110kV變電站并聯電容器組投切方式設計

該文從投切方式、投資、維護費用等幾方面比較了現有的幾種電容器運行方式后，提出一種適用于無人值守變電站的方便實用的電容器投切方式。
　　2005年新建110kV洪緒變電站時，由于資金有限，又考慮初期負荷不多，所以沒有安裝無功補償裝置。兩年來，洪緒變電站的負荷發展很快，已達到14MW，無功容量最高已達到5200kVar，10kV母線功率因數為0.93，與0.95的要求還存在差距，只靠用戶側補償已不能滿足無功的需要，所以考慮在10kV母線上安裝電容器進行無功補償。如何選擇電容器補償方式，補償容量選多少，怎樣實現無人值班狀態下的遠方投切。本文將對幾種電容器安裝方式進行比較，看是否可以找到一種方式滿足要求。
　　1 現有電容器投切方式
　　　現有電容器投切方式概括起來主要有兩種，即有載投切方式和無載投切方式。下面將這兩種投切方式的特點分別進行介紹。
　　1.1 無載投切方式
　　　主要設備：兩組隔離開關，一組斷路器，一組電抗器，一組放電電壓互感器，一組避雷器，一套電容器保護裝置，一組4800kvar的電容器(每只電容器均配熔斷器保護)。一次接線示意圖如圖1所示。
　　

　　圖1 無載投切方式接線圖
　　　投切方式：可以由運行人員在變電站用絕緣操作棒拉合每只電容器的保護用熔斷器來進行準確投切，或由調度人員在調度中心遠方拉合斷路器來投切電容器組。該方式投資約需30萬元。
　　　無載投切方式的優點是在變電站投切時每次投切的容量較小，可以準確補償。缺點是無人值守變電站的投切須到現場，操作次數多(每只都要操作)。若遠方操作，則一次全部投入或全部切除，補償容量波動較大，有時過補，有時欠補。
　　1.2 有載投切方式
　　　主要設備：兩組隔離開關，三組斷路器，兩組電抗器，兩組放電TV，一組避雷器，一套電容器保護裝置，兩套電容器操作裝置，一組3600kvar的電容器，一組1200kvar的電容器。一次接線示意圖如圖2所示。
　　

　　圖2 有載投切方式接線圖
　　　投切方式：可以由運行人員在變電站或由調度人員在調度中心遠方拉合斷路器DL2、DL3來投切電容器組。該方式投資約需42萬元。
　　　有載投切方式的優點是能夠在遠方投切電容器組，及時補償無功容量，由于將電容器分為了兩組，可以按照無功容量的需要分組投切，能較準確的補償無功容量。缺點是由于頻繁拉合開關DL2、DL3，其操作次數較多，到期后需更換，運行維護費用較高。
　　　比較以上兩種電容器投切方式可以看出，第一種方式投資少，若在變電站投切不及時或遠方投切的話，易過補償或欠補償。第二種方式能在遠方及時投切所需要的無功容量，適宜于無人值班變電站的需要，但投資較大，且維護費用較高。怎樣才能滿足無功容量的及時投切，而投資維護費用少的要求呢?棗莊供電公司設計了如下方案。
　　2 實用電容器投切方式設計
　　2.1 方案設計
　　　經過對洪緒變電站的無功容量變化的研究，發現該站的無功容量始終在3600kVar以上，根據這一特點，設計了如圖3所示的投切方式。它的配置方式是將上面的第二種方式中的開關DL2更換為隔離開關G3，將電容器依然分成兩組投切。一組固定組，用隔離開關G3進行無載投切，正常情況下不用操作，只在電容器或電纜試驗時作為明顯斷開點使用，該組電容器能夠滿足現在的最大無功容量;另一組作為機動組，當無功容量增加或減少時，可由遠方控制開關DL3投切，以便隨時改變投入的無功容量，做到及時、準確。該方案投資約需40萬元，運行維護費用也較低。其一次接線示意圖如圖3所示。
　　
　　圖3一種改進后的電容器組投切方式接線圖
　　2.2 效果驗證
　　　該電容器于2007年7月投入運行至今，其中有一部分時間無功容量在3800kVar左右，此時只需合上G3隔離開關，投入3600kVar的電容器，其余時間無功容量在4900kVar左右，此時遙控合上DL3斷路器，再投入1200kVar的電容器。所有操作均不需操作人員到場，又可及時調節無功補償容量，方便實用。
　　參考文獻
　　[1] GB 50227-95.并聯電容器裝置設計規范[S].
　　[2] 崔麗，公德祥.電網的無功功率補償[S].農村電氣化.2006，(9)，53.
　　[3] 楊振睿.無功/電壓自動控制裝置在上海市區電網的應用[J].供用電，2007，(3).