示例第一部分设计任务书一、高压无功补偿的设计内容（1）根据负荷资料、变电所负荷位置计算补偿无功功率值。（2）选择适当的无功电源设备及补偿位置。（3）通过技术经济综合比较，确定无功补偿装置。（4）评定无功补偿装置的补偿方案。二、设计文件及图纸要求（1）设计说明书一份。（2）计算书一份。（3）系统接线图一张。三、原始资料（1）35KV双电源变电站10KV供电变电站电缆供电负荷位置统计资料如图：说明：数据单位（km）图1（2）变电站负荷（不含输电线路）反馈资料如下：名称有功负荷（kw）同期启动系数自然功率因数目标功率因数矿机厂13500.92

2、0.75≥0.92电机厂9500.950.67≥0.91炼油厂10500.870.74≥0.92汽车厂10000.880.76≥0.93化工厂9000.860.82≥0.95表1名称站用电（kw）目标功率因数变电站12≥0.9表2名称型号电压（KV）电阻（Ω/km）电抗（Ω/km）电缆ZLQ2-3×170100.450.08表3（3）变电站采用单母线分段接线电缆供电方式，变压器总容量为4000KVA（4）10KV电缆充电功率忽略不计第二部分设计说明书一、解题步骤说明1、计算无功总负荷（明确无功性质：感性还是容性）①用电设备负荷无功②站用电负荷无功①电力线路负

3、荷无功1、设计无功补偿方案①无功功率补偿设备的设计方案㈠无功功率电源的选择①方案一：同步电动机②方案二：并联电容器③方案三：同步调相机④方案四：静止无功发生器⑤方案五：并联电抗器㈡无功功率补偿装置容量的选择①总容量㈢无功电源容量的分区选择①分区容量㈣断路器（开关）的合理选择②无功功率补偿装置位置的设计方案㈠变电站高压（相对变压器而言）母线侧㈡变电站低压（相对变压器而言）分段母线Ⅰ母㈢变电站低压（相对变压器而言）分段母线Ⅱ母㈣变电站低压（相对变压器而言）旁路母线上2、各种方案之间的类比①无功补偿设备方案名称额定电压最高工作电压额定容量经济投资/台数量总体经济优

4、点缺点方案一同步电动机　　　　　　　　方案二并联电容器　　　　　　　　方案三同步调相机　　　　　　　　方案四静止无功发生器　　　　　　　　方案五并联电抗器　　　　　　　　①无功补偿设备的位置方案位置断路器台数刀闸数电缆数经济占地面积/平方米占地面积总体经济优点缺点方案一高压母线侧　　　　　　　　方案二低压分段母线Ⅰ母　　　　　　　　方案三低压分段母线Ⅱ母　　　　　　　　1、选定最恰当的方案组合2、绘制变电站电气主接线图一、对待设计无功补偿装置的位置说明电力系统中针对无功补偿装置的安装位置来说，都是只管补偿后面的负荷，不管补偿装置前面的负荷。无功补偿的节能只是

5、降低了补偿点至发电机之间的供电损耗，所以高压侧的无功补偿不能减少低压网侧的损耗，也不能使低压供电变压器的利用率提高。根据最佳补偿理论，就地补偿的节能效果最为显著。但是由本变电站采用的是集中补偿方式（装设在企业或地方总变电所6~35KV母线上，可减少高压线路的无功损耗，而且能提高本变电所的供电电压质量。），故无功补偿装置安装在10KV母线上。二、无功补偿装置选择的说明无功补偿装置的选择在电力系统中都是有固定的原则——择优选用。1、保证供电的可靠性；2、设备的经济性；3、设备的操作维护的方便性。三、无功补偿装置的容量组合根据相关的设备容量分区而制定。具体的请参考

6、计算书。四、变电站主接线的确定依据原始资料可知变电站的部分主接线方式为双电源供电，单母线分段送电。然后添加无功补偿装置电气装置即可。第三部分计算书一、负荷反馈资料中的最大有功负荷计算依据最大有功功率的计算公式：式中：为最大有功负荷，其国际单位为瓦（w）。为同期启动系数（又名需用系数），其单位为1。为统计有功负荷，其国际单位为瓦（w）。说明：为计算方便令1,2,3,4,5字符分别代表矿机厂，电机厂，炼油厂，汽车厂，化工厂（下同，不再重复说明）。二、功率因数角的计算依据功率因数利用反三角函数求出功率因数角，其计算公式为：式中：为功率因数符号，单位为1。为功率因数

7、值，单位为1。为功率因数角，单位为度。为反三角函数的代号。自然功率因数角：∵∴∴目标功率因数角：∵∴∴三、最大无功负荷的计算依据最大无功负荷计算公式：式中：为最大无功功率，其国际单位为乏（var）。为最大有功功率，其国际单位为瓦（w）。为功率因数角的正切值，其单位为1。最大自然无功负荷：∴最大目标无功负荷：四、电缆输电损耗（此处忽略不计）依据功率损耗公式：五、负荷资料整理依据负荷求和公式：式中：为有功功率的求和公式符号为无功功率的求和公式符号最大有功负荷为：最大自然无功负荷：最大目标无功负荷：变电站站用电负荷：所以：综上所述应该补偿感性的无功功率2292.6

8、kvar一、设计方案1、无功补偿装置方案方案一：并联