一、高压无功补偿的设计内容

（1）根据负荷资料、变电所负荷位置计算补偿无功功率值。

（2）选择适当的无功电源设备及补偿位置。

（3）通过技术经济综合比较，确定无功补偿装置。

（4）评定无功补偿装置的补偿方案。

二、设计文件及图纸要求

（1）设计说明书一份。

（2）计算书一份。

（3）系统接线图一张。

三、原始资料

（1）35KV双电源变电站10KV供电变电站电缆供电负荷位置统计资料如图：

说明：数据单位（km）

（2）变电站负荷（不含输电线路）反馈资料如下：

表1

表2

表3

（3）变电站采用单母线分段接线电缆供电方式，变压器总容量为4000KVA

（4）10KV电缆充电功率忽略不计

第二部分  设计说明书

一、 解题步骤说明

1、 计算无功总负荷（明确无功性质：感性还是容性）

① 用电设备负荷无功

② 站用电负荷无功

③ 电力线路负荷无功

2、 设计无功补偿方案

① 无功功率补偿设备的设计方案

㈠ 无功功率电源的选择

① 方案一：同步电动机

② 方案二：并联电容器

③ 方案三：同步调相机

④ 方案四：静止无功发生器

⑤ 方案五：并联电抗器

㈡ 无功功率补偿装置容量的选择

① 总容量

㈢ 无功电源容量的分区选择

① 分区容量

㈣ 断路器（开关）的合理选择

②无功功率补偿装置位置的设计方案

㈠ 变电站高压（相对变压器而言）母线侧

㈡ 变电站低压（相对变压器而言）分段母线Ⅰ母

㈢ 变电站低压（相对变压器而言）分段母线Ⅱ母

㈣ 变电站低压（相对变压器而言）旁路母线上

3、 各种方案之间的类比

① 无功补偿设备

② 无功补偿设备的位置

4、 选定 恰当的方案组合

5、 绘制变电站电气主接线图

二、 对待设计无功补偿装置的位置说明

电力系统中针对无功补偿装置的安装位置来说，都是只管补偿后面的负荷，不管补偿装置前面的负荷。

无功补偿的节能只是降低了补偿点至发电机之间的供电损耗，所以高压侧的无功补偿不能减少低压网侧的损耗，也不能使低压供电变压器的利用率提高。根据 佳补偿理论，就地补偿的节能效果 为显著。

但是由本变电站采用的是集中补偿方式（装设在企业或地方总变电所6~35KV母线上，可减少高压线路的无功损耗，而且能提高本变电所的供电电压质量。），故无功补偿装置安装在10KV母线上。

三、 无功补偿装置选择的说明

无功补偿装置的选择在电力系统中都是有固定的原则——择 用。

1、 供电的可靠性；

2、 设备的经济性；

3、 设备的操作维护的方便性。

四、 无功补偿装置的容量组合

根据相关的设备容量分区而制定。具体的请参考计算书。

五、 变电站主接线的确定

依据原始资料可知变电站的部分主接线方式为双电源供电，单母线分段送电。然后添加无功补偿装置电气装置即可。

第三部分  计算书

一、 负荷反馈资料中的 大有功负荷计算

依据 大有功功率的计算公式：

式中：为 大有功负荷，其 单位为瓦（w）。

为同期启动系数（又名需用系数），其单位为1。

为统计有功负荷，其 单位为瓦（w）。

说明：

为计算方便令1,2,3,4,5字符分别代表矿机厂，电机厂，炼油厂，汽车厂，化工厂（下同，不再重复说明）。

二、功率因数角的计算

依据功率因数利用反三角函数求出功率因数角，其计算公式为：

式中：为功率因数符号，单位为1。

为功率因数值，单位为1。

为功率因数角，单位为度。

为反三角函数的代号。

自然功率因数角：

∵  ∴  ∴ 

目标功率因数角：

∵  ∴  ∴ 

三、 大无功负荷的计算

依据 大无功负荷计算公式：

式中：为 大无功功率，其 单位为乏（var）。

为 大有功功率，其 单位为瓦（w）。

为功率因数角的正切值，其单位为1。

大自然无功负荷：

∴

大目标无功负荷：

四、 电缆输电损耗（此处忽略不计）

依据功率损耗公式：

五、负荷资料整理

依据负荷求和公式：

式中：为有功功率的求和公式符号

为无功功率的求和公式符号

大有功负荷为：

大自然无功负荷：

大目标无功负荷：

变电站站用电负荷：

所以：

综上所述应该补偿感性的无功功率2292.6  kvar

六、 设计方案

1、 无功补偿装置方案

方案一：并联电容器

方案二：同步补偿机（同步电动机同步调相机）

方案三：静止无功补偿器

方案四：静止无功发生器

2、 无功补偿装置位置方案

方案一：变压器高压侧

方案二：低压侧Ⅰ母

方案三：低压侧Ⅱ母

七、 方案之间类比

1、无功补偿装置的类比：

2、无功补偿装置位置的类比：

八、方案的选定

综上所述，选定合理的方案为：并联电容器在变电站低压分段母线的两侧，且容量为均分方式 。