110kV长电缆线路供电变电站低载运行时功率因数分析与无功补偿措施
配电系统无功补偿方法分析
配电系统无功补偿方法分析发布时间：2022-09-15T07:01:35.700Z 来源：《新型城镇化》2022年18期作者：李明燚[导读] 十九大明确指出，要进一步推进国企改革，打造世界一流、有国际竞争力的公司。
而配电公司要发展成为具有国际竞争力的国际一流公司，必须通过降低成本，充分利用各类能源资源。
采用无功补偿技术，充分发挥现有的配电资源潜能，是一种快速有效、切实可行的方法，而且可以节省大量的电能。
本文介绍了低压配电网的功能、原理、方式与配置选择、运行数据及经济效益。
国网宁国市供电公司安徽宣城 242300摘要：配电系统中的电网负荷越大，所需要的无功功率就越多，这就会对系统的功率因数造成很大的影响，从而导致系统的电压负荷越来越大，有功的损失也越来越大。
其中，无功补偿直接影响到配电网络的稳定运行，并能有效地保证系统的电压等级；其次，它直接影响到配电系统的经济运行，由于长距离输电线路中有大量的无功，因此，在一定的约束条件下，无功补偿能使网络的损失降到最低。
所以，对配电系统中的无功补偿点及补偿容量进行科学地分析是十分必要的。
关键词：配电；系统；无功补偿；方法引言十九大明确指出，要进一步推进国企改革，打造世界一流、有国际竞争力的公司。
而配电公司要发展成为具有国际竞争力的国际一流公司，必须通过降低成本，充分利用各类能源资源。
采用无功补偿技术，充分发挥现有的配电资源潜能，是一种快速有效、切实可行的方法，而且可以节省大量的电能。
本文介绍了低压配电网的功能、原理、方式与配置选择、运行数据及经济效益。
1 无功补偿的作用和原理1.1 对配网损耗的影响和作用线损率是影响配电公司经济效益的一个重要因素，尤其是市、局、供电公司，如何减少线路损耗是每个供电公司都要面临的问题，尽管很多公司都很重视这方面的工作，但是作为降低线路损耗的一种重要方法，很多人并没有意识到这一点。
电力装置的吸热系统，其有功功率为P= UIcosΦ，从公式中可以看出，在P、U为固定值时，增大功率因数cosΦ，使电流I减小，因为线损△P=I2R，在不改变电阻R的情况下，线损△P=I2R与电流I的平方成比例，从而减小了电流的损失。
综述110kV变电站电压无功的优化控制措施
为 了使 电压 Ｕ与 无功 Ｑ达 到 所 需 的值 ，通 过 改 变有 载 配 电 变 压 器 分接 开 关 挡 位 和 投 切 电容 器 组 来 改 变 配 电系 统 的 ｕ和 ０ 。有 载 配 电变 压 器 分接 头 挡 位 的变 化 不 仅对 Ｕ有 影 响 ， 且 财 而 Ｑ也 有 一 定影 响 ， 同样 ， 电容 器 组 投 切 对 Ｑ影 响 的 同 时 ， 对 ｕ 也 有 ～ 定 的影 响 。 以变 压 器 电源 侧 无 功 功 率 作 为 横 轴 ，０ Ｖ侧 母 １ｋ 线 电 压 为纵 轴 ， 立 平 面 直 角 坐 标 系 ， 标 系 中 Ｉ象 限 的 每 一 点 建 坐 就对 应 运 行 中 的一 组 电压 、 功值 。变 电站 运 行 中 的 电压 、 功 无 无 状 况 就 由这 个 平 面 坐 标 系 的每 个 对 应 点 表 示 出来 ，如 图 １中 的 曲线 １ ２的交 点 ａ 代 表 某 一 运 行 方 式 卜 一 组 电压 、无 功 和 就 的 平衡 点 。从 控 制理 论 上 讲 ， 一个 系 统 可在 该 图 中选 定某 一 特 定 对 的 点 作 为最 佳 控 制 点 来控 制 ， 在 实 际应 用 中 ， 但 电压 的升 降是 南
关 键 词 ： １ｋ １０ Ｖ变 电站 ； 理 ； 原 电压 ； 功 功 率 ； 制 无 控
１ 电压 和无功功率调节的基本原理
采 用 并 联 电容 器 的方 法 补 偿 系 统 的 无 功 功 率 ， 力 电 容 器 电
就 代 表 了新 的 无 功 平 衡 点 ， 并 由此 决 定 了负 荷 电压 为 ｕ ， 显 然 Ｕ ＜ 这 说 明 负 荷 增 加 后 ， 统 的 无 功 总 电 源 已 不 能 满 足 Ｕ， 系
２ 电压 、 无功功率分 区优 化控制
功率因数低的影响及补偿方式
配网功率因数偏低的不良影响与常见补偿形式前言在现代用电企业中;有数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中;以致电网传输功率除有功功率外;还需提供大量的无功功率..系统中各种无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求;否则会产生一系列的影响;对系统和用户设备的安全运行及使用寿命造成很大危害..功率因数是无功功率与视在功率的比值;当无功功率不足时;直接导致功率因数偏低..1功率因数偏低所带来的不良影响如果企业自然平均功率因数在0.70～0.85之间;企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%;当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时;有功损耗将降低20%～45%;则无功消耗只占有功消耗的30%左右..功率因数的偏低不仅是系统中的无功功率消耗过大;还会产生其他的危害：1．网络的损耗大补偿前后线路传送的视在功率不变;较低的功率因数增加了变压器及有关电气设备网络内部的电能损耗;直接增加用电费用的支出..2．网络输送容量低在变压器容量一定的情况下;如果功率因数低;则系统传送的有功功率也低;从而无法使设备的效率得到充分的利用;直接为企业创造经济效益..3．用户侧电压偏移当功率因数偏低时;设备的电压变化大;无功损耗也大;设备老化加速;容易造成设备使用寿命缩短;影响设备运行;使安全问题增加和设备的原有设计寿命大打折扣..由于设备维护及因设备故障而造成停产会给企业造成严重的经济损..4．加收力率电费罚款我国供用电规则规定;工业用户和装有带负荷调整电压装置的电力用户;功率因数应达到0.9以上；凡是功率因数达不到上述规定的用户;电业部门对其加收一部分电费——力率电费罚款..具体按照《功率因数调整电费办法》执行..2 提高功率因数意义在实际工作中;提高功率因数意味着：1 提高用电质量;减少电力线路的电压损失;改善设备运行条件;可保证设备在正常条件下工作;这就有利于安全生产..2 可节约电能;降低生产成本;减少企业的电费开支..例如：当cosØ=0.5时的损耗是cosØ=1时的4倍..3 由于减少了电网无功功率的输入;降低系统的能耗;从而能提高企业用电设备的利用率;进一步充分发挥企业的设备潜力;给用电企业带来效益..4 可减少线路的功率损失及输送同容量有功的电流;提高电网输电效率..5 因发电机的发电容量的限定;故提高cosØ也就使发电机能多出有功功率;即减少有功损失;又使线路及变电设备的容量降低..因此在实际用电过程中;提高负载的功率因数是最有效地提高电力资源利用率的方式..3 常见的补偿方式通过人工补偿提高功率因数;一般多采用电力电容器补尝无功;即：在感性负载上并联电容器..在感性负载上并联电容器的方法可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率;从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换..并不是经补偿后的功率因数越高越好;因为补偿装置消耗有功发出无功;随着补偿容量的增加;其有功损耗也增加;初投资增大..按分类方式不同;常见的补偿方式有以下几种：1．集中补偿、分散补偿；就地补偿..就地补偿：即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组;与用电设备同时投入运行和断开;也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近..适合用于低压网络;优点是补尝效果好;缺点是电容器利用率低..分散补偿：即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上;它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除;也就是在实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上..优点是①简单可靠..因为只要在用电设备上并联一台合适的专用电容器就可以;不需要外加其它保护装置；②能提高低压电网的功率因数;降低了线损;无功补偿效果显著；③具有较好的经济效益；④提高了低压线路的功率因数;减少线路末端电压波动..缺点是对减少变压器铜损效果不太理想..就目前来讲;该种补偿方法是综合效果比较折中的一种补偿方式..集中补偿：即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上..在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上;电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择..优点:是电容器利用率高;能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷;并可以根据负荷情况自动调节总无功量;对减少变压器铜损效果显著;缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷..对负荷配电线路没有任何效果..2．统一补偿、分相补偿：统一补偿：三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统..因三相回路平衡;回路中无功电流相同;所以在补偿时;调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相;三相同时投切可保证三相电压的质量..三相电容自动补偿适用于电动机及其它三相对称负荷的情况分相补偿：当大量使用单相负荷;照明、空调等负载时;由于负荷变化的随机性大;容易造成三相负载的严重不平衡;尤其是照明系统中三相不平衡更为严重..如果调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相;那么将会造成未检测的两相要么过补偿;要么欠补偿..如果过补偿;则过补偿相的电压升高;造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿;则补偿相的回路电流增大;线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏..这种情况下用传统的三相无功补偿方式;不但不节能;反而浪费资源;难以对系统的无功补偿进行有效补偿;补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害..对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法;其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相;根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿;对其它相不产生相互影响;故不会产生欠补偿和过补偿的情况..在以单相负荷为主的低压供配电系统中;无功功率的补偿应采用分相补偿的方法..3．动态补偿、静态补偿：由于系统运行情况是在不断变化的;所需要的无功功率也是在不断变化;所以应采用动态补偿较为合理..对于装于就地的分散补偿;由于补偿装置随用电设备同时投切;当负载较恒定时;出于简单经济的考虑;可以采用静态补偿的办法进行..一旦系统的用电负荷有波动或负载出现轻微变化;装置将无法满足系统的要求..4．智能线性自动补偿、阶跃自动补偿智能线性自动补偿是近年来发展起来的电气技术;他是根据电动机cosφ、无功功率Q和无功电流I用可控硅技术自动的、线性的调节电器设备无功补偿q量;使其始终工作在高效经济状态..阶跃自动补偿电气技术是根据电器设备无功补偿量;通过交流接触器投切电容器组实现无功补偿..4我们的产品我公司产品是以晶闸管作为执行元件;用工业微电脑进行控制;通过跟踪检测负荷的无功电流和无功功率;对多级电容器组进行分相投切的动态无功补偿装置;它具有补偿效果快速、准确、安全、洁净及易于控制的特点..此外;对高端用户还可采用分相补偿;可以对不平衡的无功功率进行完全补偿;这是以往的补偿装置难以胜任的..另外;由于采用先进的控制技术;完全克服了电容器投入时的过渡过程;即完全消除合闸涌流..采用微机保护等手段极大的增加了产品的可靠性;使本产品能够安全的运行在各种恶劣的工况下..同时针对变压器的运行情况;我们产品同时还具备电能参数测试纪录功能;纪录间隔在1-10分钟;最大可保存时间192天;纪录内容包括三相电压、三相电流;三相有功、三相无功、三相功率因数、电容投切时间、组数、停电时间、三相用电量等;并通过无线方式进行数据通信..采用电容器预充电技术;结合微电脑、专用测相芯片等技术手段;使本产品完全消除了电容投切时的涌流现象..同时独有的软件技术能够保证产品在长期的恶劣工作环境下稳定可靠..用晶闸管等半导体材料作为开关元件;其响应时间非常短微秒级;同时微电脑的巡测也能做到真正动态响应;使本产品的电容投切可以不计顺序、不计延时的快速响应;非常适合对快速变化的负荷进行动态补偿..通过强大的运算能力;能够同时对各种电能参数进行协调考虑;能完善的判别电容补偿的大小和组别..判别依据：功率因数+无功功率+无功电流+电压供电安全优先;专用的高速电能芯片;使采样精度达到电压0.2级；电流0.2级；有功功率0.5级；无功功率0.5级；功率因数0.5级..。
110千伏变电站10kV无功补偿装置的选择4文档
110千伏变电站10kV无功补偿装置的选择对没有调相和调压计算依据的变电站进行无功补偿装置的选择及容量计算，一般从无功负荷和无功电源两方面考虑。
一、无功负荷1、变压器自身无功功率损耗Q1=[S2X UK%（Sn2X 100）+10%/100] X Sn其中：S 变压器实际负载容量；Sn 变压器额定容量；UK%变压器阻抗电压百分比值；I0% 变压器空载电流百分比值。
2、变压器供电无功负荷Q2二Seos如tan如其中：S 变压器实际负载容量；如功率因数角，取eos如=0.9 o3、无功负荷QA=Q1+Q2二、无功电源1、110千伏网络提供的无功功率Q3=Stane其中：S 变压器实际负载容量；e 功率因数角，取eose=0.95o2、线路的充电功率04=单位长度的充电功率X线路长度（一般只计110kV及以上的架空线路和35kV及以上的电缆线路）其中：送电线路和电缆线路单位长度的充电功率见《电力系统设计手册》（电力工业部电力规划设计总院编，中国电力出版社）和《两种无功功率补偿的计算方法》（济南大学学报（自然科学版）。
3、同步发电机Q5 （对于一般的变电站可不考虑此项）某些专供小水电上网的变电站，由于通过该站上网的小水电较多，因此会导致变电站无功过剩、10kV母线电压较高的现象，此时，还应根据具体情况考虑小水电所产生的无功功率Q5=Ss in。
其中：S 小水电容量；9功率因数角，取cos 9 =0.8。
4、无功电源QB =Q3+Q4+ Q5三、无功平衡Qr=QB-QA当Qr~0,表示系统中无功基本平衡；当Qr?0,表示系统中无功功率能够满足要求且有适量的备用，若数值较大则说明系统中无功功率过剩，需考虑加设电抗器补偿来维持系统平衡。
当Qr?0,表示系统中无功功率不足，应考虑加设电容器无功补偿装置。
四、实例计算某110kV变电站主变容量1X 40MVA变压器阻抗电压UK%=10.5%空载电流10%=0.4%;该站以1回110kV线路接入某220kV变电站，其中单回架空线路长约20km;单回电缆（800 mm2线路长约0.5km ;本站现有10kV 电容补偿设备1X （2X4008）kvar 。
电力供电系统中无功补偿方案的讨论
电力供电系统中无功补偿方案的讨论摘要：电力供电系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一，其运行质量直接影响到各行各业的生产和人们的生活。
然而，在实际运行中，电力供电系统会存在一些问题，如功率因数低、谐波干扰大等，这些问题不仅会影响供电质量，还会增加线路损耗和设备损坏的风险。
因此，采取有效的无功补偿方案对于提高电力供电系统的性能和稳定性具有重要意义。
关键词：电力供电系统；无功补偿；方案1 无功补偿概述1.1无功功率的产生原因异步电动机、感应电炉、交流电焊机等电感性设备是产生无功功率的主要设备。
据统计，在工矿企业中，异步电动机产生的无功功率占全部无功功率的60%~70%。
变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%~15%，它的空载无功功率约为满载时的1/3。
因此，为了改善功率因数，变压器不应空载或长期低负载运行。
当供电电压低于额定值时，会影响电气设备的正常工作；当供电电压为用电设备电压额定值的110%时，无功功率将增加35%左右。
所以，应采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
1.2无功功率的定义和计算方法在电力供电系统中，无功功率指的是电感或电容元件与交流电源往复交换的功率。
简称为“无功”，用“Q”表示，单位是乏（Var）或千乏(KVar)。
无功功率的计算方法主要基于正弦交流电路的理论，通过电压（U）、电流（I）和电压相位角（φ）三个参数进行计算。
具体公式为：Q=UIsinφ。
在实际应用中，无功功率的计量通常使用三相无功电能表。
在使用过程中，可能会有正转和反转的现象，因此可能需要另加装cosφ相位表来直观显示相位的超前或滞后。
另外，视在功率用S表示，是有功功率和无功功率的平方和的平方根，公式为S=sqrt(P^2+Q^2)。
在实际应用中，我们通常使用视在功率来表示电路的总能量。
2 传统无功补偿方案的介绍和分析2.1静态无功补偿装置的工作原理和应用静态无功补偿装置（SVC）是一种广泛应用于电力系统中的无功补偿装置。
10kV配电网低压侧无功补偿常见的问题及解决办法
10kV配电网低压侧无功补偿常见的问题及解决办法10kV配电网是指电压等级为10千伏的配电系统。
在配电网的低压侧，无功补偿是一项重要的技术措施，用于提高电网的功率因数，平衡电网的有功和无功电能交换，提高电网的稳定性和经济性。
在实际应用中，10kV配电网低压侧无功补偿常常会遇到一些问题，需要采取相应的解决办法。
本文将介绍一些常见的问题及对应的解决办法。
一、功率因数过低功率因数是指电网中有功功率和视在功率之间的比值，是衡量电网使用率的重要指标。
若功率因数过低，既会造成无用的无功功率在电网中流动，浪费电能，也会导致电网电压不稳定，影响设备的正常运行。
造成功率因数过低的原因很多，如电网负载较大、线路长度较长、变压器容量较小等。
解决办法：1. 安装无功补偿设备：通过并联连接无功补偿电容器，将无功功率直接供给当地负载，降低电网的无功功率，提高功率因数。
2. 提高负载功率因数：通过更换功率因数低的设备，对设备进行调整或优化设计，提高负载功率因数。
3. 增加变压器容量：若变压器容量较小是造成功率因数过低的原因之一，可以考虑增加变压器容量，以提高电网的功率因数。
二、电容器损耗过大电容器是无功补偿设备中常用的元件，它可以提供电流的滞后效应，补偿电网中的无功功率。
但是在实际使用中，电容器也会产生一定的损耗，包括电容器的电阻损耗和介质损耗。
若电容器损耗过大，既会增加系统的能耗，也会影响电网的稳定性和正常运行。
解决办法：1. 选择合适的电容器：在选用电容器时，要考虑电容器的品质、功率因数、损耗等指标，选择合适的型号和规格。
2. 避免过流：在电容器运行过程中，要避免电流过大，通过合理的控制电流大小，减小电容器的损耗。
3. 定期检查维护：定期检查和维护设备，保证电容器的正常运行状态，减少损耗。
三、谐波污染问题谐波是指频率为整数倍的基波的倍数的谐波波形，它会导致电网中电压失真，影响电网的正常运行。
谐波污染通常由电容器的非线性特性引起，电容器不仅会吸收基波电流，还会吸收谐波电流，导致谐波波形变形。
10kV配电网低压侧无功补偿常见的问题及解决办法
10kV配电网低压侧无功补偿常见的问题及解决办法随着社会的不断发展和科技的进步，电力行业正处于快速发展的阶段。
在电力生产和使用过程中，无功功率是一种非常重要的电力因素。
无功功率对电力系统有着重要的影响，可以导致电能的损失，降低电力系统的效率，甚至影响电力设备的寿命。
为了提高电力系统的运行效率和稳定性，低压侧无功补偿就显得尤为重要。
由于电网结构的特殊性，低压侧无功补偿在实际应用中常常会遇到一些问题。
下面将针对10kV配电网低压侧无功补偿常见的问题进行分析，并给出解决办法。
一、功率因数低导致无功功率过大在10kV配电网中，由于负载的特点不同，有些用户可能会导致功率因数降低，甚至出现功率因数严重低于0.9的情况。
这样就会导致无功功率过大，影响电网的稳定和负载的正常运行。
解决办法：针对功率因数低的问题，可以采用无功功率补偿装置进行补偿。
通过调整无功功率补偿装置的容量和数量，来提高设备的功率因数，降低无功功率的损耗，从而改善配电网的功率因数，提高电网的运行效率和可靠性。
二、无功功率补偿装置失效在实际运行中，由于无功功率补偿装置长期运行会受到环境温度、电网谐波、电压波动等因素的影响，可能会导致无功功率补偿装置的失效，无法正常运行。
解决办法：要避免无功功率补偿装置的失效，首先需要做好设备的日常检查和维护工作，及时清理设备表面的灰尘和杂物，保持设备的通风良好，并定期检查设备的工作状态和参数。
在设备选型时，要选择具有稳定性和可靠性的品牌和型号，并进行可靠性测试，确保设备的稳定性。
三、谐波对无功补偿装置造成的影响在10kV配电网中，谐波是不可避免的，谐波将导致无功功率补偿装置的性能下降，甚至导致设备损坏。
解决办法：要解决谐波对无功功率补偿装置的影响，可以在无功功率补偿装置前增加谐波滤波器，通过滤除谐波，降低谐波的影响，提高无功功率补偿装置的稳定性和可靠性。
四、设备投入使用后造成的额外损耗在实际使用过程中，设备投入使用后可能会导致电网的额外损耗。
110kV变电站无功补偿电容器组配置设计探讨
110kV变电站无功补偿电容器组配置设计探讨摘要：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。
110kV变电站无功补偿电容器组配置探讨
110kV变电站无功补偿电容器组配置探讨作者：李国栋来源：《中国科技纵横》2016年第17期【摘要】为提高变电站运行稳定性与可靠性，在建设阶段多针对110kV变电站10kV低压侧安装并联电容器组，来满足电网对无功功率的要求。
此种设计方法，一方面可以降低无功补偿装置造价投入，另一方面可以按照分层分区平衡原则对35kV侧负荷无功补偿进行优化，由下一级变电站来进行补偿。
但是随着电力系统的发展，仅仅在低压侧安装无功补偿装置逐渐不能满足实际运行需求，需要对无功补偿电容器组配置方式做更进一步的分析。
本文将110kV 变电站作为对象，分析了无功补偿电容器组配置方式。
【关键词】 110kV变电站无功补偿配置优化对变电站安装无功补偿电容器组，对提高变电站运行效率，降低主变能耗具有重要意义。
但是现在变电站运行负荷不断增加，如果还是选择原来低压侧安装补偿装置的方法，已经不能满足变压器高压侧对功率因数的要求。
为实现节能降耗目的，需要对无功补偿电容器组的配置方式进行优化，例如将其安装在中压测可以降低主变约1/3无功损耗，且可以保证电网安全可靠的运行。
1 变电站无功补偿电容器组设计很多变电站建设时，均是将高压并联电容器安装在变压器主要负荷侧，且存在部分220kV 变电站将无功补偿装置设置在中压侧。
例如东北地区220kV变电站，对变电站无功补偿装置方案进行了调整，选择将电容器设置在变压器主要负荷66kV侧，将变压器第三绕组，更改为Y/△双绕组，这样既可以降低设备运行损耗，同时还能够降低变电站接线难度。
如果选择将无功补偿电容组设置在110kV站中压侧，需要确定设计要点，精确就计算各项损耗，重视建模理论与实地测量两个方面，保证设置方案具有高适用性，对110kV三绕变压器、低压侧不同负荷情况的无功补偿方案进行优化，全面满足变电站实际运行需求[1]。
2 变电站无功补偿电容器组配置要点2.1 工程概述以某110kV变电站为例，对其无功补偿电容器组配置设计进行分析。
浅析低压电网中无功补偿问题及措施
浅析低压电网中无功补偿问题及措施浅析低压电网中无功补偿问题及措施[摘要]为了满足现阶段低压电网工作的需要，进行无功补偿体系的健全是必要的，从而实现其内部各个环节的协调，这需要针对低压电网的无功补偿模块进行分析，进行电压质量的提升，保证低压电网功率因数的控制及其优化，保证日常低压电网耗能的控制。
这就需要进行低压电网无功补偿含义的深入分析，进行低压电网无功补偿原理的深入解析，进行无功补偿装置的优化选择及其应用。
[关键词]低压电网；存在问题；无功补偿中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X09-0154-011 关于低压电网无功补偿含义及其相关模块的分析1.1 通过对低压电网无功补偿方式的分析可以得知，当下低压电网面临着严峻的调整。
为了适应当下低压电网的工作需要，为了更好满足当下工作的需要，进行供电变压器及其输送线路损耗的控制是必要的，从而进行供电效率的提升，保证低压电网供电环境的优化，实现电网中无功补偿合理补偿方法及其装置的选择，保证电网的损耗程度的最大化控制，实现电网综合质量的提升，实现电压比东及其谐波的有效控制，进而保证电压稳定性的提升。
通过对无功补偿定义的深层次探讨，得知通过对无功补偿设备的积极应用，可以进行无功功率的控制，保证系统的整体功率因数的优化，保证能耗的控制，实现电压整体电压质量的提升，这需要进行一系列的无功补偿配置原那么的应用，保证总体平衡模块及其局部平衡模块的有效开展，保证局部平衡体系的健全。
这也需要进行电力部门补偿环节及其用户补偿环节的结合，进行配电网络，用户消耗无功率的控制，实现配电网的无功功率消耗的控制。
为了保证网络模块中的无功功率的有效工作，进行就地补偿模块的应用是必要的。
1.2 在就地工作模块中，为了提升无功功率的输送效率，进行就地补偿是必要的模块，这需要电力部门及其用户展开补偿的合作，进行集中补偿模块及其分散补偿模块的有效结合，进行分散模式的应用。
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110kV长电缆线路供电变电站低载运行时功率因数分析与无功补偿
措施
本文研究了110kV变电站投运初期低载情况下，功率因数变低的原因，通过分析说明了110kV长距离电缆线路输电状况下，线路出现的电容功率引起无功失衡导致无功倒送，被供电部门考核罚款，影响变电站的经济运行。
标签：变电站；功率因数分析；无功补偿措施
电力系统中要求电源提供两类能量，其一是用于做功而被消耗的能量，其二是用于磁场的建立，被用在能量交换上的能量，该部分功对外部电路来说并没有做功，因此将其称为无功功率，如果无功功率不足，无功负荷和无功电源必将处在一种低电压平衡，最终导致电力设备损耗增加、设备损坏等危害，严重者甚至导致电网大面积停电，因此积极研究变电站功率因数及无功补偿措施有着一定的意义。
1、变电站功率因数问题的出现
钦州保税港大榄坪作业区110kV大榄坪变电站2016年建成投产，通过9.8km 的电缆线路（ZR-YJLW03-110/64-500mm2，电缆电容量0.176μf/km）与钦州供电局220kV大榄坪变电站的110kV出线间隔连接。
110kV大榄坪变电站设置110kV与10kV两个电压等级，110kV已建成1号主变1×31.5MV A，1回110KV出线，线变组接线；20回10kV馈线，2电容1站变，单母线接线。
钦州保税港大榄坪作业区110kV北港大榄坪变电站与钦州供电局计量关口点设置在220kV大榄坪变电站的110kV出线间隔。
110kV大榄坪变电站投产以来，10kV有功负荷约2-3MW，主变轻载，在计量关口点功率因数偏低，最低不足0.3。
导致每月被供电局无功考核罚款约100万元，经济损失巨大，严重影响了变电站经济运行及供电利润。
我们立即成立技术攻关小组研讨，专题解决变电站低功率因数导致的不经济运行问题。
按照项目的要求：在投入补偿设备后，当负载有功为2～3MW 的情况下，在供电局计量点处的功率因数达到0.9以上。
2、无功平衡的分析及无功补偿作用
2.1无功平衡分析
在案例中，出现无功功率不足的情况，起初分析认为：
一是因为一些设备计量不准或一些线路接线错误导致，通过对设备计量进行校验及对接线检查，排除了计量出现误差和接线错误的可能；
二是电容器补偿的容量不够，但投入全部电容器后，罚款并没有减少，反而会增加。
基于以上两点，并不是本站容性无功不足引起的功率因数不足。
而是本站规划设计方案只考虑了本站变压器满载情况下容性无功的补充，却没有考虑本站投产初期低载情况下，线路大量容性无功过剩倒送系统引起的功率因数过低。
技术攻关小组将注意力重点转移到110kV电缆线路上。
2.2无功补偿作用
（1）能够很好的改善功率因数，有效避免电路当中的设备在低功率因数下工作，减小了长距离运输导致的电压功率损耗，因此需要在用户处就采取有效的无功补偿措施。
（2）合理调节电压，供电负载对无功要求变化会导致供电点电压。
3、变电站无功补偿措施
3.1 无功平衡分析计算
根据本项目提供的110kV电缆线路规格及长度数据，110kV 供电局侧的无功功率约为6300 kvar，再根据主变10kV 侧敷设电缆的长度计算该部分的无功功率：
上述10kV电力电缆的单相对地电容量按（300mm2 0.38uf/km；185mm2 0.33uf/km；95mm2；0.26uf/km）计算，单相对地总电容量为11uf，约合容性无功345.4 kvar。
即在不投入电容补偿支路的前提下，总的容性无功为6300+345.4=6645.4 kvar。
考虑线路及其他附加电容，按6800 kvar考虑无功补偿配置。
3.2无功平衡比选方案及参数选择
为了补偿容性无功两种方案，一是在110kV侧加装电抗器，二是在10kV侧加装电抗器两种方案。
考虑本站为110kV户内GIS变电站，无法为110kV电抗器、110kV GIS断路器间隔增设布置场地，所以不考虑方案一。
而方案二10kV有备用出线间隔及保护，10kV电抗器也相对容易布置，确定采用在变压器10kV侧加装电抗器方案补偿110kV電缆线路的容性无功的方案。
利用变电站的边角空地，选用户外型10kV侧并联干式空心电抗器，由10kV 备用出线开关柜通过电缆连接，利用原有10kV备用出线保护设两段过流保护。
为了达到功率因数cosφ=0.9的要求，计算如下：
cosφ=0.9，φ=25.85°
有功功率2～3MW，无功功率为2×sin25.85°～3×sin25.85°=0.872～1.308MV AR
因此，为适应负荷变化，补偿电抗器容量确定为6800 kV AR±700 kV AR。
将来负荷逐步增加过程中，可以与现有电容器组合以适应不同运行工况。
3.3方案实施效果
本项目10kV并联电抗器自2017年10月份投产以来，运行了约10个月，系统运行稳定，针对性解决了变电站低载时，110kV电缆线路的容性无功倒送系统问题，在钦州供电局计量关口点的功率因数达0.95，不但免除了每月上百万的罚款，还有一定奖励，获得了近千万元的经济效益，而且这个经济效益随运行时间增加会逐月累加。
4、结束语
本项目研究成果表明，变电站原设计方案没有配置感性补偿措施，可能是没有考虑110kV长电缆线路的容性无功，以及变电站投产初期轻载情况下对于容性无功的消耗极少，导致大量容性无功倒送系统而被罚款。
如果本站投产初期，2组10kV电容器可暂不需要配置，改为配置10kV电抗器1～2组，待到110kV长电缆线路的容性无功不足以补偿负载需要时，再根据需要逐步设置，避免资金无谓投入过早造成浪费。
总而言之，电能质量对于系统运行稳定及运行经济效益有着极为重要的影响，深入研究变电站功率因数及无功补偿措施，并开展不同负荷情况下的针对性优化工作，设置必要的调控措施，对于实施无功平衡分区、分层及就地平衡和科学调控，是确保电力稳定，减少网损的重要措施。