（万山电力咨询有限公司 福建福州 350003）
摘要：合理配置无功补偿设备，调整系统电压在合格范围内，科学合理配置无功补偿设备，确保电网潮流分布合理，对于系统安全、经济运行，向用户提高可靠、优质的电能有着重要的意义。文章通过东莞500vK案例的实际介绍，去剖析500Vk的具体情况，需要留意的有关情况以及并联电容器和并联电抗器的参数配置，再进一次剖析AVC系统架构和有关的电压控制方法。文章的最后，通过结合案例分析之后给出关于AVC系统的相关的完善建议，从而提供相关的参考建议。
关键词：主变压器；并联电容器；电抗器；AVC系统
引言
输电线输送容量较大时电网的无功缺额以及补偿变压器无功损耗的主要支撑就是变电站无功补偿。伴着我国经济的腾飞，东莞地区基本上都采用了500kV电网，因为东莞互联网的发展迅速，一些地方的负荷严重超过平均水平，当电能传输和分配时，输电路和变压器出现大量电能损失的主要原因还是因为无功不平衡，同样，末端电压的上升还是与这种情况有关联。
一、无功补偿平衡和配置
1.无功功率平衡
电压的质量由无功功率平衡来提供保障，其应该随时保持分（电压）层、分（供电）区无功平衡，涵盖以下的内容：①就地平衡原则。因为输电线路中，特别是变压器内电阻远远小于电抗，导致其在功率传输的时候出现极大的电压和无功消耗。不过想要减少无功的传送，可以利用就地平衡，这样一来就降低了电压的消耗程度；②分层平衡。也就是变电站里面有着不同层别的电压，这些不同层别所剩余的无功可以运用于补偿装置对其进行平衡，不会进入其他的电网；③区域平衡。就交流电网来说，一般情况下都需要保障求输电路两侧是无功平衡，涵盖有发电厂相关地区以及变电站相关地区。
2.变电站无功设备配置
变电站的相关设备有很多，主要为：并联电容器和同步调相机、并联电抗器、静止无功补偿装置。其中使用最为广泛和有效的便是并联电容/抗器，这一节将通过分析某500kV变电站的实际案例。其中，并联电容器补偿设备有并联电容器、电容器附件和串联电抗器：
（1）并联电容器能产生相位超前与电网电压的无功电流，提高电网功率
放电线圈、避雷器和熔断器都是组成电容器重要部件。当电容器不再运营的时候，变电器将释放其内部存储的能量，从而保障继电保障信号的发送。有效抑制操作过电压可以采用氧化锌避雷器和过电保护装置。一般情况下，无内熔丝电容器的极间短路的保护工作是由电容器所提供，其主要作用就是保护熔断器。其设计的形式基本上都采用双星型接线的设计风格，其设计应用主要是先连接以后再串联电抗器，主要并接在主变压器的单母线上，主要就是利用35kV 断路器进行连接。其应用范围一般用于：当无功功率的用量增大导致站内的母线电胝降低的情况下，就需要依靠电压控制的要求启用并联电容器，集中补偿无功功率给220kV电网以及主变压器，从而将其电压的情况控制在合理的水平区间内。当电压过高的时候自行停止运作。
（2）电容器附件包括放电线圈、避雷器和熔断器。
当电容器不再运营的时候，变电器将释放其内部存储的能量，从而保障继电保障信号的发送。有效抑制操作过电压可以采用氧化锌避雷器和过电保护装置。一般情况下，无内熔丝电容器的极间短路的保护工作是由电容器所提供，其主要作用就是保护熔断器，且非常及时迅速。
（3）串联电抗器
为了避免电容器装置接入的时候对电网谐波的过度放大和谐振发生，降低和防范谐波对电容器的威胁以及抑制合闸涌流。需要留意的地方是，在电抗器的周边不能存在铁磁性物体以及相关的杂物，保障电抗器周边环境的干净，然后需要与继电保护和微机室保持一定距离，通常情况下，在电抗器的工作范围和使用范畴内都不允许存在其他的杂物，地下接地体不能有旱金属闭合环路状态，电抗器应该持有较为开源的形式，而且两个相邻的电抗器为了保障它们不会相互打扰，通常设置的距离都比较元。从而保障操作人员的人身安全和相关设备的安全运营。
限制工频过电压和降低供电流、恢复电压以及平衡超高压输电线路的剩余充电功率主要是由500kV及以上高压并联电抗器来完成。其两侧的电抗器就是为了在其出现问题，不足的时候进行及时的填补，保障其运作效率。这个设备主要采用的设计布局是品字型，和串联电抗器类似，其周围的设施需要保持与电磁感应的安全空间。
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二、500kV 变电站调压方式
每个层级的电网的电压水平是无功功率平衡的衡量标准（盈余或缺乏），无功功率和电压是没有办法在全网进行调度，其层次性、区域性比较突出，所以只能够进行每个地区和每个层级之间进行平衡。电压偏移的主要原因是因为无功功率不平衡，通过无功负荷的电压静态特性我们可以得到，如果一个地方的无功充足且有剩余的情况下，相应的电压就会提高，当无功不足的时候电压就会下降，所以，电压的升降情况都受到地区电压的静态特征的影响。
1.传统调节无功补偿方式
该500kV变电站采用了以前的人工方法来对相关的情况进行调节和补偿。工作人员通过相关的电容器和电抗器策略来开展相关的措施，第一个内容就是保障500kV和220kV母线电压的合理的范围内运作；二来就是依靠主变压器无功功率的运作情况开展实际的调节作用，去保障调节功能的正常运作，落实就地平衡。电抗器投切的主要目的就是保障母线电压达到标准：当220kV 母线电压达到或超过 231．0kV 或者当 500kV 母线电压达到或超过 531．0kV 的情况下就需要采用并联电抗器组。就地平衡的运作流程：当主变压器无功功率Q>0．2P（P 为主变压器有功功率）时，应该马上停止对电阻器的使用；当主变压器无功功率 Q≤0时，则开启对其的使用。并联电抗器组的主要效用就是在无功过剩的时候去吸收无功，而电容器则是在无功不足的时候进行补充，两个设备的运用情况刚好对立，所以值得注意的就是两个设备不能够同时使用。
2.AVC调节无功补偿方式
AVC系统的最终目的就是实现电压最优，电力消耗最小。通过采集的相关数据作为系统的构造，运用相关的算法对其进行优化设计，从而制定相关的测量，从而实现电压的高效运作，降低电力损耗。
三、无功补偿设备运行分析
500kv变电站以其母线达标为核心，同时能够顾及220kV的电压。通过东莞的实际案例，我们可以发现，500kV的变电站以及采用了AVC系统，对其进行自动的调节，在这个系统运作的时候，会通过每段母线上的第一组电容器的串联电抗器的电抗率来进行分配，通常为百分之十二，每段母线上的电容器严格按照“先投后退”的原则：也就是在使用电容器之前，需要先放入第一组电容器后，才能够相继投入其他的电容器；然后在退出的时候采用了相反的顺序，而第一组的退出时间需要等到其他的电容器都退出以后才能退出。主变压器低压侧的母线专程为500kV变电站的无功补偿作支撑，因为低压侧的母线可以说没有谐波的情况，不会受到其影响，所以一般都采用合闸涌流措施。
通过实际的操作后发现，35kV母线越多，其电压平衡问题就越明显。除此之外，AVC控制策略还应该涉及到电容器和电抗器断路器的动作频率，从而防止由于动作频率过高导致出现问题，所以应该保持频率合理均匀。
结语
文章一来对变电站无功补偿的相关情况进行了介绍，再举出了东莞的实际案例，详细的阐述了在实际运作的过程中，并联电容器和并联电抗器的需要注意的地方。再分析了500kV变电站的调节方法，如传统的方法和AVC系统方法。最后研究了AVC系统的实际运营状况，得到了AVC系统的实际数据，验证了其工作效率。在本文的结尾，通过结合案例分析之后给出关于AVC系统的相关的完善建议。
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作者简介：
杨崟，1984年2月，男，福建莆田，华北电力大学电力工程系，电气工程及其自动化专业，学士学位。中级工程师，变电站设计。
论文作者:杨崟
论文发表刊物:《河南电力》2019年5期
论文发表时间:2019/11/19
标签：电容器论文; 电压论文; 变电站论文; 母线论文; 电抗器论文; 功率论文; 电网论文; 《河南电力》2019年5期论文;