（黑河供电公司调度控制中心黑龙江164300）
摘要：随着我国电力系统的发展，大规模联合电力系统逐渐增多，对系统负荷和供电能力提出了更为严格的要求。但从目前形势来看，虽然我国电网结构在不断升级完善，但全国联网的大电力智能系统尚未形成，电网的经济运行与可靠性指标相对较低，能源消耗严重。本文基于上述背景，对110kV变电站无功补偿电容器组的配置设计进行了研究，以期能为变电站无功补偿工作提供借鉴。
关键词：110kV变电站；无功补偿；电容器组配置；设计
在交流同步电网系统中，无功功率是重要因素，电网运行的供电能力、供电质量、网损、线损以及安全运行水平均与无功功率有密切联系。在电网实际运行过程中，大多数元件和用户都需要消耗一部分无功功率，而无功功率又必须通过网络途径获取，由于电网运行因素影响，会对无功功率传输造成很多限制，因此还需进行无功补偿，以下将从110kV变电站无功补偿概述入手，对电容器组配置问题进行了分析，以期能实现无功平衡。
1、110kV变电站无功补偿概述
110kV变电站无功补偿装置一方面需根据主变容量进行确定，另一方面还需坚持以补偿变压器无功损耗为主，并兼顾负荷侧的无功补偿为具体原则，例如目前主变容量在40MVA以上时，容性无功补偿装置数量需在2组以上，其容量一般以20%±的主变容量为准，并对最小负荷状态时变电站的无功补偿需求进行综合考虑。
1.1无功补偿原则
无功补偿的额定电压需对应接入的各种运行条件下的运行电压，因此无功补偿可实现变电站就地平衡，并减少输电线路路径网损。无功补偿应坚持的总体原则为：综合考虑电网运行条件，选择合适的补偿以及控制保护方案，尽量保证运行和带电检修安全。遵循这一原则，就需要在实际电容器组安装过程中考虑到实际运行环境和变电站工况，结合经验进行科学施工。
1.2无功功率平衡概念
在电网系统运行中所需要的无功功率远远大于发电设备所能提供的无功出力，其原因可能与目前高压电网中各级主变和配变以及架线在输送电能时消耗大量的无功有关，即“无功损耗”，以一台110kV的63MVA主变为例对无功损耗进行分析：主变参数为：Ue=110kV；Se=63MVA，Uk=17%，在主变送电过程中的无功损耗计算公式为：
此时主变无功损耗极为严重，安装在低压侧的并联电容器组容量甚至还不足以补偿满负荷运行的主变无功损耗，因此对电容器组装置进行合理设计，从而探求一种有效的无功补偿措施对降低线损、保证电网系统电压的稳定性意义重大。
2、110kV变电站无功补偿电容器组配置设计
2.1电容器组框架设计
在对电容器组框架进行设计时需从以下两个方面进行考虑：①需利于设备的更换和维护。在对电容器组框架进行设计时需考虑到电容设备的实际运行状况以及停电状态下的清扫、检修、更换故障元件等内容。在某变电站中有工作人员反映，由于在安装电容器组时未对框架设计进行维护方面的考虑，导致框架稳定性得不到保障，在进行清扫、更换熔丝等作业时均感到不便，因此在对框架进行设计时需考虑到为后期的维护和检修提供便利；②节约用地。在对框架进行设计时需尽可能节约用地，例如可采用分层布置的的方式，充分节约占地，并兼顾到分相布置电容器。
2.2补偿容量和装设位置设计
通常110kV变电站并联电容器组的补偿目的主要是对电缆线路的充电功率进行补偿，总容量的常规需求要大于充电功率总和的100%以上。在变电站交付运行前期，负荷较小，主变在最小负荷状态下运行时所输送的容量也小，因此对并联电容器需求量较大，这也决定了变电站所要安装的电容器总容量。同时变电站内主要用于对输电线路充电功率进行补偿的并联电容器通常安装在主变的低压侧，必要时也可安装在高压侧，但装在高压侧所需的投资大，且无法实现动态投切，难以有效控制低压侧的电压，因此电容器组的装设首先需考虑到安装在低压侧，若需要补偿的容量较大，对负荷供电造成影响时也可选择在高压侧安装。
2.3电容器分组设计
在不同组合方式下对电容器进行投切时有严格规定，严禁引起高次谐波谐振以及对电网运行有危害的谐波放大。为了有效躲避谐振点，在对电容器组进行设计前，需对电网系统的谐波含量进行测量分析，根据分析结果对电抗率配置进行确定，然后进行谐振容量测算，在电容器分组设计时避开谐振容量。任何一种容量组合进行投切时均要躲避谐振点。此外，在变电站正式投运前应进行投切试验，对电网系统谐波分量的变化进行测定，若存在谐波或谐振过分放大的现象应采取更换线路的措施进行消除。
2.4电容器额定电压设计
在电容器组与串联电抗器互连后，电容器端的电压将会上升，例如串联电抗值占电容器组电抗值的6%时，电容器端电压将会高出正常运行电压的1.06倍。为了避免电容器组在长期高压作用下运行故障，在选择额定电压时应考虑到电压升高值，正常运行条件下，不应过多占用电容器允许的1.06倍过电压长期运行充裕度，在设计时需避免这种情况出现。
结束语
综上，在110kV变电站中，将无功补偿电容器组安装在低压侧对降低线损，节省有功和无功损耗，提高供电质量意义重大，随着电网结构朝智能化发展，其复杂程度也会越来越高，因此在对电容组配置进行设计时需考虑到电网运行的多种因素，研究出更为合理的无功补偿方案，提高变电站运行效益。
参考文献
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作者简介
于淼（1971.6），男（汉族），本科（第二学历），黑河供电公司调度控制中心，方式专责，研究方向：电网运行方式（本次论文侧重无功电压方面）。