发布时间 : 星期日 文章110Kv变电站电气主接线设计毕业设计论文更新完毕开始阅读00ae3a11c4da50e2524de518964bcf84b8d52d56
4 无功补偿设计
无功电源和有功电源一样是保证系统电能质量和安全供电不可缺少的。据统计，电力系统用户所消耗的无功功率大约是它们所消耗的有功功率的50~100%。另外电力系统中的无功功率损耗也很大，在变压器内和输电线路上所消耗掉的总无功功率可达用户消耗的总无功功率的75%和25%。因此，需要由系统中各类无功电源供给的无功功率为总有功功率的1~2倍。由无功功率的静态特性可知，无功功率与电压的关系较有功功率与电压的关系更为密切，从根本上来说，要维持整个系统的电压水平就必须有足够的无功电源。无功电源不足会使系统电压降低发送变电设备达不到正常出力，电网电能损失增大，故需要无功补偿。
4.1 无功补偿的原则与基本要求 4.1.1 无功补偿的原则
(1)根据技术规程规定按主变容量的10%～20%进行无功补偿；
(2)分级补偿原则，按主变无功损耗减去电缆充电功率确定无功补偿的容量；且10KV和110KV侧电压不能低于标称电压；
(3)在轻负荷（2%～30%主变容量计时）时由于电缆充电功率的影响，其充电功率与补偿功率近似抵消；
4.1.2 无功补偿的基本要求
(1)电力系统的无功电源与无功负荷，在各种正常及事故运行时，都应实行分层分区、就地平衡的原则，并且无功电源应具有灵活的调节能力和一定的检修备用、事故备用。
(2)在正常运行方式时，突然失去一回线路，或一台最大容量的无功补偿设备，或一台最大容量的发电机（包括失磁）之后，系统无功电源事故备用的容量方式及配电方式，应能保持电压稳定和正常供电，避免出现电压崩溃；在正常检修运行方式时，若发生上述事故，应允许采取切除部分负荷或并联电抗器等必要措施，以维持电压稳定。
(3)对于110KV及以上系统的无功补偿，应考虑提高电力系统稳定性的作用。
32
4.2 补偿装置选择及容量确定 4.2.1 补偿装置的确定
(1)同步调相机：同步调相机在额定电压±5%的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压，在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。
装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，但是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。
(2)串联电容补偿装置：在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗，可以缩短输电线的电气距离，提高静稳定和动稳定度。但对负荷功率因数高（?y＞0.95）或导线截面小的线路，由于PR/V分量的比重大，串联补偿的调压效果就很小。
(3)静电补偿器补偿装置：它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）无功功率的静止补偿器，与同步调机相相比较，运行维护简单，功率 损耗小，但相对串联电容及并联电容补偿装置，其造价高维护较复杂，一般适用以较高的电压等级500KV变电所中。
(4)并联电容器补偿装置：并联电容器是无功负荷的主要电源之一。它具有投资省，装设地点不受自然条件限制，运行简便可靠等优点，故一般首先考虑装设并联电容器。
由于本次设计的变电站为110KV降压变电站，以补偿的角度来选择，以上四种均能满足要求，但是在经济和检修方面来考虑，首先选择并联和串联补偿装置。而原始资料可知，补偿装置主要补偿负荷的无功容量及平衡主变损耗。所以选择并联补偿装置。
4.2.2 补偿装置容量的选择
(1)负荷所需补偿的最大容性无功量计算
参考《电力系统电气设备选择与实用计算》第202页，利用电容器改善功率因数需要补偿的无功量为：
Qfm?Pfm(|tg?1|?|tg?2|)??11? （4-1） ?Pfm??1??12?cos2??cos?21???PfmQcfo33
式中：Qfm——负荷所需补偿的最大容性无功量（Kvar） Pfm——母线上的最大有功负荷（KW） ?1 ——补偿前的最大功率因数角（?） ?2 ——补偿后的最小功率因数角（?）
Qcf0——由cos?1补偿到cos?2时，每千瓦有功负荷所需补偿的容性无功值（Kvar/KW）
则本站所需补偿的无功值为：（其中功率因数是由0.85补偿到0.9）
Qfm?Pfm(|tg?1|?|tg?2|)?1?1?? (4-2) ?20?2?1?2?1?0.9?0.8??5.4(Mvar)(2)电容器型号的选择
参考《电力工程电气设备手册-电气一次部分》997页，选择电容器如下表：
表4-1 电容器参数
型号 额定电压（KV） 额定容量（Kvar/KW） 2400 BFF11/3?2400?3W 11/3
34
参考文献
参考文献
[1]、《短路电流实用计算》 西安交通大学 中国水利电力出版社 1995年 [2]、《实用短路电流计算》 天津科学技术出版社 李德矩 1955年 [3]、《电力系统分析》 华中科技大学出版社 第三版 1996年何仰赞编 [4]、《发电厂电气部分》 四川联合大学 范锡普编 2002年 [5]、《电力工程设计手册》 上海科技出版社 1973年 [6]、《电力工程电气设计手册》 水利电气部西北电力设计院 1998年 [7]、《电力系统》 郑州电力出版社 李薇薇 李芳 编著 1994 [8]、《工厂供电》 天津大学出版社 黄纯华 编著 2001.6
[9]、 Thaper,Evalution of Ground Resistance of a Grounding Grid of Any Shape,IEEE
Transsactions on Power Delivery Vol．6 No．2 April 1991 [10]、J．M．Nahman,et al．Resistance to Ground of Combined Grid-multiple Rods Electrodes．IEEE
Iransactions on Power Diliyery，vol． 1996
35
附录一
附图：110KV变电站电气主接线图
36