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摘要：电力系统中的感性负荷及限流电抗器使得系统有较多的无功损耗，并联电容无功补偿可以降低传输线无功损耗，减小末端电压偏移。基于这一原理对某典型变电站的主变低压母线带负荷能力进行了理论分析和数值计算。结果表明，低压母线并联电容无功补偿可显著提高大型变压器的带负荷能力，维持良好的母线电压质量。
关键词：变压器；负荷能力；无功补偿；限流电抗器；电压偏移
1计算原理
对于图（1）单端供电网络所示电网来说，当电流（或功率）流过阻抗元件时，会产生功率损耗和电压损耗。
又与元件阻抗（Z＝R+jX）有关。对于一定的感抗X来说，减少电压损耗可通过减少流过它的无功负荷Q2来实现。如图（2）所示在电力网环节末端并联无功补偿电容，并联电容发出的无功QC可以补偿实际负载消耗QL的一部分无功，使流过元件X的无功Q2减小，从而减少了电压损耗或电压偏移（％），维护了端的电压质量[1][3]。
下面根据此原理和方法对某供电公司A和B两典型主变低压母线带负荷能力进行分析。
2典型变电站主变低压母线带负荷能力的计算与分析
A变电站10kV母线电压波动范围的要求是0～7%。两台主变的高、中压侧并联运行，而低压侧是否并联运行，视需要而定。主变10kV侧母线带负荷的目前最大期望值12MW；实际负荷的常见功率因数之一是0.98。
B变电站35kV母线电压波动范围的要求是-3%～7%。两台主变的高、中压侧并联运行，而低压侧是否并联运行，视需要而定。主变35kV侧母线带负荷的目前最大期望值100MW，将来可能120MW；负荷常见功率因数之一是0.88。
2.1计算条件
2.1.1计算模型建立的依据是调研资料中提供的实际变电站的系统彩图；
2.1.2主变中、低压母线的负荷或电源以实际的系统彩图为典型值，并根据需要而变化；
2.1.3计算中选用限流电抗器参数为：10kV、4kA、10％；35kV、1kA、10％；
2.1.4变电站中、低压母线侧负荷的功率因数采用的为典型值；
2.1.5计算结果表格中，高中低压侧母线的电压偏差控制在国标规定的范围内，主变高、中、低压侧绕组的电流以不超过额定值为准；
2.1.6低压母线无功补偿的配置原则是：高、中、低压侧母线的电压偏差控制在国标的要求范围内，每台主变高、中、低压绕组的电流不超过额定值；
2.1.7对于35kV将来较大的母线负荷（如120MW）情况，计算时遵循的基本原则是使主变高、中压侧不超过额定电流，低压侧电流小于额定电流的1.15倍。
2.2计算结果分析
表（1）给出了A变电站主变低压侧母线无功补偿效果的比较。其中：
Id 、Iz 、Ig分别为每台主变低、中、高压侧电流标么值，以本侧额定值为基准；
△Vd 、△Vz 、△Vg分别为每台主变低、中、高压侧母线电压偏差（％）；
Sdy 、Szy 分别为主变低压、中压侧母线总负荷的标么值，以本侧额定值为基准；
Pxk 为限流电抗器（三相）有功损耗与母线总有功负荷之比（‰），其中“0”表示未串入（或短接）电抗器。若主变低压侧并联运行时，每台主变低压绕组串入一组限流电抗器，则指两组电抗器的三相总损耗；
Sc为低压母线无功补偿容量占母线总无功负荷的百分比（％）；
为低压母线总负荷的功率因数。
从表（2）可以看出：
当35kV母线负荷不超过一台主变低压侧容量的0.8倍，即使加装限流电抗器，也可不配置无功补偿；当不超过一台主变低压侧容量的0.8～1.0倍时，无论是否加装限流电抗器，均需配置无功补偿装置；不超过一台主变低压侧容量的1.7倍时，在加装电抗器的情况下，如果不加无功补偿，则主变中压侧带负荷能力会明显变差。
加装限流电抗器比不加装时所需的无功补偿度大；
限流电抗器的有功损耗随母线负荷的增大而增大，但均很小，配置无功补偿可以较明显地减少限流电抗器的有功损耗；
无论是否加装限流电抗器，配置无功补偿均能使主变低压、中压母线带负荷的能力增强；然而，当不加装限流电抗器时，若适当配置无功补偿，则中压侧母线的带负荷能力增强。
3结论
通过对某供电公司所属的A变电站和B变电站中的大型主变低压侧母线带负荷能力的计算与分析，可以得出以下主要 结论：
1）低压母线的并联无功补偿可显著提高主变低压侧的带负荷能力，也可增加中压侧的出力。
2）低压母线的并联无功补偿可以降低网损，维持母线电压质量；同时也可降低电抗器和变压器的有功损耗等。
3）加装限流电抗器后，低压母线所需的无功补偿度增加，但增加幅度有限。
4）大型变压器10kV侧的带负荷能力明显低于主变的35kV侧。因此，对于大型变压器的10kV侧来说，尤其要重视低压母线的并联无功补偿问题。
5）提高大型变压器低压母线出力的根本措施是采用恰当的并联无功补偿。
参考文献
[1]陈慈萱. 电气工程基础. 北京：中国电力出版社，2004.
[2]王合贞. 高压并联电容无功补偿实用技术. 北京：中国电力出版社，2006.
[3]关大陆，张晓娟. 工厂供电. 北京：清华大学出版社，2006.
论文作者:刘志平,赵俊
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/11/30
标签：母线论文; 低压论文; 负荷论文; 流电论文; 电压论文; 变电站论文; 能力论文; 《电力设备》2016年第18期论文;