解析变电站无功补偿控制与电压合理调控

解析变电站无功补偿控制与电压合理调控

李志宾

中国石化沧州炼化公司 061000

【摘 要】目前在我国炼化企业各级变电站中，都安装了一定容量的电容器组，并大部分使用了有载调压变压器，而如何科学合理的控制电容器组和有载调压变压器成为降低线损、提高电容器利用率与提高输变电效率是提高供电质量的关键。随着科技的迅速发展，变电站值班人员也在不断地尝试在变电运行过程中，科学合理地进行无功补偿和电压调节。本文以沧州炼化高压供电系统为例主要探讨分析了变电站无功补偿控制与电压调节的效果和方式。

【关键词】电力系统；变电站；无功补偿；电压调节

如何及时合理的布置无功补偿装置进行无功补偿提高功率因数，降低电网损耗、改善电压质量，为企业节约大量电费，提高企业的经济效益呢？这是我们选题的理由和目标。利用无功补偿和电压调节相互配合、分别控制的理念，以电容器投切前后电压变换的趋势为参考、以无功功率的缺额为主控参量、调整变压器变比来达到协调母线电压的控制手段。

沧州炼化公司现有110kV变电站、35kV区域变电站、自备电站各一个。110kV变电站是我厂的电力调度中心，全面的监控、协调我厂高压用电情况，35kV区域变电站与自备电站对我厂高压用电也起着举足轻重的作用，因此，对这三个站的发、配电情况的合理调控，将对我公司电力系统的经济、安全供电起到关键作用。

110kV变电站、35kV变电站、自备电站无功补偿能力如表1、2、3所示

表1

表2

表3

随着沧州炼化的发展壮大如何及时合理的布置无功补偿装置进行无功补偿提高功率因数，降低了电网损耗、改善了电压质量，为企业节约大量电费，提高企业的经济效益是我们目标。沧州炼化电力调度中心在保障全厂供电安全的情况下，根据系统电压和功率因数的变化情况及时调整主变有载调压档位，投、切110kV变电站和35kV变电站的电容组，调节自备电站发电机的无功负荷，把功率因数控制在0.95—0.98之间，争取供电公司为我公司尽可能多的减免电费。电压的稳定对我公司电力系统安全可靠运行和正常生产有举足轻重的作用，同时对提高电能质量、延长设备的使用寿命也有着十分重要的意义。

一、 电源充足时的平衡无功功率与电压方法

如果系统无功功率电源很充足，那么系统就有比较高的电压运行水平。所以，要尽量实现额定电压状态下的无功功率平衡。在实际运行过程中，利用补偿装置进行就地补偿，不仅可以减少线损，还可以改善电压的质量。但是多次实践表明，配变负荷大时，电压波动也很大，如果单纯地依靠无功补偿控制，电压的质量问题往往不能得到很好地解决，所以需要利用电压和无功作为控制变量，进一步实现改善电压质量的目的。为了让无功Q和电压U达到需要的值，需要利用投切电容器组合有载配电变压器分接开关档位的改变，从而改变系统的无功和电压。下面按Ⅰ段举例分析：

（一）当Ⅰ段出现无功功率过补偿时，无功功率外送时调节方法如下：电业局规定我公司只能从电网吸取负荷，不允许自备电站发电机发电过多向电网反送，并设置逆功率装置来限制负荷外送。当遇到仅无功外送此种状态时首先协调自备电站3#发电机根据功率因数调节励磁装置适当降低无功功率来调节我公司Ⅰ段无功外送，如果3#发电机在调节无效时可令35kV变电站将Ⅰ段电容根据外送情况适当拉开1#或3#电容器组。如由于ⅠⅡ段负荷分配不均所造成的可联系厂调令生产将Ⅱ段负荷切到Ⅰ段一部分，来达到Ⅰ段ⅠⅡ段负荷均衡及功率因数符合电业局及我公司的要求。

（二）系统进线电压过高，造成6kV系统电压过高：电调值班人员首先联系地调说明原因请地调进行调节干预，如效果不佳可根据两站6kV系统电压情况适当拉开本段电容器组，如电压过高还无法达到正常值可通过调整变压器变比调整电压，对1#主变有载调压调档实现，此种方法既可以调节6kV系统电压过高又可以使进线无功功率得到了平衡。

二、补偿容量不足平衡无功功率与电压方法

要想保证系统的电压质量与系统的无功功率进行平衡，其首要条件就是保持系统电压水平正常。正常情况时，用电设备既要从电源处取得无功功率，还要取得有功功率。如果无功功率不能够满足用电设备的需求时，用电设备就没有充足无功功率，无法建立正常运行的电磁场，从而导致这些用电设备不能保持在额定状态下工作，端电压下降，最终造成用电设备无法正常运行。无功功率平衡可以补偿容量的不足，在无功功率不足的时候，使其达到一种平衡，这种平衡是因为系统的电压水平下降时，由无功功率控制装置的本身就具有调节电压的功能在起作用，从而降低所有系统的无功功率需求来平衡补偿容量。

系统电压过低，进线功率因数过低，可根据自备电站3#发电机自身功率因数适当调节励磁来弥补系统无功不足，如干预效果不佳再动用两站本段的共计五组电容器来适当补偿，合理的选择无功补偿的分组无功补偿即提高运行水平，还提高投运率，并且分组越多，运行更灵活，经济性更强，但是投资也就越大。通过以上无功补偿补偿功率因数达到了预期效果，如6kV系统的电压仍偏低再通过调整变压器变比调整电压，通过选择不同的分接头，使变压器变压比例发生变化，从而达到调压目的。

三、结束语

总而言之，沧州炼化公司不断扩大，我们变电站值班人员也要不断研究在电能传输和电力生产过程中，怎样调整电压，怎样合理的补偿、分配无功，以不断满足我公司生产装置对电能的需求，同时还要保证电能的质量、电压的正常，衡量电能最主要的质量指标就是电压的质量，电压稳定有助于保证电力系统正常可靠的运行，同时还可以延长设备的使用寿命、提高电能的质量，而无功是决定电压的一个非常重要的因素，它的用处很大，变压器、电动机、交流接触器都需要借助它才能正常运作，所以做好变电站无功补偿的控制和电压调节至关重要。具体情况具体分析，采用合理地对策，从而使我公司电力系统更加经济、稳定、高效运行。