10千伏成套无功补偿装置的分析与选择

10千伏成套无功补偿装置的分析与选择

陈建丰

（大同供电设计院大同037008）

摘要：随着变电站综合自动化程度的逐步提高以及大量无人值班站的投运，提高变电站一次设备的安全可靠性，进一步降低故障率，满足整体运行管理需求，是电网建设重要的基本措施。10千伏成套无功补偿装置作为变电站重要组成部分，其良好稳定运行是变电站安全健康的基础之一，采用性能更加优异的无功补偿成套装置可以有效提高变电站运行指标。

关键词：无功补偿装置框架式

1.10千伏成套无功补偿装置现状

目前，10千伏成套无功补偿装置主要有组合框架式、集合式、全封闭型，以上几种在电力系统发展的不同时期都有应用，下面分别介绍如下：

1.1组合框架式成套无功补偿装置

组合框架式成套无功补偿装置，是指将带铁壳的单台电容器按一定顺序放置在框架上，设备四周设置围栏。这类产品在国内应用范围最广，各地均有丰富的运行经验，并且运行效果很好。成套装置布局清晰，安全距离和绝缘距离较大，由于采用单台外熔丝保护，当电容器发生故障时，外熔丝示意牌掉下，运行人员能够很快发现故障电容器并及时更换，为装置重新投入运行争取了时间。这一点正是该型式产品深受欢迎的主要原因。

根据国家电网公司十八项重大反事故措施第10.2.4.3条的规定,“新安装干式空心电抗器时，不应采用叠装结构，避免单相电抗器事故发展成为相间事故”，根据这一条规定，电抗器均为品字形或一字型布置，这就造成其占地面积较大。

1.2集合式并联电容器

集合式（又称密集型）并联电容器由内部电容器单元、框架、箱体及出线套管组成，它的外形像一台中型变压器，箱体内充满变压器油，起绝缘与冷却作用。

集合式电容器的优点是占地面积小，安装维护方便。适用于变电站户外集中补偿，特别适用于电网的改造工程。集合式电容器也有它无法回避的缺点：如在运行中，设备一旦出现故障，故障点不易查找，且需对设备进行吊芯及绝缘油的净化处理，而用户往往没有自行维护修理的条件，只能与厂方联系，给运行带来不便。这也是许多用户不愿采用该型式产品的主要原因。

集合式电容器在电网中也有多年的运行经验，尤其是在一些无功补偿容量较小的中小型变电站中。

1.3全封闭式成套装置

全封闭式电容器由箱式高压并联电容器、油浸式串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、保护器件及电缆进线箱等设备组合而成。电容器、电抗器和放电线圈为一体式全密封结构，三者均为油浸式。近几年全封闭装置已有不少工程应用，运行反应很好。

该产品优点是不仅缩小了占地面积（为框架式、集合式电容器的1/3左右），可靠性和安全性都大幅度提高，并且维护量几乎为零。但缺点是价格偏高，为组合框架式的2-3倍。发生故障时，与集合式电容器类似，用户往往没有自行维护修理的条件，只能与厂方联系，给运行带来不便；仅有一到二个生产厂家，且较大部分依赖外国技术，不稳定因素较多。

2.10千伏成套无功补偿装置分析与比较

组合框架式和全封闭式成套装置有着鲜明的优缺点，其整体优势均较集合式明显。下面根据电力系统典型110千伏变电站的具体情况，对组合框架式和全封闭式成套装置进线技术经济比较，以选择最佳的电容器成套装置型式。

某110千伏变电站容性无功补偿为最终规模按6组并联电容器考虑，容量为3×4800+3×3600千乏，本期为2×4800+2×3600千乏。

2.1占地面积比较

1)选择组合框架式电容器成套装置，按国家电网公司通用设备要求，设备占用面积为：2.6m×6m=15.6㎡；

当两台组合框架式电容器成套装置背靠背布置时，其占地为：15.6×2=31.2㎡。

2）全封闭式电容器成套装置，按厂家资料，其外形尺寸为：宽1.92m、长2.41m。其整套装置总油量为2380L，依据《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229),需设置油池，油池尺寸为宽2.92m、长3.41m。

单台全封闭式电容器成套装置的占地面积为：2.92m×3.41m=9.957㎡；

当两台全封闭式电容器成套装置紧靠布置时，其占地为：

3.92m×（3.41+0.37m+3.41m）=28.19㎡。

由上可知，采用全封闭式电容器成套装置两组紧靠布置时，其占地仅较两组组合框架式电容器成套装置背靠背布置节省9.6﹪。

2.2设备本体造价

全封闭式电容器成套装置的价格约为组合框架式电容器成套装置的价格的2~3倍。

2.3综合比较

下面对两组全封闭式电容器成套装置与组合框架式并联电容器成套装置列表进行技术经济比较：

通过上表统计分析，可知全封闭式并联电容器成套装置在仅比组合框架式并联电容器减少9.6%的占地面积的情况下，价格却高出2~3倍，组合框架式并联电容器成套装置性价比更高。但全封闭式并联电容器成套装置的优势在于运行维护工作量小、故障率低，故如其设备价格可以降低的话，将是今后电容补偿装置发展的趋势。

3结论

组合框架式并联电容器成套装置运行可靠，价格低廉，在成套无功补偿装置的各种型式中，具有最高的性价比，符合国家政府及国网公司提倡的可靠、节俭的指导思想。

参考文献

[1]弋东方,应震华,贺根续,等.电力工程电气一次设计手册[M].北京:中国电力出版社，1989:46-46.

[2]高运动，等.浅谈变电站无功补偿装置的应用[J].安徽电力科技信息,2009(6):30-31.

作者简介

陈建丰（1971.8-），男，山西大同人，单位：大同供电设计院，研究方向：变电一次设计，