电力电容器投退时机分析

电力电容器是一种静止的无功补偿设备，其主要作用是向电力系统提供容性无功功率，提高功率因数，可以减少输电输送电流，减少输电线路功率和电压损耗，改善电能质量，提高设备利用率。
在《国家电网公司电力系统无功补偿配置原则》中规定：无功补偿装置应根据电网情况实施，分散就地补偿与变电站集中补偿相结合、电网补偿与用户补偿相结合、高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压需要；35-110KV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变容量的10%-30%配置，并满足35-110KV主变压器最大负荷时其高压侧的功率因数不低于0.95，低谷负荷时其高压侧的功率因数不高于0.95。

农村电网变电站负荷率低、负荷峰谷差大。早期建设的变电站，为节约投资一般在主变压器低压侧只装设一组电容器，这就造成在实际运行中高峰负荷时电容器容量略显不足而在负荷低谷时电容器容量又偏大。何时合理地投入或退出电容器从而达到较好的降损节能效果成为农村电网经济运行的一个重要课题。我们根据变电站电压情况、上级变电站无功功率和功率因数情况，以电网损耗率最小为原则进行电容器的合理投退，取得了不错的效果。以下面电网为例与各位读者共同探讨。
1、电网接线图：
 

2、设备及线路相关技术参数：
出线3  LGJ—70/6.711Km
B变压器 S9—2500/35   ΔP  =21.5KW    I %=0.6
B10KV电容器   Q =400Kvar     有功功率损耗0.7Kw/100Kvar
3、线路及主变电阻计算：
3．1、35KV出线3电阻：
R =r L=0.45ⅹ6.711=3.02Ω
r -----导线电阻率 LGJ-70导线电阻率为0.45Ω/Km
L-----线路长度
3．2、B变压器折算至高压侧电阻：
R = = =4.214Ω
ΔP ---B变压器额定负载损耗   KW
U ---B变压器高压侧额定电压   KV
S ---B变压器额定容量   MVA
4、设B变压器高压侧在末投入B10KV电容器前的感性功率为P +jQ
4．1、末投入B10KV电容器前B变压器、35KV出线3有功功率损耗ΔP 为：
ΔP = R= （ R + R ）= （ 3.02+4.214）KW
4．2、投入B10KV电容器后B变压器、35KV出线3有功功率损耗ΔP 为：
 

P----B 变压器高压侧有功功率  KW
Q----B变压器高压侧无功功率  Kvar
U----35KV出线3额定电压    KV
4．3、B10KV电容器本身有功功率损耗ΔP 为：
ΔP =0.7ⅹ400=28KW
当ΔP  ΔP +ΔP 投入B10KV电容器运行即经济合理。
解上式可得：Q =200.59 Kvar
故如果B变压器带B10KV电容器运行时其高压侧的容性无功功率超过200.59-400=-199.41 Kvar时B10KV电容仍运行就不经济合理。
注:
1、投入B10KV电容器前后B变压器绕组中无功功率损耗变化不大，为计算简便忽略不计；
2、投入或退出B10KV电容器对A变压器及以上电网影响很小，因而末加以考虑。
通过以上计算分析结合投退B10KV电容后电压的变化，在电网实际运行中投入B10KV电容器的条件为：
1、B变压器高压侧的感性无功功率达到200.59 Kvar并有增加的趋势；
2、B10KV电容器投入后B10KV电压仍符合逆调压原则，如不符合应调整变压器有载分接开关，能使其符合逆调压原则；
3、B10KV电容器投入后A35KV母线无功应仍为感性。
退出B10KV电容器的条件为：
1、B变压器高压侧的无功功率呈容性达到-199.41 Kvar并有继续减小的趋势；
2、B10KV电容器退出后B10KV电压仍符合逆调压原则，如不符合应调整变压器有载分接开关，能使其符合逆调压原则。
结束语：电网调度运行人员不能死搬硬套“不得向系统倒送无功，35-110KV主变压器最大负荷时其高压侧的功率因数不低于0.95，低谷负荷时其高压侧的功率因数不高于0.95”的规定。对于已建成投运电力电容器，根据不同线路、设备，在无功功率过补量不大的情况合理进行投入或退出，不仅不会对电网产生不良影响，反而有利于电网降低损耗。