220kv枢纽变电站电气设计需要无功补偿及补偿装置的选择

Ⅰ 无功补偿及补偿装置的选择

第一讲：基础知识
一、为什么要进行无功补偿？
交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分用于作功而被消耗掉，这部分能量将转换成机械能、光能、热能和化学能，我们称之为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，有电能转换为磁能，再有磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称之为“无功功率”。无功是相对于有功而言的，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路上的电抗上也需要大量的无功功率。
在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消耗的部分无功功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。也即减少无功功率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。这种做法称为“无功补偿”。
无功功率的定义
国际电工委员会给出的无功功率的定义为：电压与无功电流的成积。
QC=U×IC
其物理意义为：电路中电感元件与电容元件活动所需的功率交换称为无功功率。
（插入讲解电感元件及电容元件）
电磁（电感）元件建立磁场占用的电能,电容元件建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电压超前于电流90℃.而电流在电容元件中作功时,电流超前电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的原理。
（电容元件、电感元件均为动态元件，电容元件的电流是电压与时间的导数关系，
，电感元件的电压是电流与时间的导数关系， ）
矢量图：

我们将每一瞬间电感上的电压与电感电流IL相乘得到电感的功率曲线PL(图a)，同样的，将电容上的电压与电容电流IC相乘得到电容的功率曲线PC(图b)。

如图(a)所示，功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率，并把所吸收的能量转化为磁场能量；而在第一和第三个1/4周期内电感就放出功率，储存在磁场中的能量将全部放出。这时电感好象一个电源，把能量送回电网。磁场能量和外部能量的转化反复进行，电感的平均功率为零，所以电感是不消耗功率的。
如图(b)所示，在电容中，在第一个1/4周期内，电容在吸收功率进行充电，把能量储存在电场中。在第二个1/4周期内电容则放出功率，原来储存在电场中的能量将全部送回给外部电路。第三和第四个1/4周期内各重复一次。
电容的充电和放电过程，实际上就是外部电路的能量和电容的电场能量之间的交换过程。在一个周期内，其平均功率为零，所以电容也是不消耗功率的。
我们注意到：在第一个1/4周期中，当电压通过零点逐渐上升时，电容开始充电吸收功率，电感则将储存的能量放回电路。而当第二个1/4周期，电感吸收功率时，电容放出功率。第三和第四个1/4周期又重复这样的充放电循环过程。
因此，电容和电感并联接在同一电路时，当电感吸收能量时，正好电容释放能量；电感放出能量时，电容正好吸收能量。能量就在它们中间互相交换。即电感性负荷所需的无功功率，可以由电容器的无功输出得到补偿，因此我们把具有电容性的装置称为“无功补偿装置”。
二、功率因数
1、功率因数的定义：功率因数等于网络的电压比电流超前的相位差的余弦。
2、提高功率因数的意义：
（1）改善设备的利用率
因为功率因数还可以表示成如下形式：
COSφ= ＝
其中U―――线电压，kV
I―――线电流，A
可见，在一定的电压和电流下，提高COSφ，其输出的有功功率越大。发电机、变压器等电力设备在设计时均有一定的电压有效值U和电流有效值I，即设备需在一定的额定电压及额定电流下运行。根据P= UIcosφ，若功率因数较低，则发电机发出的有功功率或变压器通过的有功功率P较低，即设备容量得不到充分应用。
（2） 提高功率因数可以减少电压损失
电力网电压损失的公式可以求出：
△U＝△UR+j△UX
=
从以上公式可以看出，影响△U的因素有四个：线路的有功功率P、无功功率Q、电阻R和电抗X。如果采用容抗为XC的电容来补偿，则电压损失为：
△ U=
功率因数低，Q就大，△U就增大,受电端的电压就要降低。在电压低于允许值时，将严重影响电动机及其它用电设备的正常运行。特别是在用电高峰时，因为功率因数低，将出现大面积地区电压降低，严重影响工农业生产的正常进行。

故采用补偿电容提高功率因数后，电压损失△U减少，改善了电压质量。
（3） 提高功率因数可以减少线路损失
据有关资料，目前全国有近20GA的高耗能变压器在运行，一些城网高耗能配变变压器占配变变压器总数的50％。许多城网无功功率不足，调节手段落后，造成电压偏低，损耗增大。1995年全国线损率高达7.8％。通过多方面的努力，1997年全国线损率才达到8.2％。与一些发达国家相比，我国线损率约高出2～3个百分点。据统计，电力网中65％以上的电能损耗在10kV以下的配电网中损耗的，因此配电网中的减少线路损失非常重要。
当线路通过电流I时，其有功损耗为：
△P=3I2R×10－3（kW)
或 △P=3（ R×10－3=3 ( )×10－3（kW)
有以上公式可见，线路有功损失△P与cos2φ成反比，cosφ越高，△P越小。
（4） 提高电力网的传输能力
视在功率与有功功率成下述关系：
P=Scosφ
可见，在传送一定功率P的条件下，cosφ越高，所需视在功率越小。
综上所述，提高功率因数是必须的。但是功率因数的提高是整个网络的事，必须提高电网各个组成部分的功率因数，才能充分利用发电、变电设备的容量，减少网损，降低线路的电压损耗，以达到节约电能和提高功率因数的目的。
（插入讲解功率因数的目标及力率收费）
1、对功率因数的要求
除电网有特殊要求的用户外，用户在当地供电企业规定的电网高峰时负荷的功率因数应达到下列规定：
100KVA及以上高压供电用户的功率因数为0.9以上。
其它电力用户和大、中型电力排灌站、泵购转售电企业，功率因数为0.85以上。
农业用电，功率因数为0.80以上。
2、功率因数调整电费
我国执行得电价结构为两价结构，但实际上是包括基本电费、电量电费和按功率因数调整电费三部分。发、供电部门，除了供给用户得有功负荷之外，还要供给用户以无功负荷。鉴于电力生产得特点，用户功率因数得高低，对电力系统发、供、用电设备得充分利用，有着显者得影响。为了合理地使国家地能量资源，充分发挥发、供电设备地生产能力，我国专门制定了《力率调整电费办法》，按照功率因数调整电费。《力率调整电费办法》适用于实行两部电价制大工业用户地生产用电。按功率因数调整电费地收取办法是：
（1） 按照规定地电价计算出当月地基本电费和电量电费。
（2） 再按照功率因数调整电费表所订地百分数增减计算。如下表1和2所示。
（3） 计算用户功率因数采用加数平均值，即以用户在一个月内所消耗的有功电量W和无功电量Q进行计算，即：
cosφ＝
如果用户的平均功率因数在功率因数调整电费表所列数字之间，以四舍五入计算，如0.855为0.86，0.754为0.75。
表1 减免功率因数电费表
月平均功率
因数 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00
全部电费地减少（ ％） 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.2 2.5 2.7 3.0
表2 增收功率因数电费表
平均功率因数 0.84 0.83 0.82 0.81 0.80 0.79 0.78 0.77 0.76 0.75 0.74 0.73 0.72
增收（ ％） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
平均功率因数 0.71 0.70 0.69 0.68 0.67 0.66 0.65 0.64 0.63 0.62 0.61 0.60
增收（ ％） 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10 11 12 13 14 15
备注 自0.59以下，每降低0.01，增收全部电费地2％
3、举例说明改善cosφ能给用户带来经济效益。
【例1】 某10kV煤矿企业电力用户原来功率因数为cosφ1＝0.75，视在功率为3150kVA,年用电时间T＝3000h，收费按两部电价，试确定：
（1） 该用户得年支付电费。
（2） 欲使功率因数提高到0.95，需装设得补偿容量。
（3） 按许继目前的电容器补偿装置，分情况做出方案，并计算出投资费用（投资按每年10％回收）。求安装补偿装置后，企业所获得的年效益。
解：
(1) 补偿前用户年支付电费：
1） 基本电费。按最大负荷收取，每kVA负荷收取值为180元/年，故：
FJ1=180×3150=567000(元)
2） 电量电费。每kW.h为0.209元，故
FD1=0.209×2362.5×3000=1481287.5 (元)
3） 用户的总支付电费为：
FZ2=567000+1481287.5=2048287(元)
4)当功率因数为0.75时，增收功率因数电费为全部电费的5％，则增收的电费为：
FZZ=2048287×0.05=102414 (元)
5)用户实际缴纳电费为:
FZ1总= FZ2+FZZ=2150701(元)
(2) 补偿容量计算：
已知cosφ1＝0.75，cosφ2＝0.95,S=3150kVA,则
P1＝Scosφ1＝3150×0.75=2362.5（kW)
Q=P( - )
=2362.5( - )
=1307(kvar)
需补偿1307kvar，考虑各方面因素，总补偿容量按1500kvar考虑。
（3）按许继目前的产品做出配置方案并计算补偿后年支出费用：
方案：一次性投投切方案。此方案用于整体系统负荷变化不大的情况。
主要配置元件为：(此方案仅考虑系统存在5次7次谐波情况，用6％串联电抗器抑制系统谐波)
TBB10-1500kvar配置如下：
序号 名称 型号 数量 单位 备注
1 隔离接地开关 GN24-12D1/630 1 只
2 铁心串联电抗器 CKSC-90/10-6 1 台
3 高压并联电容器 BFM11/ -250-1W
6 台
4 熔断器 BRW-12/60P 6
5 氧化锌避雷器 HY5WR-17/45 3 只
6 放电线圈 FDGE8-11/ -1. 7-1W
3 只
7 带电显示器 DXN-12T 1 只
8 放电指示灯 AD11-22/21 3 只
9 电磁锁 DSN3 3 只
10 铝母线、绝缘子等附件 1 套
11 电容器柜体骨架 1 套
按此种方案预计投入资金约为：10万元。
1） 补偿后的视在功率和基本电费为：
SB = =2487(kVA)
FJ2=180×2487=447660 (元)
2) 电量电费。每kW.h为0.209元，故
FD2=0.209×2362.5×3000=1481287.5(元)
3）支付资产折旧费用：
Ff=100000×0.1=10000(元)
4） 用户的总支付电费为：
FZ2=447660+1481287.5＋10000=1938947(元)
5）当功率因数为0.95时，减免功率因数电费为全部电费的2.5％，则减免的电费为：
FZZ=1938947×0.025=48473 (元)
6)用户实际缴纳电费为:
FZ2总= FZ2－FZZ=1890474(元)
7）补偿后的经济效益分析：
△F＝FZ1总－FZ2总＝2150701－1890474＝260227（元）
结论：有以上分析得在装设无功补偿装置后，一年少交电费约为26万元，节省的费用完全可以上购买以上方案中的补偿设备，并且大有结余。
【例2】 配电网无功补偿算例。
（1） 无功补偿的原理。在电网中，线路或变压器的可变功率损耗为：
P=3I2R×10－3= R×10－3
当负荷功率因数由1降至cosφ时，有功损耗将增加的百分数为：
δP%＝( -1) ×100%
因此，提高负荷的功率因数与降低线损的关系为:
δP%＝（1－ ）×100%
下图表示一个主变容量为15000kVA的35kV变电所，单回路供电的电力网，单回35kV供电线路至35 kV变电所，期间T接一个电力排灌站，根据有关负荷数据如下：

Ⅰ段视在功率Sjf1=9.2MVA.
Ⅱ段视在功率Sjf2=11.7MVA.
在未装补偿前，该变电所主变功率因数为0.75，此种情况：
Ⅰ段线路的全年损失电量为：
△A1＝ ×R1×24×365=570×103（kW.h)
Ⅱ段线路的全年损失电量为：
△A1＝ ×R2×24×365=1440×103（kW.h)
整条线路的全年损失电量为：
△A＝△A1＋△A2＝570×103＋1440×103=2010×103（kW.h)
若在该变电所10kV侧加装3000kvar的补偿后电容器，主变的功率因数将由0.75提高0.91，可使线损降低值为：
δP%＝（1－ ）×100%＝（1－ ）×100%＝32％
即加装3000kvar的补偿后，可使线损下降32％，即减少损失电量为
△ A，＝δP%△A＝32％×2010×103＝64.32（万kW.h)
（2） 经济效益分析。从前面的计算中可知，每年可减少损失电量64.32万kW.h，其效益究竟有多大，可参考现行电价估算如下：
1） 全年直接减少损失，增加纯利润
M=64.32×0.50＝32.16（万元）
2） 力率调整由罚到奖,增加纯收入.补偿前该线路全年总电量
A1=1.17×106×8760×0.75×10-3＝7686.9（万kW.h)
由于功率因数为0.75,低于0.85,故应罚力率调整款
0.5%×8760×0.35=13.5(万元)
补偿后
A2=1.17×106×8760×0.91×10-3＝9326.7（万kW.h)
由于功率因数为0.91,大于规定的0.85,故奖励21.3万元.
实际增加纯收入A= A1＋A2=34.8(万元)
合计增收:M+A=66.96(万元)
综上所述:投资20多万元,一年就能获得66.96万元的收入.不仅4个月就能收回投资,而且取得长久的明显的经济效果.所以说,无功补偿,功在电网,利在自己.
三、无功补偿方式
无功补偿原则
全面规划、合理布局、
分级补偿、就地平衡
无功补偿方法
集中补偿与分散补偿相结合
高压补偿与低压补偿相结合
调压与降损相结合
配电网中常用的无功补偿方式为：
1、分组补偿
在系统的部分变、配电所中，在各个用户中安装无功补偿装置；
2、分散补偿
在高低压配电线路中分散安装并联电容机组；
3、就地补偿
在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器，进行集中或分散的就地补偿。
四、补偿容量的选择
（1）按公司计算：Qc=P ）
其中：Qc－所需安装的并联电容器容量kvar；
P－最大负荷月的平均有功功率kW;
cosψ1－补偿前功率因数；
cosψ2－补偿前功率因数；
（2）在不具备计算条件时，电容器的安装容量按变压器容量的10％～30％确定。
（3）单台感应电动机的就地补偿；
在进行无功补偿时，有时采取对单台感应电动机进行个别补偿，这时不能用上面介绍的方法选择电容器，也不能简单以负荷作为计算的依据，因为如果按照电动机在负荷情况下选择电容器，则在空载时就会出现过补偿，即功率因数超前，而且当电动机停机切断电源时，电容器就会对电动机放电，使仍在旋转着的电动机变为感应发电机，感应电势可能超出电动机额定电压的好多倍，对电动机和电容器的绝缘都不利。因此单台电机个别补偿时电容器的容量应按照不超过空载电流的0.9倍进行选择，即：
QC1≤0.9 UeI0
其中：Qc－所需安装的并联电容器容量kvar；
Ue－电动机额定电压kV;
Io－电动机空载电流A ;
（4）安装容量与输出容量的关系
为保证补偿电容器安全、稳定、可靠运行，我们必须在补偿电容器前加串调谐电抗器，而补偿电容器在串接电抗器后，输出容量和安装容量的关系应依下式计算：

五、功率因数cosφ与效率η得区别：
电动机和变压器得效率η是指其输出有功功率与输入的有功功率的比值。用效率的概念来说明电动机或变压器的有功损耗。
功率因数cosφ是用来说明在电网和设备之间往复振荡的电场或磁场能量有多少，功率因数越高说明在电网和设备之间往复振荡的能量越少。
第二讲：设计基础
目录
第一节：元件的设计选型
第二节：电气接线
第三节：成套设备的保护
第四节：电容器组投切方式的选择

第一节：元件的设计选型
1 电容器
电容器做为无功补偿的重要元器件，应用于1kV以上的工频电力系统中，用来提高系统的功率因数，改善电压质量，降低线路损耗，充分发挥发电、供电设备的效率。产品以铝箔为极板，烷基苯浸膜纸（WF）、二芳基乙烷浸膜纸（FF）复合，二芳基乙烷浸全膜（FM）、苄基甲苯全膜为介质，采用卷绕式元件经串、并联后压制制成，电容器箱体内充满浸渍济。一般有单相、三相、集合式等多种分类。
单相电容器：
BAM11/ —200—1WR
内置放电电阻
户外
单相
额定容量
额定电压
苄基甲苯浸渍的聚丙烯薄膜全膜介质
并联
集合式电容器：
BAMH11/ —1200—1×3W
三相
集合式,采用内熔丝保护
（BFM表示二芳基乙烷浸渍的聚丙烯薄膜全膜介质）
了解集合式电容器及全膜电容器：
集合式电容器是将单台壳式电容器经串并联后装入大油箱内并充以绝缘油制成。1996年已占到高压并联电容器年产量的20%。其优点是结构紧凑占地面积小，接头少，安装和运行维护工作量很小。为克服容量不能调整的缺点，后来又开发了可调容量的集合式电容器，按照容量调整范围划分有50%/100%和33.3%/66.7%/100%两类产品。由于单元壳式电容器完全浸入绝缘油中，防止了单元壳式电容器的外绝缘发生故障。单元壳式电容器内部配有内熔丝，少量元件损坏后由熔丝切除，整台电容器仍可继续运行。缺点是含油量大，外壳大油箱易存在渗漏油，故障损坏后需返厂修理所用时间较长，单位容量造价较高。关于集合式电容器有两个问题需要注意：
(1)为避免大容量集合式电容器发生相间短路故障时造成严重后果，容量超过5000kvar的集合式电容器必须做成三相分体结构，即一相一台。
(2)集合式电容器的引出套管外绝缘爬电比距必须≥3.5cm/kV(相对于系统最高运行电压)，以保证其绝缘强度。
箱式电容器是在集合式电容器基础上发展起来的一种电容器，与集合式电容器的不同之处是内部单元电容器没有外壳，直接浸入绝缘油中，外壳大油箱采用波纹油箱或带金属膨胀器，与外部大气完全隔离。同集合式电容器相比，外壳体积和内部含油量进一步减少，以西安电力电容器厂3000kvar产品为例，箱式电容器比集合式电容器外壳体积减少59.1%，重量减少60.6%。由于材料用量减少，价格比集合式电容器要低。缺点是内部元件发生故障由内熔丝切除后，会对大油箱内的绝缘油造成污染。
全膜电容器具有损耗低、发热量小、温升低、体积小、重量轻的优点。国产全膜电容器自1986年开始生产以来，经过不断改进完善，质量已趋于稳定，在可靠性方面已经好于部分进口产品。自1995年以来产量逐年大幅度增长，已有多家产品通过了两部鉴定。同国外先进产品相比，差距主要表现在比特性上，材料消耗是国外先进产品的两倍。既便如此，同膜纸复合介质产品相比体积、重量均大幅度下降。以桂林电容器厂100kvar产品为例：全膜产品比膜纸复合介质产品体积下降31.2%，重量下降44.4%。集合式产品以锦州电容器厂3000kvar产品为例：全膜产品比膜纸复合介质产品体积下降55%，重量下降47.9%。箱式电容器采用全膜产品后可取消散热器。最近，电容器制造业制订了关于加速发展国产高压全膜电容器的若干措施，必将进一步提高国产高压全膜电容器的质量。因此，新增电容器应全部采用全膜产品，浸渍剂优先选用苄基甲苯(M/DBT)和SAS—40。

Ⅱ 220KV变电站保护有那些

保护措施：

定期巡视观察设备的外观有无异状，如颜色有无变化，有无杂物，表针指示是否正常，设备的声音是否正常，有无异常的气味，触及允许接触的设备温度是否正常，测量电气设备的运行参数在运行中的变化等，以判断设备的运行状况是否正常。了解设备运行状况，掌握运行异常，并及时地采取相应措施。

(2)220kv枢纽变电站电气设计需要无功补偿及补偿装置的选择扩展阅读

变电站的结构设计和设备布置一般有以下要求：

1、建筑物底部的辅助10千伏变电站不需要隔间。变压器和高低压开关柜可布置在同一层同一房间。只需保持特殊间距。35kv独立变电所应按功能分层设置，并设置特殊建筑物。

2、变电所的室内布置应紧凑合理，便于操作人员的操作、维护、试验和检查。开关柜的安装位置应满足最小通道宽度的要求，并适当考虑开发和扩建的要求。

3、变电站应合理布置在不同的隔间内。高压配电室应与高压电容器室相邻，低压配电室应与变压器室相邻，低压配电室应便于出线，控制室应便于操作人员的操作和管理。

Ⅲ 毕业设计任务书 题目：2×31.5MVA（2×50MVA）110/11kV降压变电所设计

给你一部分参考，如果赏分的话，本人为你设计，给你现成的。

引言

变电站自动化是自动化的一种具体形式。它是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置，并通过信号系统和数据传输对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、协调、调节和控制，保证变电站安全经济运行和具有合格的电能质量。由于电力系统的结构复杂而庞大，电能不能储存，暂态过程非常迅速，电能对人民日常生活又非常重要，220KV变电站在电力系统中的地位越来越重要，此次设计的题目正是适应电力系统当今发展趋势的一个实用题目。目前，220KV变电站在电力系统中的重要地位更彰显出来，设计一座大型城市变电站，使设计者了解现行变电站的先进技术，培养设计者的创新能力、实践能力和独立工作能力，更使设计者把所学的专业知识有机融合，由此，应运而生了此次毕业设计。

概述

变电站是以变换电压，交换功率和汇集、分配电能为主的电能设施。在电力系统中，变电站介于发电厂和电力用户之间的中间环节。变电站由主变压器、母线、断路器、隔离开关、避雷器、互感器等设备或元件集合而成。它具有汇集电源、变换电压等级、分配电能等功能。电力系统内继电保护装置、自动装置、调度控制的远动设备等也安装在变电站内，因此变电站是电力系统的重要组成部分。

此次设计所述变电站为一大型城市变电站，位于地区电网的枢纽点上，以高压侧和中压侧接受电能，但以高压侧为主，中压侧还肩负着向地区供电的任务，低压侧则直接向邻近负荷供电，并以此来选择变压器、进行短路计算，和设备选择。

在此次设计的最后一部分，进行了变电站的监控系统设计，把微机技术加入到变电站中，利用微机的人工操作性和电气量在电力系统运行中的变化，完成电力设备的信息采集，使一次设备信息中模拟量和开关量数字化，上送测量和保护信息，接受站控层下传的控制命令和参数。

电气主接线的设计

电气主接线是发电厂、变电站设计的主体。采用何种接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、变、电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，而且对电气设备选择、配电装置布置和控制方式的拟订都有较大的影响。

因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。

2.1电气主接线概述

变电站电气主接线是电力系统接线的主要部分，它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济、运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。

2.1.1主接线设计考虑的因素

（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用；②考虑近期和远期的发展规模；③考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响；④考虑主变台数对主接线的影响；⑤考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。

2.1.2主接线的设计原则和要求

（1）接线方式

在本次设计中，220KV线路有6回架空线，根据接线原则应选择双母线带旁路接线方式；110KV线路有5回架空线，根据设计原则应选择双母线接线方式，35KV线路有25回出线，由于出线回路多，所以选择双母分段接线。

（2）中性点接地原则

电网中性点接地方式与电网的电压等级，单相接地故障电流，过电压水平以及保护配置等有密切关系。电网中性点接地方式直接影响电网的绝缘水平；电网供电的可靠性、连续性和运行的安全性；电网对通信线路及无线电的干扰。选择接地点时应保证在任何故障形式下，都不应使电网解列成为中性点不接地系统。

（3）断路器的配置

根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。

2.2电气主接线设计方案的确定

按照设计任务书中所提供的变电站带负荷数及出线回路数等信息，按变电站设计技术的相关规定，“220KV配电装置出线回路数在4回及以上时，宜采用单母分段、双母线及其他接线形式”，因此在设计变电站时分别考虑了两种方案。

电气主接线设计方案1本变电站220KV侧采用双母线带旁路接线，此接法可靠性高，即使检修母线或断路器时都不会停电；运行操作方便，不影响双母线正常运行。35KV采用双母三分段接线形式，该种接线，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任一条母线或母线上设备检修时，不需要停掉线路，且较方案2投资少；发电厂方案2采用的是35KV侧采用及220KV侧采用双母线的接线形式，双母四分段它是用分段断路器将一般双母线中的两组母线各分为两段，并设置两台母联断路器。正常运行时，电源和线路大致均分在四段母线上，母联断路器和分段断路器均合上，四段母线同时运行。当任一段母线故障时，只有1/4的电源和负荷停电；当任一母联断路其或分段断路器故障时，只有1/2左右的电源和负荷停电（分段单母线及一般双母线接线都会全停电）。但这种接线的断路器及配电装置投资更大，用于进出线回路数甚多的配电装置。图2-1是发电厂电气主接线设计图（方案1）。

根据发电厂电气部分中220KV三绕组变压器技术数据可知

表2-1主变压器参数

型号

相数

频率

额定容量

阻抗电压

SFPS7-240000/220

三项

50HZ

240/240/120MVA

（3）负荷率计算

据电力工程电气设计200例中负荷率计算公式可知

（3-2）

1）根据式（3-2），110KV侧最大、最小负荷率计算

2）根据式（3-2），35KV侧最大、最小负荷率计算

①近期最小

②远期最大

根据以上负荷计算可得，110KV和35KV的最大负荷、最小负荷均不过载，所以选择的变压器满足过载要求。

2.4变电站所用变的选择

Ⅳ 电力系统中，220kV变压器的低压无功补偿怎么配置

无功补偿配置的基本原则：
第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。
分（电压）层无功平衡的重点是 220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。

第四条 各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。

第五条 受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。

第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。

第七条 对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。

第八条 35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功率（或功率因数）等运行参数的采集、测量功能。

第九条为了保证系统具有足够的事故备用无功容量和调压能力，并入电网的发电机组应具备满负荷时功率因数在0.85(滞相)～0.97(进相)运行的能力，新建机组应满足进相0.95运行的能力。为了平衡500（330）kV电压等级输电线路的充电功率，在电厂侧可以考虑安装一定容量的并联电抗器。

第十条 电力用户应根据其负荷性质采用适当的无功补偿方式和容量，在任何情况下，不应向电网反送无功电力，并保证在电网负荷高峰时不从电网吸收无功电力。

第十一条 并联电容器组和并联电抗器组宜采用自动投切方式。
第十二条 500（330）kV电压等级变电站容性无功补偿配置

500（330）kV电压等级变电站容性无功补偿的主要作用是补偿主变压器无功损耗以及输电线路输送容量较大时电网的无功缺额。容性无功补偿容量应按照主变压器容量的10%～20%配置，或经过计算后确定。

第十三条 500（330）kV电压等级变电站感性无功补偿配置

500（330）kV电压等级高压并联电抗器（包括中性点小电抗）的主要作用是限制工频过电压和降低潜供电流、恢复电压以及平衡超高压输电线路的充电功率，高压并联电抗器的容量应根据上述要求确定。主变压器低压侧并联电抗器组的作用主要是补偿超高压输电线路的剩余充电功率，其容量应根据电网结构和运行的需要而确定。

第十四条 当局部地区500（330）kV电压等级短线路较多时，应根据电网结构，在适当地点装设高压并联电抗器，进行无功补偿。以无功补偿为主的高压并联电抗器应装设断路器。

第十五条 500（330）kV电压等级变电站安装有两台及以上变压器时，每台变压器配置的无功补偿容量宜基本一致。
第十六条 220kV变电站的容性无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。补偿容量按照主变压器容量的10%～25%配置，并满足220kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。

第十七条 当220kV变电站无功补偿装置所接入母线有直配负荷时，容性无功补偿容量可按上限配置；当无功补偿装置所接入母线无直配负荷或变压器各侧出线以电缆为主时，容性无功补偿容量可按下限配置。

第十八条 对进、出线以电缆为主的220kV变电站，可根据电缆长度配置相应的感性无功补偿装置。每一台变压器的感性无功补偿装置容量不宜大于主变压器容量的20%，或经过技术经济比较后确定。
第十九条 220kV变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%。一般情况下无功补偿装置的单组容量，接于66kV电压等级时不宜大于20Mvar，接于35kV电压等级时不宜大于12Mvar，接于10kV电压等级时不宜大于 8Mvar。

第二十条 220kV变电站安装有两台及以上变压器时，每台变压器配置的无功补偿容量宜基本一致。
第二十一条 35kV～110kV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%～30%配置，并满足35kV～110kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。

第二十二条 110kV变电站的单台主变压器容量为40MVA及以上时，每台主变压器应配置不少于两组的容性无功补偿装置。

第二十三条 110kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6Mvar，35kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于3Mvar，单组容量的选择还应考虑变电站负荷较小时无功补偿的需要。

第二十四条 新建110kV变电站时，应根据电缆进、出线情况配置适当容量的感性无功补偿装置。
第二十五条配电网的无功补偿以配电变压器低压侧集中补偿为主，以高压补偿为辅。配电变压器的无功补偿装置容量可按变压器最大负载率为75％，负荷自然功率因数为 0.85考虑，补偿到变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于0.95，或按照变压器容量的20％～40％进行配置。

第二十六条 配电变压器的电容器组应装设以电压为约束条件，根据无功功率（或无功电流）进行分组自动投切的控制装置。
第二十七条 电力用户应根据其负荷特点，合理配置无功补偿装置，并达到以下要求：

100kVA及以上高压供电的电力用户，在用户高峰负荷时变压器高压侧功率因数不宜低于0.95；其他电力用户，功率因数不宜低于0.90。

Ⅳ 电网的无功补偿配置原则是什么

无功补偿配置的基本原则第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是 220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。
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第四条 各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。
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第五条 受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。
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第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。
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第七条 对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。
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第八条 35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功率（或功率因数）等运行参数的采集、测量功能。
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第九条为了保证系统具有足够的事故备用无功容量和调压能力，并入电网的发电机组应具备满负荷时功率因数在0.85(滞相)～0.97(进相)运行的能力，新建机组应满足进相0.95运行的能力。为了平衡500（330）kV电压等级输电线路的充电功率，在电厂侧可以考虑安装一定容量的并联电抗器。
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第十条 电力用户应根据其负荷性质采用适当的无功补偿方式和容量，在任何情况下，不应向电网反送无功电力，并保证在电网负荷高峰时不从电网吸收无功电力。
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第十一条 并联电容器组和并联电抗器组宜采用自动投切方式。第三章 500（330）kV电压等级变电站的无功补偿第十二条 500（330）kV电压等级变电站容性无功补偿配置
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500（330）kV电压等级变电站容性无功补偿的主要作用是补偿主变压器无功损耗以及输电线路输送容量较大时电网的无功缺额。容性无功补偿容量应按照主变压器容量的10%～20%配置，或经过计算后确定。
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第十三条 500（330）kV电压等级变电站感性无功补偿配置
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500（330）kV电压等级高压并联电抗器（包括中性点小电抗）的主要作用是限制工频过电压和降低潜供电流、恢复电压以及平衡超高压输电线路的充电功率，高压并联电抗器的容量应根据上述要求确定。主变压器低压侧并联电抗器组的作用主要是补偿超高压输电线路的剩余充电功率，其容量应根据电网结构和运行的需要而确定。
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第十四条 当局部地区500（330）kV电压等级短线路较多时，应根据电网结构，在适当地点装设高压并联电抗器，进行无功补偿。以无功补偿为主的高压并联电抗器应装设断路器。
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第十五条 500（330）kV电压等级变电站安装有两台及以上变压器时，每台变压器配置的无功补偿容量宜基本一致。第四章 220kV变电站的无功补偿第十六条 220kV变电站的容性无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。补偿容量按照主变压器容量的10%～25%配置，并满足220kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。
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第十七条 当220kV变电站无功补偿装置所接入母线有直配负荷时，容性无功补偿容量可按上限配置；当无功补偿装置所接入母线无直配负荷或变压器各侧出线以电缆为主时，容性无功补偿容量可按下限配置。
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第十八条 对进、出线以电缆为主的220kV变电站，可根据电缆长度配置相应的感性无功补偿装置。每一台变压器的感性无功补偿装置容量不宜大于主变压器容量的20%，或经过技术经济比较后确定。
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第十九条 220kV变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%。一般情况下无功补偿装置的单组容量，接于66kV电压等级时不宜大于20Mvar，接于35kV电压等级时不宜大于12Mvar，接于10kV电压等级时不宜大于 8Mvar。
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第二十条 220kV变电站安装有两台及以上变压器时，每台变压器配置的无功补偿容量宜基本一致。第五章 35kV～110kV变电站的无功补偿第二十一条 35kV～110kV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%～30%配置，并满足35kV～110kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。
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第二十二条 110kV变电站的单台主变压器容量为40MVA及以上时，每台主变压器应配置不少于两组的容性无功补偿装置。
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第二十三条 110kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6Mvar，35kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于3Mvar，单组容量的选择还应考虑变电站负荷较小时无功补偿的需要。
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第二十四条 新建110kV变电站时，应根据电缆进、出线情况配置适当容量的感性无功补偿装置。第六章 10kV及其它电压�等级配电网的无功补偿第二十五条配电网的无功补偿以配电变压器低压侧集中补偿为主，以高压补偿为辅。配电变压器的无功补偿装置容量可按变压器最大负载率为75％，负荷自然功率因数为 0.85考虑，补偿到变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于0.95，或按照变压器容量的20％～40％进行配置。
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第二十六条 配电变压器的电容器组应装设以电压为约束条件，根据无功功率（或无功电流）进行分组自动投切的控制装置。第七章 电力用户的无功补偿第二十七条 电力用户应根据其负荷特点，合理配置无功补偿装置，并达到以下要求：
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100kVA及以上高压供电的电力用户，在用户高峰负荷时变压器高压侧功率因数不宜低于0.95；其他电力用户，功率因数不宜低于0.90。