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摘要：若羌机场夏季运行负荷低，两回电源线路一供一备，使得线路的电容效应明显，大量容性无功倒送，造成功率因数低于供电公司考核值。本文从现状情况分析存在的问题，寻求解决方案，并通过运行数据分析计算需增加的感性无功补偿容量，对两种补偿方式进行经济、技术比选，确定最终的解决方案，并对设备投切时引起的电压波动进行校核。
关键词：功率因数低;电容效应;感性无功补偿;解决方案
一、概况介绍
若羌机场35kV变电站主变容量2×2.5MVA，电压等级35±2×2.5%/10.5kV，有2回电源线路，分别至110kV枣园变和奇兰变，导线型号均为JL/G1A-120/20鋼芯铝绞线，线路长度分别为18.4km和37.7km。本站最大负荷为100-200kw左右，处于低负荷运行。按照规范要求，35-220kV变电站高峰负荷时高压侧功率因数应不低于0.95，低谷负荷时功率因数应不高于0.95，不低于0.92。按照一般电网的设计要求，35kV侧功率因数按0.95考虑。
二、若羌机场35kV变供电存在的问题
若羌机场35kV输变电工程设计时没有考虑加装电抗器，该站采用一主一备（热备）方式运行，导致其中1回线一直处于空载状态，线路的电容效应非常明显，出现了无功大量倒送的现象，导致计量侧功率因数非常低，通常只有0.15-0.3，远低于供电公司的考核标准。
三、问题分析并初步提出解决方案
若羌机场35kV变-奇兰变以及枣兰变35kV线路较长，在工程投运初期若羌机场的生产负荷还没有发展起来，同时供电线路采用一主一备（热备）方式，导致线路传送负荷较小时会产生较为严重的长线路电容效应。线路上大量的过剩容性无功会向电源侧倒送，导致功率因数较低。
为了提高功率因数，考虑在末端机场变装设一定容量的感性补偿装置，以平衡线路上过剩的容性无功来提高功率因数。
四、感性无功补偿容量计算
6月份若羌机场变主要由枣机线供电，兰机线负荷侧受电开关断开，处于热备状态（空载），导线对地形成无功电源，无功反送。从收集的数据可知，兰机线实际运行充电功率为-285.8kvar，与理论值计算值-223.76kvar相比较差-62.04kvar，与潮流计算值-236kvar相比相差-49.8kvar。枣机线充电功率取值按近三个月无功功率平均值为-207.57kvar，与理论计算值（-46.26kvar）及潮流软件计算值（-62kvar）相比差值较大，形成原因可能是低压配电电缆线路较长，造成线路充电功率较高所致。
根据负荷数据，当有功负荷为90kW时，若羌机场变由枣机线供电，兰机线热备时，要使机场变综合功率因数最大，最接近0.85，枣兰线路上的无功只能为0kvar，若羌机场变综合功率因数为：
，
需补偿的无功负荷为Qc=-207.57kvar。
在该运行方式下，只有当该站有功负荷增加至461.16kw及以上时，功率因数才能满足大于考核值要求。
当若羌机场变由兰机线供电、枣机线热备时，考虑极限情况，兰机线经补偿后线路无功值为0kvar，若羌机场变综合功率因数为：
不能满足大于考核值0.95要求。在当前运行方式下，该站有功负荷高于334.93kw以上时，其功率因数才能满足考核值要求。
可见，若按照实际线路充电功率计算，在目前运行方式下，低负荷水平（小于300kw）时，无论采用哪种补偿方式，功率因数均小于0.95。
按照实际线路充电功率在低压侧配置一组（200+100kvar）并联电抗器。建议机场变由枣机线供电时投入200kvar电抗器;由兰机线供电时投入（200+100kvar）电抗器，以提高机场变功率因数。在运行时尽量由兰机线侧供电。
通过以上两种方法对比，由于枣机线容性无功理论计算值（-46.26kvar）与实际值（-207.57Kvar）相差较大，补偿容量相差较大，本期电抗器补偿容量按照实际数值配置1组（100+200）kvar低压并联电抗器。但由于枣兰线以及兰机线充电功率过高，在目前运行方式下导致机场变在低负荷（小于300kw）时，补偿后功率因数仍小于0.95，无法满足要求。
根据若羌机场指挥部意见，为保障机场供电可靠性，机场变运行方式只能为一主一备（热备）或通过双电源供电，备用线路不能冷备用。因此建议在低负荷水平时采用双电源供电方式，机场变分列运行。
若机场变按双电源供电，主变分列运行，负荷均分考虑，每台主变带45kw负荷，需要补偿的无功负载为：
根据以上统计结果，若羌机场变运行方式改为双电源供电、主变分列运行后，其综合功率因数满足大于考核值0.95的要求。在负荷大于580kw时，机场变低压侧电抗器可退出运行。
五、补偿方式选择
根据上述计算结果，提出2个方案，方案1配置200+300kvar两组电抗器;方案2配置500kvar动态SVG无功无偿装置，现对2个方案从运行效果、造价等方而进行比较。
通过以上性能比较可以看出方案2动态SVG的综合性能最优，将是今后无功补偿发展方向。但是考虑到业主资金受限以及若羌机场变前期已配置电容器，将造成资源闲置。因此本期采用方案1，在低压侧母线上分别配置200kvar、300kvar两组并联电抗器。机场变在低负荷时运行方式为枣机线、兰机线同时供电，主变分列运行，并投入并联电抗器，即可满足功率因数考核值要求。
六、补偿装置投切电压波动校核
低压电抗器的分组容量应满足：投切一组补偿装置引起所接母线的电压波动值不宜超过额定电压的2.5%。即： ，根据短路计算结果，楼兰机场10kV侧母线短路容量为29MVA，较大1组电抗器投切，电压波动300/29000=1.03%<2.5%，满足条件。
关键词：功率因数低;电容效应;感性无功补偿;解决方案
一、概况介绍
若羌机场35kV变电站主变容量2×2.5MVA，电压等级35±2×2.5%/10.5kV，有2回电源线路，分别至110kV枣园变和奇兰变，导线型号均为JL/G1A-120/20鋼芯铝绞线，线路长度分别为18.4km和37.7km。本站最大负荷为100-200kw左右，处于低负荷运行。按照规范要求，35-220kV变电站高峰负荷时高压侧功率因数应不低于0.95，低谷负荷时功率因数应不高于0.95，不低于0.92。按照一般电网的设计要求，35kV侧功率因数按0.95考虑。
二、若羌机场35kV变供电存在的问题
若羌机场35kV输变电工程设计时没有考虑加装电抗器，该站采用一主一备（热备）方式运行，导致其中1回线一直处于空载状态，线路的电容效应非常明显，出现了无功大量倒送的现象，导致计量侧功率因数非常低，通常只有0.15-0.3，远低于供电公司的考核标准。
三、问题分析并初步提出解决方案
若羌机场35kV变-奇兰变以及枣兰变35kV线路较长，在工程投运初期若羌机场的生产负荷还没有发展起来，同时供电线路采用一主一备（热备）方式，导致线路传送负荷较小时会产生较为严重的长线路电容效应。线路上大量的过剩容性无功会向电源侧倒送，导致功率因数较低。
为了提高功率因数，考虑在末端机场变装设一定容量的感性补偿装置，以平衡线路上过剩的容性无功来提高功率因数。
四、感性无功补偿容量计算
6月份若羌机场变主要由枣机线供电，兰机线负荷侧受电开关断开，处于热备状态（空载），导线对地形成无功电源，无功反送。从收集的数据可知，兰机线实际运行充电功率为-285.8kvar，与理论值计算值-223.76kvar相比较差-62.04kvar，与潮流计算值-236kvar相比相差-49.8kvar。枣机线充电功率取值按近三个月无功功率平均值为-207.57kvar，与理论计算值（-46.26kvar）及潮流软件计算值（-62kvar）相比差值较大，形成原因可能是低压配电电缆线路较长，造成线路充电功率较高所致。
根据负荷数据，当有功负荷为90kW时，若羌机场变由枣机线供电，兰机线热备时，要使机场变综合功率因数最大，最接近0.85，枣兰线路上的无功只能为0kvar，若羌机场变综合功率因数为：
，
需补偿的无功负荷为Qc=-207.57kvar。
在该运行方式下，只有当该站有功负荷增加至461.16kw及以上时，功率因数才能满足大于考核值要求。
当若羌机场变由兰机线供电、枣机线热备时，考虑极限情况，兰机线经补偿后线路无功值为0kvar，若羌机场变综合功率因数为：
不能满足大于考核值0.95要求。在当前运行方式下，该站有功负荷高于334.93kw以上时，其功率因数才能满足考核值要求。
可见，若按照实际线路充电功率计算，在目前运行方式下，低负荷水平（小于300kw）时，无论采用哪种补偿方式，功率因数均小于0.95。
按照实际线路充电功率在低压侧配置一组（200+100kvar）并联电抗器。建议机场变由枣机线供电时投入200kvar电抗器;由兰机线供电时投入（200+100kvar）电抗器，以提高机场变功率因数。在运行时尽量由兰机线侧供电。
通过以上两种方法对比，由于枣机线容性无功理论计算值（-46.26kvar）与实际值（-207.57Kvar）相差较大，补偿容量相差较大，本期电抗器补偿容量按照实际数值配置1组（100+200）kvar低压并联电抗器。但由于枣兰线以及兰机线充电功率过高，在目前运行方式下导致机场变在低负荷（小于300kw）时，补偿后功率因数仍小于0.95，无法满足要求。
根据若羌机场指挥部意见，为保障机场供电可靠性，机场变运行方式只能为一主一备（热备）或通过双电源供电，备用线路不能冷备用。因此建议在低负荷水平时采用双电源供电方式，机场变分列运行。
若机场变按双电源供电，主变分列运行，负荷均分考虑，每台主变带45kw负荷，需要补偿的无功负载为：
根据以上统计结果，若羌机场变运行方式改为双电源供电、主变分列运行后，其综合功率因数满足大于考核值0.95的要求。在负荷大于580kw时，机场变低压侧电抗器可退出运行。
五、补偿方式选择
根据上述计算结果，提出2个方案，方案1配置200+300kvar两组电抗器;方案2配置500kvar动态SVG无功无偿装置，现对2个方案从运行效果、造价等方而进行比较。
通过以上性能比较可以看出方案2动态SVG的综合性能最优，将是今后无功补偿发展方向。但是考虑到业主资金受限以及若羌机场变前期已配置电容器，将造成资源闲置。因此本期采用方案1，在低压侧母线上分别配置200kvar、300kvar两组并联电抗器。机场变在低负荷时运行方式为枣机线、兰机线同时供电，主变分列运行，并投入并联电抗器，即可满足功率因数考核值要求。
六、补偿装置投切电压波动校核
低压电抗器的分组容量应满足：投切一组补偿装置引起所接母线的电压波动值不宜超过额定电压的2.5%。即： ，根据短路计算结果，楼兰机场10kV侧母线短路容量为29MVA，较大1组电抗器投切，电压波动300/29000=1.03%<2.5%，满足条件。