關于110kV變電站無功補償?shù)难芯?/h1>
2016-12-31 00:00:00羅小蓮
科技創(chuàng)新與應用 2016年28期
摘 要：本次研究將110kV變電站作為主要對象，明確無功補償配置需要遵循的原則，以及其安裝、布局和選擇電器等內(nèi)容，以便為電網(wǎng)企業(yè)無功補償工作的開展提供參考和依據(jù)。
關鍵詞：110kV變電站；無功補償；研究
交流同步電網(wǎng)中，無功功率是重要的內(nèi)容，電網(wǎng)的供電水平、電能的質(zhì)量、穩(wěn)定運行以及損耗等都與其有些密切的關系。實際中，很多電網(wǎng)中的元件以及用戶都需要消耗無功功率，而且也只能從網(wǎng)絡上獲得消耗的無功功率，無功功率的傳輸還會受到很多因素的限制，就出現(xiàn)了無功補償與無功平衡之間的問題。
1 分析110kV變電站的無功補償
110kV變電站的無功補償裝置確定，需要依據(jù)主變壓器的容量，并實現(xiàn)補償變壓器的無功損耗以及負荷側(cè)的無功補償。如果主變壓器的容量超過40MVA，就需要使用兩組容性無功補償裝置。選擇無功補償裝置額容量時，應將主變壓器容量的20%作為選擇的依據(jù)，[1]并考慮最小的負荷以及變電站無功補償?shù)膶嶋H要求。
2 無功補償?shù)脑瓌t、裝置選擇、安裝、補償容量以及分組分析
2.1 無功補償遵循的原則
無功補償?shù)念~定電壓需要配合不同運行方式下的電壓，有助于變電站的就地平衡，避免電線線路出現(xiàn)損耗。也就是說變電站的無功補償需要做到科學挑選變電站窩工補償?shù)难b置種類，確定合適的補償以及保護形式，實現(xiàn)安全運行與檢修。在實際工作中應結(jié)合具體的環(huán)境以及變電站運行情況進行科學的施工。
2.2 選擇無功補償裝置需要遵循的原則
選擇無功補償裝置時，應選擇并聯(lián)的電容器和電抗器，并保證這些設備的成本投入少，損耗不多，并且能夠分組投切。為了更好地滿足電能質(zhì)量，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，就需要安裝靜止無功補償器或者是發(fā)生器，在此過程中需要綜合考慮經(jīng)濟、環(huán)境以及技術等因素。無功出力會受到靜止無功補償器和發(fā)生器的快速調(diào)整，能夠?qū)ω摵煽焖僮兓霈F(xiàn)的波動和閃變的電壓進行有效的限制，使得電壓質(zhì)量得到優(yōu)化，保證在干擾情況下，電力系統(tǒng)依舊能夠穩(wěn)定運行，但是由于裝置的造價比較高，存在著很大的損耗，所以在使用過程中還需要進行充分的論證。與此同時，需要對比經(jīng)濟技術水平以及補償目標的控制情況挑選合適的靜止無功補償器以及發(fā)生器，常見的無功缺額的情況，應該使用可以分組投切的并聯(lián)電容器和電抗器。輸電系統(tǒng)中，依據(jù)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定以及抑制系統(tǒng)振蕩的實際需要，[2]需要使用響應速度較快的靜止無功補償器和發(fā)生器。由于經(jīng)濟因素的影響，應使用混合型的安裝。實現(xiàn)動態(tài)的補償容量。
2.3 裝置的安裝
變電站中，一般主變壓器的低壓一面是用作對輸電線路充電功率補償?shù)牟⒙?lián)電抗器，如果有需要也可以將其安裝在高壓一面。如果在高壓一面設置并聯(lián)電抗器，成本投資會比較大，并且不會跟隨負荷變化出現(xiàn)比較頻繁的投切。不能對低壓一面的電壓進行有效的控制，所以需要將電抗器首先安裝在主變壓器的低壓一面。但是如果補償?shù)娜萘勘容^大，電抗器安裝在低壓一面會影響向負荷供電，就需要安裝在高壓一面。有調(diào)查顯示，我國的變電站并聯(lián)電容器一般是安裝在低壓一面的。在主變壓器的主負荷一面安裝并聯(lián)電容器，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的無動補償效果。
2.4 補償容量
通常情況下，110kV變電站并聯(lián)電抗器組之所以進行補償就是為了要對電纜線路充電功率進行有效的補償，并聯(lián)電抗器補償?shù)目偭繎^線路充電功率總和的100%。[3]變電站運行之初，負荷比較少，尤其是最小負荷運行中，輸送容量不多，這時并聯(lián)電抗器需要的量是最大的，會影響變電站安裝電抗器的總體容量。
2.5 科學進行分組裝置
不同組合形式下，電容器的分組裝置投切不能引發(fā)比較嚴重的諧波諧振和危害。諧振是諧波嚴重程度的極限狀態(tài)，會使得電容器出現(xiàn)過載情況，導致電容器出現(xiàn)異常振動、聲音等，外殼出現(xiàn)變形，甚至損壞。為了避開諧振點，設計電容器時就需要對系統(tǒng)諧波的含量進行科學的測量與分析，結(jié)合電抗率進行優(yōu)化配置，計算諧振容量，分組容量不能與諧振容量相撞。正式投入使用時，需要對投切進行試驗，對系統(tǒng)諧波分量的變化情況進行測量，如果出現(xiàn)諧振，就需要及時采取有效的措施加以解決。
3 挑選合適的電容器與導體
3.1 選擇額定電壓需要遵循的原則
當串聯(lián)電抗器對電容器組連接之后，電容器一端的電壓就會增高，為了防止過電壓下，電容器組的長期運行出現(xiàn)的不利現(xiàn)象，需要明確電容器組額定電壓升高的情況。以往有些工程設計中并不考慮這些問題，使得電容器在過高電壓的情況下長期運行，在電容器正常運行時，不能將電容器允許的1.1倍運行裕度進行占用，如果運行不正?？赡軙е露穗妷憾嘤?.1倍的額定電壓，使得電容器組退出運行。所以在選擇電容器組的額定電壓時需要有效避免這一問題的出現(xiàn)。
3.2 導體等問題
對于并聯(lián)電容器裝置中的分組回路，在選擇回路道題截面時，需要依據(jù)1.3倍的并聯(lián)電容器組額定電流進行確定，分組回路的導體截面與并聯(lián)電容器組的均壓線以及匯流母線導線截面是一樣的。當有電流從匯流母線和均壓線中流過時，其電流數(shù)量不會多于分組回路的最大值，因此要提高安全性，選擇導線時應依據(jù)回路的最大電流進行，使得導線的種類規(guī)格減少，避免安裝時出現(xiàn)錯誤。
4 科學設計電容器組框架
在對電容器組框架進行設計時，需要對于設備的運行情況進行分析，停電之后，需要做好檢查、清理以及問題電容器的更換工作。檢查過程中可能會出現(xiàn)沒有對電容器框架設計進行有效的維護，框架上不能站腳，使得電容器的更換、清掃等工作開展不便。因此設計框架過程中需要保證電容器組能夠得到有效的維護與檢修。工程建設中需要減少地面的占用面積，實現(xiàn)分層布置，減少用地。
5 結(jié)束語
當前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸復雜起來，無功調(diào)節(jié)的方法逐漸增多，影響也比較大，傳統(tǒng)的對電壓優(yōu)化控制的方法與當前的電力系統(tǒng)需要是無法相適應的，因此需要使用有效的方法和策略實現(xiàn)110kV變電站的無功補償。
參考文獻
[1]閆佳庚.探究110kV變電站無功功率補償裝置設計應用[J].企業(yè)家天地（下半月刊），2014，02：91.
[2]盧奕城，王素英.深圳110kV變電站無功補償配置研究[J].中國高新技術企業(yè)，2014，23：146-147.
[3]李韶芬.關于110kV變電站無功補償?shù)难芯縖J].能源與節(jié)能，2015，09：52-53.
摘 要：本次研究將110kV變電站作為主要對象，明確無功補償配置需要遵循的原則，以及其安裝、布局和選擇電器等內(nèi)容，以便為電網(wǎng)企業(yè)無功補償工作的開展提供參考和依據(jù)。
關鍵詞：110kV變電站；無功補償；研究
交流同步電網(wǎng)中，無功功率是重要的內(nèi)容，電網(wǎng)的供電水平、電能的質(zhì)量、穩(wěn)定運行以及損耗等都與其有些密切的關系。實際中，很多電網(wǎng)中的元件以及用戶都需要消耗無功功率，而且也只能從網(wǎng)絡上獲得消耗的無功功率，無功功率的傳輸還會受到很多因素的限制，就出現(xiàn)了無功補償與無功平衡之間的問題。
1 分析110kV變電站的無功補償
110kV變電站的無功補償裝置確定，需要依據(jù)主變壓器的容量，并實現(xiàn)補償變壓器的無功損耗以及負荷側(cè)的無功補償。如果主變壓器的容量超過40MVA，就需要使用兩組容性無功補償裝置。選擇無功補償裝置額容量時，應將主變壓器容量的20%作為選擇的依據(jù)，[1]并考慮最小的負荷以及變電站無功補償?shù)膶嶋H要求。
2 無功補償?shù)脑瓌t、裝置選擇、安裝、補償容量以及分組分析
2.1 無功補償遵循的原則
無功補償?shù)念~定電壓需要配合不同運行方式下的電壓，有助于變電站的就地平衡，避免電線線路出現(xiàn)損耗。也就是說變電站的無功補償需要做到科學挑選變電站窩工補償?shù)难b置種類，確定合適的補償以及保護形式，實現(xiàn)安全運行與檢修。在實際工作中應結(jié)合具體的環(huán)境以及變電站運行情況進行科學的施工。
2.2 選擇無功補償裝置需要遵循的原則
選擇無功補償裝置時，應選擇并聯(lián)的電容器和電抗器，并保證這些設備的成本投入少，損耗不多，并且能夠分組投切。為了更好地滿足電能質(zhì)量，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，就需要安裝靜止無功補償器或者是發(fā)生器，在此過程中需要綜合考慮經(jīng)濟、環(huán)境以及技術等因素。無功出力會受到靜止無功補償器和發(fā)生器的快速調(diào)整，能夠?qū)ω摵煽焖僮兓霈F(xiàn)的波動和閃變的電壓進行有效的限制，使得電壓質(zhì)量得到優(yōu)化，保證在干擾情況下，電力系統(tǒng)依舊能夠穩(wěn)定運行，但是由于裝置的造價比較高，存在著很大的損耗，所以在使用過程中還需要進行充分的論證。與此同時，需要對比經(jīng)濟技術水平以及補償目標的控制情況挑選合適的靜止無功補償器以及發(fā)生器，常見的無功缺額的情況，應該使用可以分組投切的并聯(lián)電容器和電抗器。輸電系統(tǒng)中，依據(jù)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定以及抑制系統(tǒng)振蕩的實際需要，[2]需要使用響應速度較快的靜止無功補償器和發(fā)生器。由于經(jīng)濟因素的影響，應使用混合型的安裝。實現(xiàn)動態(tài)的補償容量。
2.3 裝置的安裝
變電站中，一般主變壓器的低壓一面是用作對輸電線路充電功率補償?shù)牟⒙?lián)電抗器，如果有需要也可以將其安裝在高壓一面。如果在高壓一面設置并聯(lián)電抗器，成本投資會比較大，并且不會跟隨負荷變化出現(xiàn)比較頻繁的投切。不能對低壓一面的電壓進行有效的控制，所以需要將電抗器首先安裝在主變壓器的低壓一面。但是如果補償?shù)娜萘勘容^大，電抗器安裝在低壓一面會影響向負荷供電，就需要安裝在高壓一面。有調(diào)查顯示，我國的變電站并聯(lián)電容器一般是安裝在低壓一面的。在主變壓器的主負荷一面安裝并聯(lián)電容器，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的無動補償效果。
2.4 補償容量
通常情況下，110kV變電站并聯(lián)電抗器組之所以進行補償就是為了要對電纜線路充電功率進行有效的補償，并聯(lián)電抗器補償?shù)目偭繎^線路充電功率總和的100%。[3]變電站運行之初，負荷比較少，尤其是最小負荷運行中，輸送容量不多，這時并聯(lián)電抗器需要的量是最大的，會影響變電站安裝電抗器的總體容量。
2.5 科學進行分組裝置
不同組合形式下，電容器的分組裝置投切不能引發(fā)比較嚴重的諧波諧振和危害。諧振是諧波嚴重程度的極限狀態(tài)，會使得電容器出現(xiàn)過載情況，導致電容器出現(xiàn)異常振動、聲音等，外殼出現(xiàn)變形，甚至損壞。為了避開諧振點，設計電容器時就需要對系統(tǒng)諧波的含量進行科學的測量與分析，結(jié)合電抗率進行優(yōu)化配置，計算諧振容量，分組容量不能與諧振容量相撞。正式投入使用時，需要對投切進行試驗，對系統(tǒng)諧波分量的變化情況進行測量，如果出現(xiàn)諧振，就需要及時采取有效的措施加以解決。
3 挑選合適的電容器與導體
3.1 選擇額定電壓需要遵循的原則
當串聯(lián)電抗器對電容器組連接之后，電容器一端的電壓就會增高，為了防止過電壓下，電容器組的長期運行出現(xiàn)的不利現(xiàn)象，需要明確電容器組額定電壓升高的情況。以往有些工程設計中并不考慮這些問題，使得電容器在過高電壓的情況下長期運行，在電容器正常運行時，不能將電容器允許的1.1倍運行裕度進行占用，如果運行不正?？赡軙е露穗妷憾嘤?.1倍的額定電壓，使得電容器組退出運行。所以在選擇電容器組的額定電壓時需要有效避免這一問題的出現(xiàn)。
3.2 導體等問題
對于并聯(lián)電容器裝置中的分組回路，在選擇回路道題截面時，需要依據(jù)1.3倍的并聯(lián)電容器組額定電流進行確定，分組回路的導體截面與并聯(lián)電容器組的均壓線以及匯流母線導線截面是一樣的。當有電流從匯流母線和均壓線中流過時，其電流數(shù)量不會多于分組回路的最大值，因此要提高安全性，選擇導線時應依據(jù)回路的最大電流進行，使得導線的種類規(guī)格減少，避免安裝時出現(xiàn)錯誤。
4 科學設計電容器組框架
在對電容器組框架進行設計時，需要對于設備的運行情況進行分析，停電之后，需要做好檢查、清理以及問題電容器的更換工作。檢查過程中可能會出現(xiàn)沒有對電容器框架設計進行有效的維護，框架上不能站腳，使得電容器的更換、清掃等工作開展不便。因此設計框架過程中需要保證電容器組能夠得到有效的維護與檢修。工程建設中需要減少地面的占用面積，實現(xiàn)分層布置，減少用地。
5 結(jié)束語
當前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸復雜起來，無功調(diào)節(jié)的方法逐漸增多，影響也比較大，傳統(tǒng)的對電壓優(yōu)化控制的方法與當前的電力系統(tǒng)需要是無法相適應的，因此需要使用有效的方法和策略實現(xiàn)110kV變電站的無功補償。
參考文獻
[1]閆佳庚.探究110kV變電站無功功率補償裝置設計應用[J].企業(yè)家天地（下半月刊），2014，02：91.
[2]盧奕城，王素英.深圳110kV變電站無功補償配置研究[J].中國高新技術企業(yè)，2014，23：146-147.
[3]李韶芬.關于110kV變電站無功補償?shù)难芯縖J].能源與節(jié)能，2015，09：52-53.
