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計方案。
　　關鍵詞：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系統主要向電化公司一分廠、電化公司二分廠、鋁業公司供電；10kV系統主要供民用負荷。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，造成蘇變功率因數偏低，主變110kV側01#（02#）的平均功率因數在0.6～0.7左右，大大影響蘇變的供電能力，為此，應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。結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補償的方式；10kV系統目前主要是民用負荷，功率因數在0.9左右，不考慮補償。
　　1.2補償容量計算
　　35kV側302＃負荷區間為18000～40000kW，平均功率因數約為0.70，目標功率因數為0.95，通過計算得出補償容量為：(COSφ1：補償前功率因數,COSφ2：補償后功率因數)
　　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、無功補償技術方案
　　結合變電站的實際情況，比較適合蘇變的無功補償有并聯電容器補償和靜態無功補償兩種方式，因靜態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），投資也比并聯電容補償大很多，因此，從經濟、技術、實用性等方面考慮，蘇變不適合安裝靜態無功補償裝置，應選用并聯電容器無功補償裝置。
　　2．1系統情況
　　35kV母線上安裝無功補償裝置2套，系統額定電壓為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開關柜，戶內安裝；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母線電壓、電流，以無功量為判據，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設備構成：
　　設備包括35kV電容器投切開關柜（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電容器投切開關柜采用標準的KYN61-40.5結構，主要由斷路器手車、電流互感器、避雷器、銅排及相應附件組成，戶內安裝；實現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、轉換開關、連接片等相應附件組成，不僅實現電容器的自動控制，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、干式空心電抗器、高壓并聯電容器、避雷器、放電線圈、鋁母線、支持絕緣子。
　　3、設備選擇及保護投切控制
　　電容器投切開關選用過電壓倍數較低的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電抗器，接線方式為單星形不接地，電容器內部故障有單元內部熔斷器及串聯差壓保護，電容器保護裝置內有電流保護、電壓保護、瓦斯保護。實現就地及遠方（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，實現數據傳輸，切換方式可以有手動和自動兩種選擇。電容器組應具備“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，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下，電容器組的隔離開關無法拉開，接地開關無法合閘。反之，接地開關未分閘，隔離開關未合閘狀態下，投切電容器的40.5kVSF6戶外型斷路器不能做合閘送電操作。
　　單個間隔的設備有：集合式并聯電容器、氧化鋅避雷器、全密封串聯差壓保護放電線圈、6％干式空芯串聯電抗器、40.5kVSF6戶外型斷路器、高壓隔離開關（帶接地）。每個電容器組過電流及內部故障繼電保護各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。