国网技术学院学报
Journal of State Grid Technology College
第22卷第5期21某110kV变电站装设低压电抗器的可行性研究
陈敏骏
(国网黄山供电公司，湖北黄山245000)
摘要：电压是电能质量的重要指标之一，电压质量对电网稳定及设备安全、线路损耗、社会用电等都有直接影响。无功功率是影响电压质量的一个重要因素，二者密不可分。此文就某110kV变电站母线电压合格率及装设低压电抗器的必要性加以分析，通过装设电抗器增加无功功率在线路及变压器中的传输，产生电压损耗，从而降低母线电压，并提出具体措施，旨在改善变电站母线电压水平。
关键词：电压质量；无功功率；低压电抗器；母线电压
中图分类号：TM47文献标志码：B文章编号：2095-6614(2019)05-0021-03
Feasibility Study on Installation of Low-voltage
Reactor in a certain110kV Substation
CHEN Minjun
(State Grid Huangshan Power Supply Company,Huangshan245000,China) Abstract：Voltage is one of the important indicators of power quality,and voltage quality has direct impacts on the stability of power grid,equipment safety,line loss,social electricity consumption and so on.Reactive power is an important factor that affects voltage quality,and they are inseparable.This paper analyzes the qualification rate of bus voltage and the necessity of installing low-voltage reactor in a certain110kV substation.By installing reactor,the reactive power transmitted in the line and transformer is increased,and voltage loss is generated,thereby bus voltage is reduced.lt also puts forward specific measures to improve bus voltage level in the substation.
Key words：voltage quality；reactive power；low-voltage reactor；bus voltage
0引言
某110kV变电站处于所属地市东部的最末端，网架结构相对薄弱，截至目前该地区仍无220kV变电站，供电紧张且负荷逐年增长。伴随着茶季与迎峰度夏（冬）负荷的日渐增长需要频繁变更运行方式，电网
电压波动较大。根据《电能质量供电电压允许偏差》中规定，110kV变电站的110kV、35kV母线，正常方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%~+7%, 10kV及以下母线正常运行时电压一般应在1.0-1.07倍额定电压范围内。对照上述要求，特定方式下某变电站llOkV母线电压严重不满足既定要求长期运行不利于设备安全，亟待改善当前状况。
收稿日期:2019-08-08
作者简介：陈敏骏（1990），女，工程师，研究方向为电力市场运营与电力企业管理。1低压电抗器装设的必要性与具体措施茶季是该地区特有的一种电网负荷现象。每年4月份是茶季负荷高峰时期，某934线正常运行方式下供3个变电站，2019年4月17010：45934线路最大负荷达到75.3MW，该线路最大限额80MW，为缓解934线路供电压力，于当日15：00将某变电站负荷倒由某484线路供电。此外每年迎峰度夏（冬）、设备检修时期也会进行此操作。因此每年倒由484线路供某变电站负荷操作异常频繁且时间持久。
数据统计显示,2019年某变电站负荷由484线供电截止目前共出现了两个时间阶段，分别是2月11日15:55至3月14日09：05与4月17H15：00至4月30日15：35。某变电站2—4月110kV母线电压曲线如图1所示。
22某110kV变电站装设低压电抗器的可行性研究Vol.22No.5
图1某变电站2—4月110kV母线电压曲线
根据上述时间节点可以明显看出某变电站由484线供电时,110k V母线电压瞬间升高，基本维持在118kV以上，最高已越过120kV。而某变电站电压合格范围分别是110kV母线电压为107~118kV,35 kV母线电压为35-38.5kV,10kV母线电压为10~ 10.7kV o在此运行方式下，某变电站llOkV母线电压基本维持在118~120k V之间，一度濒临甚至超过电压上限,35kVJOk V母线电压普遍偏高(附近地区装有许多小水电机组)，母线电压不满足考核要求。每次调整运行方式由484线路供电时，均要进行无功倒送，2019年4月21日输送无功功率竟达4.91Mvar，严重影响电站无功指标考核。综上所述在某变电站加装低压电抗器具备一定的必要性。
目前提高电压质量的措施有很多，譬如调节有载调压变压器分接头；加装静止无功补偿器(SVC)；在某变电站35kV母线上加装静止无功发生器(SVG)；调整电网运行方式改善母线电压水平；在35kV或10kV母线上加装低压电抗器。研究表明，调节变压器分接头不能改变系统无功需求平衡⑵；加装静止无功补偿器和静止无功发生器效果虽好但造价高昂、维护复杂⑶；临时改变电网运行方式会降低供电可靠性，且只能解一时燃眉之急，电网运行安全隐患依旧存在。权衡比较后选择在某变电站母线上加装低压电抗器改善母线电压具备一定的可行性⑷。由于某变电站1号主变35kV侧为零电抗侧，所以在容量相同的情况下低压电抗器装设在35kV母线上和装设在10kV母线上对降低35kV母线电压的效果是相同的，仅仅影响10kV母线电压。由于当前站内110kV母线已无空余场地与间隔，只在35kVJOk V母线上装设低压电抗
器。
2选择低压电抗器装设容量
由于电抗器消耗无功功率，增加了无功功率在线路及变压器中的传输，产生电压损耗，从而可以降低母线电压母线电压实际降低值与电抗器的无功容量及其通过的线路、变压器的感抗大小有关，根据△{/=驾严，此时忽略横分量，得到电压实际降
低值为等,484线路等值阻抗为Z=4.55+jl5.18Q,
某变电站1号主变高压侧的阻抗为Z H=0.339+j21.31(1、低压侧的阻抗为Zi.=0.193+jl3.69Q。等值电路如图2所示，由于无功在电阻上不产生电压损耗，故等值电路中忽略电阻。
j13.69
35kV母线
10kV母线
图2等值电路
因此如果装设低抗的功率为lOMvar，则某变电站110k V母线电压实际降低值为1015.18/ 110=1.38kV。最小方式时(低谷)，某110kV母线电压在120kV左右，如要满足电压合格107-118kV，须至少降2~3kV，因此必须在35kV母线上装设总容量为102/1.38=14.49Mvar的电抗器。当装设容量为20Mvar的电抗器后，此时llOkV母线电压降低值折算到35kV侧的值为6.63kV,35kV母线电压实际的降低值为2.33kV o同理折算到10kV后,10kV 母线电压实际的降低值为0.63kV0当484供电时，某变电站110kV母线电压平均为118kV,35kV 母线电压平均为37kV,10k V母线电压平均为10.5kV。计算在10kV侧装设一台10Mvar的电抗器与35kV和10kV侧各装设一台5Mvar的电抗器，此时各电压等级母线电压与实际降低值情况如表1所示。
根据计算结果，为保证某变电站35kVJOkV 母线电压都能满足既定要求，且某变电站35kV侧充电功率较大且小水电机组众多，水电站频繁向系统内传送进大量多余的无功功率，故决定在35kV 母线上装设低压电抗器，补偿由某484供电时的线路功率，降低母线电压。
考虑本电网发展保留一定
国网技术学院学报
Journal of State Grid Technology College23第22卷第5期
表1加装电抗器时各电压等级母线电压实际降低值
单位:kV
电压等级
35kV侧装35kV侧装
设10Mvar设20Mvar 10kV侧装
设10Mvar
35kV侧装
设5Mvar
reactivepower10kV侧装
设5Mvar
llOkV实际降低值  1.38  2.76  1.38138 llOkV母线电压116.62115.24116.62116.62 35kV实际降低值  1.16  2.33  1.16  1.16
35kV母线电压35.8434.6735.8435.84
10kV实际降低值0.310.630.430.37
10kV母线电压10.199.8710.0710.13
裕度，因此总容量定为20Mvar，并采用10Mvar+ 10Mvar的组合式电抗器，共用一个开关，通过刀闸进行容量的切换。可投容量分别为20Mvar、10Mvar o 在最小方式(低谷)时，投入容量为10Mvar的电抗器，若不满足要求可再加投10Mvar的电抗器，中低压侧母线电压可通过调节主变有载分接开关的方式控制在电压合格范围内E。此时110kV母线电压维持在116.62kV左右,35kV母线电压维持在35.84kV左右，10kV母线电压维持在10.19kV左右。考虑到未来负荷的增长，上述选择的装设容量可以满足电压合格的基本要求且比较合理。3结束语
电抗器作为电力系统中不可缺少的补偿装置，应用广泛，需求日益增多，因此对于电网不同运行方式情况下选择适宜的装设位置及装设容量至关重要。本文针对liokv某变压器特定运行方式下存在的电压偏高问题提出装设低压电抗器的方案并做简要探讨，确保各级母线电压均在合格范围之内。此外，改善电压质量也需要电力企业与水电等重要用户的协同配合，各方共同努力，采取一切可行有效措施，维护电网的安全稳定运行。
参考文献
[1]龚炳林，邓小琴，张国华.过电压的危害及防范[J].电气时代，
2011(4):96-97.
[2]谷宗文.电压质量综述[J].科技与企业,2012(20):141.
[3]谭俊源.静止无功补偿技术探讨[J].华电技术,2008,30(9)=65-
69.
[4]黄守华.220kV万安变电站装设低压电抗器提高系统供电电压
质量的研究及投运效果[J].安徽电力，2008,25(1):53-55. [5]崔绍景.浅谈低压无功功率补偿装置[J].科技信息,2009(5)：
103-104.
[6]邹继波.论电力网中的无功补偿[J].应用能源技术,2007(1)：
42-43.
[7]胡宗军，林莉，党小宇，等.变电站电压与无功实时控制策略的
现状与改进方向[J].电气应用,2007,26(9):21-24.

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。