摘要：針對110kV變電站的負荷情況及無功功率需求，提出合適的無功補償設(shè)計方案。
　　關(guān)鍵詞：變電站、無功補償，容量、電容器
　　蘇家溝變電站（以下簡稱蘇變）主變壓器容量配置為50000kVA＋75000kVA，電壓等級110/38.5/11kV，110kV進線2回、35kV進線2回、35kV出線4回、10kV出線14回。35kV系統(tǒng)主要向電化公司一分廠、電化公司二分廠、鋁業(yè)公司供電；10kV系統(tǒng)主要供民用負荷。蘇變目前常用的是全分段運行方式，1#主變（50000kVA）負荷相對較輕，2#主變（75000kVA）負荷較重。
　　蘇變站內(nèi)及其35kV、10kV線路終端均沒有安裝無功補償裝置，負荷所需的無功全部從蘇變輸入，造成蘇變功率因數(shù)偏低，主變110kV側(cè)01#（02#）的平均功率因數(shù)在0.6～0.7左右，大大影響蘇變的供電能力，為此，應(yīng)在蘇變進行無功補償。
　　1、無功補償安裝點選擇及容量計算
　　1.1補償安裝點選擇
　　蘇變的負荷中，35kV線路負荷約占80%，10kV負荷約占20%，因35kV單回線路的負荷在12000kVA～35000kVA之間，更適合在負荷終端就地補償，以減小線路電壓和功率損失，同時提高線路及蘇變的運行功率因數(shù)。結(jié)合蘇變蘇變實際情況，建議35kVI段（負荷僅有蘇陳線蘇32#，蘇31#長期熱備用）在負荷終端即陳家港便電站補償；35kVII段有兩個用戶，考慮到補償裝置的安全運行及維護的方便，采取集中在蘇變站內(nèi)補償?shù)姆绞剑?0kV系統(tǒng)目前主要是民用負荷，功率因數(shù)在0.9左右，不考慮補償。
　　1.2補償容量計算
　　35kV側(cè)302＃負荷區(qū)間為18000～40000kW，平均功率因數(shù)約為0.70，目標功率因數(shù)為0.95，通過計算得出補償容量為：(COSφ1：補償前功率因數(shù),COSφ2：補償后功率因數(shù))
　　最小補償容量為QC1：P1＝18000kW，COSφ1＝0.72，COSφ2＝0.95
　　補償容量＝18000（0.9638-0.3287）
　　≈11250kvar
　　最大補償容量為QC2：P2＝40MW，COSφ1＝0.72，COSφ2＝0.95
　　＝40000（0.9638-0.3287）
　　≈25000kvar
　　據(jù)以上計算，可以安裝兩組補償裝置，每組容量12000kvar，按照對蘇變的諧波測試結(jié)果，五次及以上諧波含量較高，因此電抗率選為6%，
　　2、無功補償技術(shù)方案
　　結(jié)合變電站的實際情況，比較適合蘇變的無功補償有并聯(lián)電容器補償和靜態(tài)無功補償兩種方式，因靜態(tài)無功補償裝置戶外占地面積很大（蘇變沒有預留專用無功補償用地），投資也比并聯(lián)電容補償大很多，因此，從經(jīng)濟、技術(shù)、實用性等方面考慮，蘇變不適合安裝靜態(tài)無功補償裝置，應(yīng)選用并聯(lián)電容器無功補償裝置。
　　2．1系統(tǒng)情況
　　35kV母線上安裝無功補償裝置2套，系統(tǒng)額定電壓為38.5kV，安裝容量為24000kvar，分兩組采用真空斷路器投切，投切柜采用標準35kV開關(guān)柜，戶內(nèi)安裝；另配一面控制保護屏，安裝在主控制室，其余補償部分為戶外安裝。
　　2．2設(shè)計方案
　　2．2.1容量配置及投切方案：
　　35kV母線上安裝無功補償裝置2套，總安裝容量為24000kvar，每套容量均為12000kvar，采用斷路器自動投切，通過一臺DWK3-110控制器通過采集系統(tǒng)母線電壓、電流，以無功量為判據(jù)，給出控制信號，自動投切斷路器，將電容組投入或退出運行。接線圖如下：

                                      
　　2．2.2設(shè)備構(gòu)成：
　　設(shè)備包括35kV電容器投切開關(guān)柜（共2面）、控制保護柜（1面）、TBB35-12000－ACW無功補償成套裝置共三部分。
　　 35kV電容器投切開關(guān)柜采用標準的KYN61-40.5結(jié)構(gòu)，主要由斷路器手車、電流互感器、避雷器、銅排及相應(yīng)附件組成，戶內(nèi)安裝；實現(xiàn)對電容器的投切功能。
　　 控制保護柜采用標準的JP-6A屏體，安裝在主控制室，由無功補償自動控制器、電容器微機保護、控制開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、連接片等相應(yīng)附件組成，不僅實現(xiàn)電容器的自動控制，還具有過流、過壓、欠壓、開口三角電壓等完善的保護功能。
　　 無功補償部分主要包括隔離開關(guān)、干式空心電抗器、高壓并聯(lián)電容器、避雷器、放電線圈、鋁母線、支持絕緣子。
　　3、設(shè)備選擇及保護投切控制
　　電容器投切開關(guān)選用過電壓倍數(shù)較低的SF6斷路器、電容器組擬選用集合式電容器、電抗器選擇干式空芯串聯(lián)電抗器，接線方式為單星形不接地，電容器內(nèi)部故障有單元內(nèi)部熔斷器及串聯(lián)差壓保護，電容器保護裝置內(nèi)有電流保護、電壓保護、瓦斯保護。實現(xiàn)就地及遠方（控制室）兩種操作功能。自動控制裝置帶高次諧波檢測、顯示及超溫報警等功能，并帶RS-485通信接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，切換方式可以有手動和自動兩種選擇。電容器組應(yīng)具備“防誤操作”功能，“防誤操作”必須與每組投切電容器的40.5kVSF6戶外型斷路器共同實現(xiàn)，投切電容器的40.5kVSF6戶外型斷路器未分斷或電容器沒完全放完電狀態(tài)下，電容器組的隔離開關(guān)無法拉開，接地開關(guān)無法合閘。反之，接地開關(guān)未分閘，隔離開關(guān)未合閘狀態(tài)下，投切電容器的40.5kVSF6戶外型斷路器不能做合閘送電操作。
　　單個間隔的設(shè)備有：集合式并聯(lián)電容器、氧化鋅避雷器、全密封串聯(lián)差壓保護放電線圈、6％干式空芯串聯(lián)電抗器、40.5kVSF6戶外型斷路器、高壓隔離開關(guān)（帶接地）。每個電容器組過電流及內(nèi)部故障繼電保護各1套共計2套、電壓無功綜合自動控制裝置1套，含液晶顯示和RS485通信接口。
　　作者簡介：張慶峰男湖北丹江口市人、漢江水利水電（集團）有限責任公司水電公司工程師、主要是從事水利水電電氣及自動化工程工作研究。