合理配置无功补偿装置提高电网运行安全性

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1、第15卷(2013年第6期)电力安全技术Z合理配置无功补偿装置提高电网运行安全性张恩辉(辽宁电力勘测设计院，辽宁沈阳110179)[摘要]从无功补偿对电网电压水平和功率因数的影响着手，提出合理的无功补偿配置方案，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，降低能耗，改善电网电压质量，达到补偿目的。[关键词]无功功率；电压；功率因数；无功补偿无功功率平衡是保证电压质量的基本条件。如和效率。一旦功率因数降低，将使交流电网中产生果电网中的无功功率不足，将使系统电压降低，从较大的无功电流，从而降低了电网的输送电能力

2、。而损坏用电设备，严重的还会造成电网崩溃，使系同时，较大的无功电流会使电网电压急剧下降，导统瓦解而造成大面积停电。此外，无功功率不足还致各级变电站不得不调高电压，引起输电线路电流会造成系统低功率因数运行，使电气设备容量得不增大，功率因数再次降低，损耗进一步加大，电压到充分利用，线路电压损失增大，电能损耗增加，降再次增大，从而形成恶性循环，使电网的稳定性效率降低，限制了线路的输电能力。遭到破坏。1．3无功功率在事故中的影响1无功补偿对电网安全的影响国际上一系列的停电事故以及近来国内一些突发事件，使电力安全被提到前所未有的高度

3、。而其与电网中的有功损耗相比，无功损耗要大的多。中电网无功补偿容量不足，导致部分电网电压下降事实证明，电网最基本的无功电源——发电机所发或波动幅度大，是这些事故发生的一个重要诱因。出的无功功率远远满足不了电网对无功的需求，因如，“8·14”美加大停电，就是由俄亥俄州一座发此对电网进行无功补偿显得尤为必要。电厂停机以及输电线路的故障触发的大停电事故。1．1无功功率对电网电压运行水平的影响2005-05-25(当地时间)俄罗斯莫斯科南部地区发系统无功分布的合理与否直接影响着电力系统生大面积停电事故，也与电网电压的下降有着密切的

4、安全和稳定。如果系统内无功功率不足，将使电的关系。因此，计算电网的无功补偿容量，确定合压水平低下，导致电压崩溃从而产生系统因失去同理的无功补偿配置方案，可以保证电网电压质量，步而瓦解的灾难性事故。另外，如果系统仅以发电预防事故发生或防止事故的扩大，从而提高电力系机无功出力来平衡系统无功，将会有大量无功在系统运行的经济性、安全性和稳定性。统中流动，使线路压降增大，线路损耗增加，供电经济性下降。从电力用户角度来看，用电设备是按2无功补偿配置方案的确定照额定电压来设计制造的，无功功率不足时，电压偏离额定值，将对用电设备和用户造成

5、不良影响。现以某地区新建220KV变电站为例，分析并1．2无功功率对电网运行功率因数的影响确定其无功补偿装置的配置方案。功率因数的高低直接影响电网的输送电能力、2．1新建220kV变电站的建设规模电力损耗以及用电设备(变压器、电动机)的出力根据该地区运行冬大负荷来计算无功补偿容一9一Z电力安全技术第15卷(2013年第6期)量。该新建变电站配置2台240MVA主变压器，载时可不配置感性无功；随着负荷增长和无功损耗主变压器阻抗电压百分比为l3．6％，负载损耗为的增加，可适当配置电容器用以提高系统电压水平，651．6kW，空载

6、损耗为154．4kW，空载电流百分保证电网安全稳定运行。比为0．18％。变电站送出线路采用架空出线。根据该地区负荷预测结果，考虑变电站投运表1无功补偿前后电网电压的计算结果对比kv3～5年后冬大负荷将达240MW，冬小负荷取负负荷水平塑塑翌竺塑竖里墨堡无譬置220kV侧66kV侧220kV侧66kV侧隋睨荷率为70％。2．2无功补偿容量计算220kV变电站的容性无功补偿以补偿主变压器的无功损耗为主；对进、出线以电缆为主的220kV变电站，考虑充电功率可根据电缆长度配置相应的感性无功补偿装置。本变电站新建线路采用架空线，因此

7、无功补偿配置主要考虑补偿主变压在系统处于高负荷时，系统电压普遍较低；当器的无功损耗。在电力系统中，变压器是效率最高系统处于低负荷时，系统电压普遍较高。计算结果的电气设备之一。其损耗可以按下列计算公式以有中，未配置无功补偿设备前，大负荷时电压低至功及无功损耗形式求得。65．8kV，偏离系统正常运行范围；适当补偿电容△P：PKtBPK器后，系统电压水平处于正常范围(66～69kV)之／X0=Oo七Kt8

8、QK内。因此，合理地利用无功补偿装置，并采取有效QIsN的运行方式，有助于系统电压的稳定以及保障电网QK【％sN设备的安全运

9、行。式中：一空载损耗(kW)；PK——额定负载3．2对系统功率因数的影响损耗(kW)；Q厂空载无功损耗(kVar)；s——根据地区电网运行参数，地区负荷功率因数取变压器额定容量(kVA)；厶％——变压器空载电流0．93。无功补偿后功率因数变化如表2所示。百分比；％——短路电压百分比；——平均负载系数；—