摘要：以110 kV變電站為研究對象，分析了無功補償配置的原則及安裝、布置、電器選擇等，希望為適應(yīng)新形勢下電網(wǎng)企業(yè)開展的無功補償工作提供參考。
0 引言
無功功率是交流同步電網(wǎng)中最重要的因素之一，它與電網(wǎng)的供電能力、電能質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)損耗、安全穩(wěn)定運行水平等密切相關(guān)。實際上電網(wǎng)中多數(shù)元件及多數(shù)用戶都需消耗無功功率，而這部分所需消耗的無功功率只能通過網(wǎng)絡(luò)途徑獲得，但無功功率傳輸又有很多限制條件，這就引出了無功平衡與無功補償?shù)膯栴}。
1 110 kV電壓等級的變電站的無功補償概述
110 kv變電站的容性無功補償裝置一方面應(yīng)根據(jù)主變壓器容量來確定，另一方面應(yīng)堅持以補償變壓器無功損耗為主，兼顧負(fù)荷側(cè)的無功補償為原則。如當(dāng)主變壓器的容量>40 MVA時，容性無功補償裝置的數(shù)量要大于2組。對于無功補償裝置的容量的選擇一般以20%左右的主變壓器容量為依據(jù)，綜合考慮最小負(fù)荷時，變電站的無功補償需要。
2 110 kV變電站無功補償研究
2.1 無功補償?shù)目傇瓌t
無功補償額定電壓應(yīng)與其接入的各種運行方式下的運行電壓相配合，對于實現(xiàn)變電站的就地平衡、減少輸電線路路徑的網(wǎng)損具有重要意義。總的來說，無功補償?shù)目傇瓌t應(yīng)堅持：合理選擇變電站無功補償裝置的型式;合理選擇補償、控制保護(hù)方式;盡量做到運行安全、檢修方面等。這就要求在實際安裝中要根據(jù)安裝地點的實際環(huán)境、變電站運行工況來決定，并結(jié)合施工經(jīng)驗進(jìn)行科學(xué)施工[1]。
2.2 變電站內(nèi)無功補償裝置的選擇原則
a) 無功補償裝置應(yīng)優(yōu)先考慮采用投資省、損耗小、可分組投切的并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器;
b) 為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和電能質(zhì)量要求而需裝設(shè)靜止無功補償器或靜止無功發(fā)生器時，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境因素等綜合比較確定。靜止無功補償器和靜止無功發(fā)生器能快速調(diào)節(jié)無功出力，適合于抑制快速變化的負(fù)荷所產(chǎn)生的電壓波動和閃變，改善系統(tǒng)電壓質(zhì)量和提高電力系統(tǒng)在小干擾和大干擾下的穩(wěn)定性，但由于裝置造價高、損耗大等原因，當(dāng)需采用靜止無功補償器或靜止無功發(fā)生器時應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證;
b) 靜止無功補償器和靜止無功發(fā)生器的選型應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和控制補償目標(biāo)來確定，對于常規(guī)無功缺額，宜采用分組投切并聯(lián)電容器和電抗器，在輸電系統(tǒng)，對于系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和抑制系統(tǒng)振蕩的要求，宜采用響應(yīng)速度快的SVC(靜止無功補償器)或STATCOM(靜止無功發(fā)生器)裝置。考慮到經(jīng)濟(jì)因素，推薦采用混合式安裝，以系統(tǒng)電壓波動范圍確定SVC或STATCOM中動態(tài)補償容量。在配電和用電系統(tǒng)，側(cè)重電能質(zhì)量要求，宜采用動態(tài)SVC或STATCOM裝置，其中SVC的響應(yīng)時間在2個～3個周波，由于產(chǎn)生諧波較大，需配置濾波器;而STATCOM的響應(yīng)時間在1個～2個周波，不產(chǎn)生諧波，占地面積較小，成本較高，可根據(jù)具體補償要求確定[2]。
由于STATCOM具有快速的無功電流控制和與母線電壓無關(guān)的電流輸出特性，在輸電系統(tǒng)，等容量的STATCOM要比SVC更有效地減少既有系統(tǒng)的問題，更好地加強系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，因此含有SVC和STATCOM的綜合式靜止無功補償裝置可作為一種成本和性能折中的方案;在配電系統(tǒng)STATCOM比SVC在抑制閃變的效果上更加明顯，具有更好的電壓穩(wěn)定效果，能更好地節(jié)約電弧爐等負(fù)荷的運行成本，因此在實際工程中應(yīng)從投資和收益等角度綜合分析。
2.3 裝設(shè)位置
變電站內(nèi)用于補償輸電線路充電功率的并聯(lián)電抗器一般裝在主變壓器低壓側(cè)，需要時也可裝在高壓側(cè)。并聯(lián)電抗器裝設(shè)在高壓側(cè)投資較大，且不能像裝設(shè)在變壓器低壓側(cè)那樣很方便地隨負(fù)荷變化頻繁投切。難以控制低壓側(cè)電壓，因此電抗器宜首先考慮裝設(shè)在主變壓器低壓側(cè)。但當(dāng)需補償容量較大，裝在低壓側(cè)影響到向負(fù)荷供電時，也可裝在高壓側(cè)。
