变电站无功补偿容量的计算

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1、变电站无功补偿容量的计算【摘要】文章根据某站无功补偿容量计算实例，讨论了确定变电站无功补偿电容器容量的计算方式。【关键词】变电站补偿计算0引言无功补偿，就其概念而言早为人所知，他就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低电能损耗，改善电网质量。无功功率的传送会引起有功功率和电压的损耗，为了减少损耗，应合理补偿无功功率。35~110kV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%~30%配置，并满足35~110kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不

2、低于0.95。现以我公司110kV东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11111558151125813白庄站成武站东城站缗城站110kV东城站在系统中的位置如图1所示，正常方式由110kV成东线供，通过缗东线与济宁电网相联。该站2004年建成投运，一台主变容量31.5MVA，作为“提高输送能力”的一项措施，在变电站投产时需加装无功补偿电容器。图1东城站在系统中的位置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，从不同考虑点计算得出不同的容量要求，求其最大值做

3、为变电站无功补偿容量的依据。（1）按补偿主变压器无功损耗计算东城站1号主变参数及110kV侧、35kV侧负荷见表1.表1、110kV东城站1号主变压器参数额定容量/MVA空载损耗P0/kW空载电流I0/%短路电压Uk12(%)短路损耗Pk31/kW35kV侧负荷/MVA31.5/31.5/31.526.0820.2610.02154.05816.4+j7.5短路电压Uk23/%短路电压Uk13/%短路损耗Pk12/kW短路损耗Pk23/kW10kV侧负荷/MVA7.115.77145.426123.943.5+j1.8空载漏磁无功损耗：Q0≈S0=I0

4、%SN×10-2=0.26×31.5×10-2=0.08Mvar额定负载漏磁功率：Qk12=Uk12%S2N×10-2=10.02×31.5×10-2=31.5MvarQk13=Uk13%S3N×10-2=15.77×31.5×10-2=4.96MvarQk23=Uk23%S3N×10-2=7.1×31.5×10-2=2.23Mvar=QK1==2.94MvarQK12+QK13-QK2331.5+4.96-2.2322=QK1==0.21MvarS2N2（QK12+QK23-QK13）31.5+2.23-4.9622==2.02MvarQK3=S3N

5、2（QK13+QK23-QK12）4.96+2.23-3.1522=0.068Mvar=0.21×△QK2=QK2×S2216.42+7.52S2N231.522=0.03Mvar=2.02×△QK3=QK3×S323.52+1.82S3N231.522=QK1×△QK1=QK1×S12（P2+△PK2+P3+△PK3）2+(Q2+△QK2+Q3+△QK3)2S1N2S1N2≈QK1×（P2+P3）2+(Q2+△QK2+Q3+△QK3)2S1N2=2.94×(16.4+3.5)2+(7.5+0.068+1.8+0.03)231.522=1.435Mva

6、r变压器无功损耗：△QT=Q0+△QK1+△QK2+△QK3=0.08+1.435+0.068+0.03=1.61Mvar补偿容量QC+△QT=1.61Mvar（1）按补偿变压器无功损耗同时补偿输电线路无功损耗计算110kV成东线型号为LGJ-240，R1=0.13Ω/km，X1=0.416Ω/km,线路长度4.56km成东线带东城站负荷时线路无功损耗：XLlXLl=xLl=△QL=I2XL=S2S2P2+Q2√3U3U23U2=×0.416×4.5620.3942+12.523×1102=0.05Mvar补偿容量QC=△QT+△QL+1.61+0.0

7、5=1.65Mvar（2）按东城站最高负荷时变压器高压侧功率因数不低于0.95计算。110kV东城站1号主变压器高压侧最高负荷Smax=P+Q=20.394+j12.5功率因数：=0.85=Cosφ=P20.394√P2+Q2√20.3942+12.52补偿容量：QC=△QT=P(tgφ-tgarccos0.95)=20.394×（tgarccos0.85-tgarccos0.95）=5.93Mvar220kV以及以上电压等级变电站还需要考虑满足电压的要求配置无功补偿电容器。3补偿容量的确定为满足各项要求，取三种计算方式的最大值，补偿容量应为Qcom=

8、MAX(Qc)=5.93Mvar。另外，110kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6Mva