（国网山西省电力公司经济技术研究院 山西太原 030002）
摘要：针对当前220kV变电站电容器配置容量和分组方式所存在的问题，以某220kV变电站为实例建立计算模型，从变电站本身所消耗的无功、电容器投切时所引起的电压波动和谐波谐振三方面出发，对两个电容器分组方案一（10Mvar×2组+16Mvar）、方案二（12Mvar×3组）进行了分析比较，得出最佳方案不仅要使电容器分组投切引起的电压波动在允许范围内，调节特性更为平稳，更要能够有效避开谐波谐振问题，通过对比分析确定方案二为最佳电容器分组方式。此外，还分析了主变低压串接的限流电抗器对电容器补偿容量、母线电压波动幅度的影响。
关键词：电容器；容量配置；电压波动；谐振分析
0 引言
为了使变电站的设计更具标准化和规范化，国网公司出版了《国家电网公司输变电工程通用设备设计手册》，其中对220kV变电站配置的电容器容量及分组方式给出明确规定。这一规定适用于大多数的新建变电站，但对于某些变电站，自身所带的负荷较小，配置标准容量的电容器组，投切往往产生过大的电压波动，在负荷变化时容易引起过补；对某些改造变电站，因电容器间隔不足或低压侧串接限流电抗器等问题，标配电容器容量无法满足要求；也有些变电站在电容器投切时会发生谐波电流过大的问题，这主要是电容器分组方式的不当所引起，因此，为了更好的稳定和调控系统电压，有必要对220kV变电站电容器的配置容量和分组方案进行研究。
1 电容器配置容量及分组方案研究
1.1 电容器配置容量计算
变电站配置的电容器容量计算时，应该将实际情况考虑在内，尤其在增容、改造工程中，有无其他的无功损耗设备，比如原平站主变进线串接了限流电抗器，由于其为电抗特性，运行时会消耗电容器所配置的无功，因此需要适当的增加电容器配置容量。
限流电抗器的无功损耗按低压母线所供的最大负荷和全部电容器容量的方式计算：
由表可知，方案一：容量16Mvar和10Mvar的电容器投切时引起的母线电压波动值分别为1.94%、1.21%，均小于最高限值2.5%，满足规范要求，且投切10Mvar的电容器时，母线电压波动值小于主变分接头1个档位的调压幅度，从而可以避免主变分接头档位的调整；方案二：容量12Mvar的电容器投切时引起的母线电压波动值为1.45%，小于最高限值2.5%，满足规范要求，但在投切时需要调整主变分接头。在母线电压波动方面，方案二要略优于方案一。
2 谐振分析
电容器在分组时，需要尽量避开谐振放大区。根据式（4）及（5），当n=3、A=6%、Sd=825时，引起三次谐波谐振的容量QX为42.1Mvar，当Qfz=14Mvar、28Mvar和42Mvar时，会引起三次谐波的谐振，因此在进行电容器分组时，需要避开以上三个值。
方案一在投入电容量16Mvar×2组+10Mvar×1组时，会引起三次谐波的谐振，而方案二在电容器任何组合投切方式下，均不存在这个问题。因此，从谐波方面来考虑，方案二优于方案一，方案二更容易避开三次谐波放大区。
总之，从电容器容量计算、电压波动和谐波谐振三个方面对电容器的容量和分组方案进行了深入的分析，最佳的电容器容量选定为36Mvar，分组方案为12Mvar×3组。此外，也验证了限流电抗器设备的投入会增加35kV母线电容器的配置容量，并且将增大电容器投切时母线电压的波动幅度。
3.结论
为了解决变电站在运行过程中电容器配置容量与本身需求不匹配的问题，需要在标准规范的基础上，更多的考虑工程实际，尤其是增容改造过程，以确定最佳配置容量；电容器分组方式的选择，不仅考虑电容器分组投切引起的电压波动在允许范围内，调节特性更为平稳，更要能够有效避开谐波谐振问题，通过对比分析确定方案二为最佳电容器分组方式。此外，主变低压串接的限流电抗器虽然能够限制短路电流，但会引起电容器补偿容量增加、母线电压波动过大的问题，在实际工程中要给予重视。
4 参考文献
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作者简介：
王凯凯（1987年），男，汉，山西省临汾市，研究生，主要研究方向为电网规划分析。
邓娇娇（1982年），女，汉，山西省阳泉市，博士研究生，主要研究方向为电网规划分析。
贾林莉（1987年），女，汉，山西省长治市，研究生，主要研究方向为电网规划分析。
论文作者:王凯凯,邓娇娇,贾林莉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/12
标签：电容器论文; 容量论文; 电压论文; 谐波论文; 谐振论文; 方案论文; 母线论文; 《电力设备》2017年第32期论文;