山东电力技术

SHANDONGDIANLIJISHU2006年第6期(总第152期)

变电站无功补偿电容器容量计算

CapacityCalculationofReactiveCompensationCapacitorinSubstation

侯广松

(山东菏泽供电公司,山东菏泽274016)

摘要:探讨了变电站在进行无功补偿电容器建设时确定补偿容量的计算方法. 关键词:变电站;补偿容量;计算

Abstract:Themethodofcalculatingcompensationcapacityisdiscussedwhenreactivecomp

ensationcapacitorisbuiltin

substation.

Keywords:transformersubstation;compensationcapacity;calculation

中图分类号:TM5文献标识码:B文章编号:1007—9904(2006)06一O037—03 合理进行无功补偿是保证电压质量和电网稳

定运行的必要手段,对提高输送能力和降低电网损

耗具有重要意义,2004年8月24日国家电网公司

下发的《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术

原则》要求220kV变电站"补偿容量按照主变压器

容量的10%一25%配置",35kV-110kV变电站"按主

变压器容量的10%~30%i~置",具体计算方法没有

明确指出.现以我公司220kV单城变电站扩建增

设无功补偿电容器为例进行探讨.

l变电站基本情况

220kV单城站在系统中的位置如图1,220kV

菏白线

年在变电站扩建时加装无功补偿电容器. 2计算补偿容量的不同方法

依据《电力系统电压和无功电力技术导则》, 《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 要求,由不同角度计算可得出不同的容量要求. (1)按最高负荷时变压器高压侧功率因数不低 于0.95计算.220kV单城站#l主变压器高压侧最 高负荷

Smax=P+Q=108.5+j67.2 功率因数

P

coscp—-_

白鱼线,/P+Q

菏直线曹单线白单线JJJ108.5 电厂变220_Lj变220白庄变2上台变220VlO8.52+67-2.陷盈V5曹城l10l

奇守一

图1系统接线示意图

鱼台站接入济宁电网与山东省电网相联.该站1999 年建成投运,一期一台主变容量150MVA,未装设无 功补偿设备,作为"提高输送能力"的一项措施,2005 ~(tgarccos0.85一tgarccos0.95) =

31.57Mvar(1)

f212按补偿主变压器无功损耗

计算

单城站#l主变参数及1lOkV侧,35kV侧负荷 见表1.

参考文献:

[1]赵仲琥等.火力发电厂煤粉制备系统设计和计算方

法.[M]北京:中国电力出版社,1999

[2]岑可法.锅炉燃烧试验研究方法及测量技术.[MIlL 京:水利电力出版社,1987

(收稿日期:2006—04—19)

37

山东电力技术

SHANDONGDIANLIJISHU2006年第6期(总第152期) 表1220kV单城站}}1主变压器参数

空载漏磁无功损耗

Qo~So=Io%Js?xl0=0.24x150x10=0.36Mvar

额定负载漏磁功率

Qm=l2%Js2?xl0=13.67x150x10=20.505Mvarf

Q?=l3%xl0=22.83x75x10=17.1225Mvar}(2)

-'一,l

Q=23%Js3?xl0=7.47x75x10=5.6025MvarJ

Ql=Ql2+Qm-Q2320.505+17.1225—5.6025一=, 22

::一20.505+5.6025-17.1225 =8.985Mvar

--

--

2S=

l?

6

2

aQQ:8.985×

S

l02.5+49.9

l50

=5.19Mvar

AQk3=拿:0_0275×鱼?垡:0舢l238口@MvarS75 222

?.:.×:.×一(Pz+APkE+P3+APk3)+(QE+AQkE+Q3+AQk3)

SSl

.×

22

l

:16.0125×(Q::】?::坠:?:

l50'

=

10.488口@口@口@Mvar

(3)按各种运行方式下电压

合格计算

无功负荷变化引起母线电压

的变化量与变电站在电网中所处

的位置有关,计算较为复杂,最好

使用某种软件进行计算分析.

以电力系统分析综合程序

PSASP分析知,220kV白单线开环时单城站220kV 母线电压最低,达208.5kV(见图2),安装电容器后 应保证该方式下电压满足Uw的要求,即单城站 220kV母线电压应在213.4kV及以上. (3)图2白单线开环潮流计算结果

补偿后的潮流图如图3.

变压器无功损耗

AQ=Qo+zXQ1+AQ^2+aQ3=O.36+10.488+5.19+

0.0001238=16.04Mvar(5)

补偿容量QC:AQT:16.04Mvar 38

229.0

41

0897+i5086

图3补偿后潮流计算结果图

庄变

?

由图3知,在单城站35kV母线增加15.9Mvar 的无功电源可使单城站220kV母线电压满足下限 要求.即

Qc=15.9Mvar

(4)按补偿变压器无功损耗同时补偿输电线路 无功损耗计算

220kV曹单线型号为LGJ一400,rl=0.0812/km,

xl=0.41712/kin.线路长度60kin.

曹单线带单城站负荷时线(下转第52页)

山东电力技术

SHANDONGDIANLIJISHU2006年第6期(总第152期) 小.进样操作包括取气样,进针,取针等一系列连贯 的动作,进样定量重复性是评价进样技术的主要指 标,要求同一操作者,对同一标气分析,连续进六针 气样,至少有五针标气的相对偏差?1.5%. (2)平行油样的考核

油样考核是对人员油样脱气,仪器操作,进样操 作,分析结果处理等整个分析过程的考核,依据GB/ T7252—2001导则规定:同一个实验室两个平油样行

试验结果,当CzHz含量在5L/L以下时,相差不应 大于0.51xI_/L;对于其它气体,当含量在101xI_/L以下 时,相差不应大于1L/L;当含量在101xI_/L以上时, 相差不应大于平均值的10%.要求操作人员同时进 行三个平行油样考核,其重复性至少有2个样品符 合GB/T7252—2001导则规定的要求.

3.5数据处理工作站正确应用

在目前色谱分析过程中,在数据采集处理方 面,基本上都采用了高智能的色谱数据处理工作站, 通过设置工作参数,实现了色谱峰信号的自动采集, 自动处理计算,数据管理以及设备故障诊断等功能, 大大减少了分析人员的工作强度,提高了分析结果 的精确度,有着极大优点.但由于工作站是依据设置 的分析参数,对信号进行自动识别和积分,因此时常 ,t;j,tt;j>,t;j,t0> (上接第38页)

路无功损耗:

会出现错误的积分结果,主要表现在低含量组分未 检出,积分方式不正确,不能正确识别谱图基线等. 因此对选用的色谱数据工作站,必须具备人工修改 功能,而在对标气和样品分析时,应对谱图进行放 大,对积分不正确峰应进行人工修改.

4小结

本文依据油中溶解气体分析的全过程,重点分 析了取样,油样脱气,色谱仪应用,人员操作,数据 处理等环节对油中溶解气体组分分析的影响,并提 出了提高油中溶解气体分析结果准确性的途径.在 实际工作中,气相色谱仪的分析流程不合理,色谱 柱受污染及柱效的降低,往往是造成分析结果误差

较大因素,因此色谱仪的正确选型,色谱柱的选用, 分析流程的合理改造及正确维护,是保证油中溶解 气体分析结果准确的前提.口

参考文献:

[1lGB/T17623-1998绝缘油中溶解气体组分含量的气 相色谱测定法

【2]GB/T7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断 导则

(收稿Et期:2006—06—23)

,,

?-(2奇2等z

108.5+67.2

——————r

3~208.5

=3.1248Mvar

xO.417x60

补偿容量Q=aQ+?=16.04+3.1248 =

19.16Mvar(6)

3总补偿容量的确定

为满足各项要求,取四种计算方法的最大值, 补偿容量应为Qcom=Max(QC)=31.57Mvar.

单组容量减小将增加断路器和二次设备投资, 而接于35kV电压等级时不宜大于12Mvar,为以较 少电容器实现较高的无功补偿的精度,最终建议安 装两组带二级开关的并联电容器,总补偿容量2 f10+5)共30MVA.

52

4结束语

变电站集中补偿电容器的容量确定需要考虑

补偿后功率因数合格,各种运行方式下电压合格, 无功就地平衡等方面的因素,同时必须考虑单组电 容器投切不应引起电压波动过大,枢纽变电站还应 考虑留有一定的备用容量,本文选择了一个计算过 程较为复杂的实例,110kV及以下采用双绕组主变 压器的变电站确定并联电容器容量一般只考虑1, 2个方面即可.口

参考文献:

【1]能源部.电力系统电压和无功电力技术导则,1989 l2】国家电网公司.电力系统无功补偿配置技术原则,2004 【3]李晓凤.二级开关式10kV无功分接补偿的研究与应 用.全国供用电自动化学术交流会论文集,166-169 (收稿日期:2006—03—14)

作者简介:侯广~(1974一),男,山东菏泽,工程师,现从事电网 运行方式_l作.

无功补偿柜电容器的容量换算问题

无功补偿柜电容器的容量换算问题

在无功补偿领域，我们经常会问的一句话是：电容器容量是多少?

“容量”，何为容量？

解答：电容器的额定容量（电容器的功率），单位kvar（千乏）

专业知识普及

从下面这个公式可以看出电容器的功率与电压的关系：

Q=2πfCU2

Q表示电容器的功率，单位var

f表示系统频率，50Hz/60Hz

C为电容器容量，单位uF(微法)

U表示系统电压，单位kV(千伏)

由上面表达式可以看出，电容器的功率与施加到电容器两端的电压平方成正比。

每一只电容器都有一个参数叫做额定电压，对应额定电压则有一个额定功率。

例如：选择电压为450V，额定功率为30kvar的电容器。

问1：当额定电压为450V，额定功率为30kvar的电容器，用在400V系统中，其输出功率为多少呢

?

这就是我们经常碰到的问题，电容器的额定电压都是高于系统的额定电压的。

通过上面的公式，我们可以很快算出来：

Q400=Q450×(4002/4502)

=30×(4002/4502)

≈23.7kvar

问2：为什么要选择额定电压高于系统电压的电容器呢?

电容器经受过电压危害时将快速损坏。为了保障电容器的运行安全，需要选择额定电压大于系统电压

的电容器。

安科瑞小贴士：以低压电力电容器、高性能电抗器、高可靠投切开关、控制系统为主体，实现低压无功补偿功能。主要应用于谐波十分严重场合的无功补偿，在一定程度上有吸收消除谐波的功能。

到这个阶段我们知道了，如果无功补偿支路设计为纯电容器的话，无功补偿支路的输出功率要根据电容器的额定电压和系统电压进行折算。

这也就是我们常说的安装功率(安装容量)和输出功率(输出容量)。

安装功率常指电容器的额定功率;

输出功率常指电容器在系统电压下的实际输出功率。

参照上面举例，我们可以知道：将额定电压为450V，30kvar的电容器应用于400V无功补偿系统，则此系统安装容量为30kvar，其输出容量为23.7kvar。

问3：当电容器串联电抗后，电容器与电抗器组成的补偿支路功率是多少呢?

需要考虑如下问题：1)电抗器抬高了电容器的端电压;2)电抗器与电容器的无功功率是方向相反的。串入电抗器后无功补偿支路功率的变化按照下述公式计算：

QL+C=QC/(1-电抗率)

其中

QL+C表示电容器和电抗器串联支路的功率

QC表示电容器串联电抗器前的功率

例：补偿支路采用额定电压为480V，额定功率为60kvar的电容器，应用于400V

系统中。此时纯电容器补偿支路的输出功率

Q400=Q480×(4002/4802)

=60×(4002/4802)

≈41.667kvar

当此电容器支路串联7%电抗后，电容器+电抗器的补偿支出输出功率

QL+C=QC/(1-电抗率)

=41.667/(1-7%)

≈44.80kvar

上面的内容都是理论的东西，那对于我们销售的实践来说，需要注意哪些问题呢?

1.讨论电容器的价格时，例如：某某公司电容器代理价给到300元/kvar，这300元是对应的电容器额定容量，也即额定功率或安装容量。

2.如果某台电容柜只标注了300kvar的容量，按照安装容量和输出容量来分别设计方案，其造价是不一样的。

我们再举实例来说明。

例1：400V电压等级的无功补偿柜，设计为8个支路，每个支路采用480V，50kvar的电容器;每条支路串联7%的电抗，用以抑制5次谐波的影响。

A.此电容柜的安装容量为多少?

50kvar×8=400kvar

此电容柜的安装容量为400kvar。

B.此电容柜的输出容量为多少?

400kvar×(4002÷4802)÷(1-0.07)

≈400kvar×0.75

=300kvar

此电容柜的输出容量为300kvar

。

例2：400V电压等级的无功补偿柜，设计为8个支路，每个支路采用525V，50kvar的电容器;每条支路串联14%的电抗，用以抑制3次谐波的影响。

A.此电容柜的安装容量为多少?

50kvar×8=400kvar

此电容柜的安装容量为400kvar。

B.此电容柜的输出容量为多少?

400kvar×(4002÷5252)÷(1-0.14)

≈400kvar×0.675=270kvar

此电容柜的输出容量为270kvar。

这个时候，我们对于安装容量和输出容量已经有了更深刻的认识。

菜鸟要问了：我们在电容电抗的销售过程中，一般谈容量都是指哪个容量呢?

答：惯例或者默认的情况下，都是指电容器的额定容量，或无功补偿柜的安装容量。

切记!不知道这一点，被坑了都不知道哦。

摘自网络

本次编辑：安科瑞鲍静君手机：18860995108QQ：2881068600

无功补偿电容器容量计算公式

无功补偿电容器容量计算公式

1、感性负载的视在功率S×负载的功率因数COSφ = 需要补偿的无功

功率Q:

      S×COSφ =Q

2、相无功率Q‘ =? 补偿的三相无功功率Q/3

3、因为: Q =2πfCU ，

     所以:

1μF电容、额定电压380v时，无功容量是Q=0.045Kvar

100μF电容、 额定电压380v时，无功容量是Q=4.5Kvar?

1000μF电容、 额定电压380v时，无功容量是Q=45Kvar

4、“多大负荷需要多大电容” :

1)你可以先算出三相的无功功率Q;

2)在算出1相的无功功率Q/3;

3)在算出1相的电容C;

4)然后三角形连接～

5、因为: Q =2πfCU ，

     所以:

1μF电容、额定电压10Kv时，无功容量是Q=31.4Kvar

100μF电容、 额定电压10Kv时，无功容量是Q=3140Kvar

6、因为: Q =2πfCU ，所以:

1μF电容、额定电压220v时，无功容量是Q=0.015Kvar

100μF电容、 额定电压220v时，无功容量是Q=1.520Kvar

1000μF电容、 额定电压220v时，无功容量是Q=15.198Kvar

变电站无功补偿电容器容量计算

变电站无功补偿电容器容量计算

变电站无功补偿电容器容量计算

侯广松 山东菏泽供电公司 (274016)

摘要:该文探讨了变电站在进行无功补偿电容器建设时确定补偿容量的计算方法。

关键词:变电站;补偿容量;设计

合理进行无功补偿是保证电压质量和电网稳定运行的必要手段，对提高输送能力和降低电网损耗具有重要意义，2004年8月24日国家电网公司下发的《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》要求220kV变电站“补偿容量按照主变压器容量的10%-25%配置”，35kV~110kV变电站“按主变压器容量的10%~30%配置”，具体计算方法没有明确指出。现以我公司220kV单城变电站扩建增设无功补偿电容器为例进行探讨。

1、变电站基本情况

220kV单城站在系统中的位置如图1，220kV鱼台站接入济宁电网与山东省电网相联。该站1999年建成投运，一期一台主变容量150MVA，未装设无功补偿设备，作为“提高输送能力”的一项措施，2005年加装无功补偿电容器。

图1 系统接线示意图

2、计算补偿容量的不同方法

依据《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》要求，由不同角度计算可得出不同的容量要求。

(1)按最高负荷时变压器高压侧功率因数不低于0.95计算。220kV单城站#1主变压器高压侧最高负荷

Smax=P+Q=108.5+j67.2

功率因数

补偿容量

(1) (2)按补偿主变压器无功损耗计算

单城站#1主变参数及110kV侧、35kV侧负荷见表1。

表1、 220kV单城站#1主变压器参数

额定容量 空载损耗 空载电流 短路电压 短路电压 短路电压 (MWA) P0(kW) I0(%) Uk12(%) Uk23(%) Uk13(%) 150/150/75 132 0.24 13.67 7.47 22.83 短路损耗 短路损耗 短路损耗 110kV侧负荷 35kV侧负荷 Pk12(kW) Pk23(kW) Pk31(kW) (MVA) (MVA)

540.9 142.4 170.5 102.5+j49.9 4.9+j1.5 空载漏磁无功损耗

额定负载漏磁功率

(2)

(3) (3)

(4)

变压器无功损耗

(5)

补偿容量QC=ΔQT=16.04 MVar

(3)按各种运行方式下电压合格计算

无功负荷变化引起母线电压的变化量与变电站在电网中所处的位置有关，计算较为复杂，最好使用某种软件进行计算分析。

以电力系统分析综合程序PSASP分析知，220kV白单线开环时单城站220kV母线电压最低，达208.5kV(见图2)，安装电容器后应保证该方式下电压满足UN+7-3%的要求，即单城站220kV母线电压应在213.4kV及以上。

补偿后的潮流图如图3。

由图3知，在单城站35kV母线增加15.9MVar的无功电源可使单城站220kV母线电压满足下限要求。即

Q=15.9 MVar C

(4)按补偿变压器无功损耗同时补偿输电线路无功损耗计算

220kV曹单线型号为LGJ-400，r1=0.08Ω/km，x1=0.417Ω/km，线路长度60km.

曹单线带曹城站负荷时线路无功损耗:

补偿容量(6)

3、总补偿容量的确定

为满足各项要求,取四种计算方法的最大值，补偿容量应为Qcom=Max(QC)=31.57MVar。

为限制合闸涌流和抑制谐波电流，通常与电容器串联电抗率6%的电抗器，为保证补偿容量充足，无功补偿电容器容量需增加至

(7)

参照“按无功电压判据计算的静态稳定储备系数”10%~15%，取KU=10%，为保证各种方式下变电站有足够的调压能力且有适当的备用容量，无功补偿电容器总补偿容量应为

Qg=QC×(1+10%)=33.59×1.1=36.949 MVar

单组容量减小将增加断路器和二次设备投资，而接于35kV电压等级时不宜大于12Mvar，选每组电容器容量为12MVar，共3组，可满足要求，最终确定于35kV母线装设无功补偿电容器3×12=36MVar。

4、结束语

变电站集中补偿电容器的容量确定需要考虑补偿后功率因数合格、各种运行方式下电压合格、无功就地平衡等方面的因素，同时必须考虑单组电容器投切不应引起电压波动过大，枢钮变电站还应考虑留有一定的备用容量，本文选择了一个计算过程较为复杂的实例，110kV及以下采用双绕组主变压器的变电站确定并联电容器容量一般只考虑1~2个方面即可。

关于低压电容器无功补偿容量的计算

2011年1月8日 jmls 发表评论 阅读评论

变电所集中补偿电容器容量的估算

1、机械工厂的自然功率因数为0.75，如果补偿为0.96，由下表可知

K为0.59，这样当变压器安装容量为Se时，正常情况按运行在额定容量的80%考虑，则

P=0.8Se*cosφ=0.75*0.8Se=0.6Se

Qc=KP=0.354Se

2、对于民用建筑，自然功率因数约为0.78，补偿至0.95时，K指为0.474，变压器运行时，按在额定容量的80%范围，则

P=0.8Se*cosφ=0.8*0.78Se=0.624Se

Qc=KP=0.624Se*0.474=0.296Se

由此可初步估算补偿容量，机械工厂电容器容量一般为变压器容量的35%，而民用建筑一般为变压器容量的30%。

例如民用建筑变压器容量为1000kVA，低压电容器补偿容量可取为300kvar。当功率因数补偿至一定值后，再加大电容器的容量，对功率因数的提高效益不够明显，会使投资增加过多，而对功率因数的提高意义并不大。因此，供电部门要求功率因数低压侧不低于0.95有它合理的一面。过补偿更无必要，不但增加投资，由于会向电网返无功功率，会抬高电网系统的电压，对用电设备造成危害。

转载请注明出处范文大全网 » 变电站无功补偿电容器容量计算