無功補償,就其概念而言早為人所知,他就是借助于無功補償設(shè)備提供必要的無功功率,以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),降低電能損耗,改善電網(wǎng)質(zhì)量。無功功率的傳送會引起有功功率和電壓" />
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變電站無功補償容量的計算

發(fā)布時間:2015-09-14

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發(fā)布者:未知

無功補償,就其概念而言早為人所知,他就是借助于無功補償設(shè)備提供必要的無功功率,以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),降低電能損耗,改善電網(wǎng)質(zhì)量。無功功率的傳送會引起有功功率和電壓的損耗,為了減少損耗,應(yīng)合理補償無功功率。

35~110kV變電站的容性無功補償裝置以補償變壓器無功損耗為主,并適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè)的無功補償。容性無功補償裝置的容量按主變壓器容量的10%~30%配置,并滿足35~110kV主變壓器最大負(fù)荷時,其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95?,F(xiàn)以我公司110kV東城變電站擴(kuò)建增設(shè)無功補償電容器為例進(jìn)行探討。


110kV東城站在系統(tǒng)中的位置如圖1所示,正常方式由110kV成東線供,通過緡東線與濟(jì)寧電網(wǎng)相聯(lián)。該站2004年建成投運,一臺主變?nèi)萘?/span>31.5MVA,作為“提高輸送能力”的一項措施,在變電站投產(chǎn)時需加裝無功補償電容器。

 

計算補償容量的不同方法

依據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》、《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補償配置技術(shù)原則》要求,從不同考慮點計算得出不同的容量要求,求其最大值做為變電站無功補償容量的依據(jù)。

(1)按補償主變壓器無功損耗計算

東城站1號主變參數(shù)及110kV側(cè)、35kV側(cè)負(fù)荷見表1.

1、110kV東城站1號主變壓器參數(shù)

額定容量

/MVA

 空載損耗

P0/kW

空載電流

I0/%

短路電壓

Uk12(%)

短路損耗

Pk31/kW

35kV側(cè)負(fù)荷

/MVA

31.5/31.5

/31.5

26.082

0.26

10.02

154.058

16.4+j7.5

短路電壓

Uk23/%

短路電壓

Uk13/%

短路損耗

Pk12/kW

短路損耗

Pk23/kW

10kV側(cè)負(fù)荷/MVA

 

7.1

15.77

145.426

123.94

3.5+j1.8

 

空載漏磁無功損耗:

Q0S0=I0%SN×10-2=0.26×31.5×10-2=0.08Mvar

額定負(fù)載漏磁功率:

Qk12=Uk12%S2N×10-2=10.02×31.5×10-2=31.5Mvar

Qk13=Uk13%S3N×10-2=15.77×31.5×10-2=4.96Mvar

Qk23=Uk23%S3N×10-2=7.1×31.5×10-2=2.23Mvar

 

 =

QK1=

 

 =2.94Mvar

       QK12+QK13-QK23       31.5+4.96-2.23

             2                   2

 

 =

QK2=

 

 =0.21Mvar

       S2N2QK12+QK23-QK13    31.5+2.23-4.96

             2                       2

 

 =

 =2.02Mvar

QK3=

 

       S3N2QK13+QK23-QK12    4.96+2.23-3.15

             2                       2

 

 =0.068Mvar

 =0.21×

QK2=QK2×

 

              S22                    16.42+7.52

              S2N2              31.522

 

 =0.03Mvar

 =2.02×

QK3=QK3×

 

              S32                    3.52+1.82

              S3N2              31.522

 

 =QK1×

QK1=QK1×

 

             S12                P2+PK2+P3+PK32+(Q2+QK2+Q3+QK3)2

             S1N2                          S1N2

 

 QK1×

                                        P2+P32+(Q2+QK2+Q3+QK3)2

                                           S1N2

 

 =2.94×

                                                (16.4+3.5)2+(7.5+0.068+1.8+0.03)2

                                           31.522

                   =1.435Mvar

變壓器無功損耗:

QT=Q0+QK1+QK2+QK3=0.08+1.435+0.068+0.03=1.61Mvar

補償容量QC+QT=1.61Mvar

(2)按補償變壓器無功損耗同時補償輸電線路無功損耗計算

110kV成東線型號為LGJ-240,R1=0.13Ω/km,X1=0.416Ω/km,線路長度4.56km

成東線帶東城站負(fù)荷時線路無功損耗:

 

XLl

XLl=

xLl=

QL=I2XL=

 

                S  2       S2        P2+Q2

              3U        3U2         3U2

 

=

×0.416×4.56

            20.3942+12.52

            3×1102

 =0.05Mvar

補償容量QC=QT+QL+1.61+0.05=1.65Mvar

(3)按東城站最高負(fù)荷時變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95計算。110kV東城站1號主變壓器高壓側(cè)最高負(fù)荷

Smax=P+Q=20.394+j12.5

功率因數(shù):

 

=0.85

=

Cosφ=

                     P              20.394

                 P2+Q2        20.3942+12.52

補償容量:

     QC =QT=P(tgφ-tgarccos0.95)=20.394×(tgarccos0.85-tgarccos0.95

 =5.93Mvar

220kV以及以上電壓等級變電站還需要考慮滿足電壓的要求配置無功補償電容器。

3 補償容量的確定

為滿足各項要求,取三種計算方式的最大值,補償容量應(yīng)為Qcom=MAX(Qc)

=5.93Mvar。

另外,110kV變電站無功補償裝置的單組容量不宜大于6Mvar,35kV變電站無功補償裝置的單組容量不宜大于3Mvar,單組電容的選擇還應(yīng)考慮變電站負(fù)荷較小時無功補償?shù)男枰?/span>

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