王智丽

(阳泉煤业(集团)股份有限公司发供电分公司，山西 阳泉 045000)

阳煤集团电力系统无功平衡分析

王智丽

(阳泉煤业(集团)股份有限公司发供电分公司，山西 阳泉 045000)

对阳煤电力系统中的无功电源、设备和无功补偿装置的平衡进行了分析，指出无功平衡存在的一些问题，并提出改进措施。

电力系统；无功；平衡；问题；措施

0 引言

无功是电力系统中不可缺少的因素，因此对系统中无功的分析对电力系统的稳定有着积极作用。电力系统无功功率平衡的基本要求是：电力系统中的无功电源可以发出的无功功率应大于或等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。按照电力系统平衡的基本要求，现对阳煤本部无功分布状况进行分析。

1 无功分布需求

(1) 电源。本部系统的无功电源有3个：一为自备电厂发电机，自备机组发出无功为70 000 kvar左右；二是无功补偿装置，目前各矿的无功补偿装置主要为静止无功补偿(SVCR、SVG、FC)和电容器，补偿点是6 kV母线侧，补偿总容量为63 700 kvar；三是由国网阳泉供电分公司海落湾站电源点提供的无功电源，购入的无功容量为10 000 kvar。3个电源点提供的无功容量为14.37万kvar。

(2) 无功用电设备。本部系统的无功用电设备为异步电动机、变压器和线路，其中，异步电动机所需无功电量占到总无功的70%，其次变压器也是主要的无功消耗者。据统计，阳煤电网无功设备容量约为12万kvar。

2 本部区域的无功分布状况

2.1 一矿区域

2.1.1 无功容量统计状况

一矿地区实际消耗无功19 187.1 kvar，地区功率因数为0.82。

2.1.2 无功电源和功率因数状况

一矿区域无功电源来自矿站、二电厂站以及相关站室内部无功补偿装置：从系统吸收无功功率1 807 kvar，二电厂提供无功功率7 587 kvar，目前无功各站室无功补偿容量已达到了21 000 kvar。从统计来看，无功补偿总容量满足所需无功。

一矿35 kV站分区域分析：张华沟站有3组1 500 kvar SVCR无功补偿装置，功率因数为1；吴家掌站现有1 800 kvar固定无功补偿装置，另有3 000 kvar SVG备用，无功装置满足电压标准要求，功率因数为0.99；阳坡堰站有2 700 kvar无功补偿装置，功率因数为0.97；红简沟站无功装置容量为6 000 kvar，目前无功补偿为过补偿，向北头嘴站倒送无功；北头嘴无功补偿装置容量较低，目前正在投入一组300 kvar的无功补偿装置，经测算，投入后将大大改善北头嘴站的无功状况。

2.1.3 分析小结

一矿地区的无功补偿基本达到就地平衡，目前来看，只有北头嘴站补偿水平较低，正在完善；同时存在一些地区过补偿，如红简沟站，分析主要原因为此地区的无功装置是固定的无功装置，这样会出现装置投切不及时，不能根据用电负荷的变化及时投切的问题，而静态无功装置能够弥补这一不足。

2.2 二矿本部

2.2.1 无功设备统计状况

二矿本部赛鱼和桃南站对所有无功设备运行情况进行统计，实际消耗无功7 877.7 kvar，如果所有无功设备投入运行，二矿本部会出现过补偿。

2.2.2 无功电源和功率因数状况

二矿本部无功电源来源于矿站以及相关站室内部的无功补偿装置，各站室无功补偿容量12 300 kvar，其中容性补偿SVG 6 000 kvar，感性补偿FC 6 300 kvar。从系统吸收无功功率4 597 kvar，35 kV母线功率因数达到0.96。赛鱼和桃南站的无功补偿基本实现平衡，其中赛鱼变压器功率因数达到0.95，桃南站达到0.96。

2.2.3 分析小结

本区域无功补偿装置能够满足设备正常运行，不需要增加无功补偿装置。

2.3 三矿区域

2.3.1 无功设备统计状况

三矿区域同步电动机容量10 000 kW，异步电动机容量8 000 kW，主扇容量6 550 kW，总容量达到了24 550 kW。对所有无功设备运行情况进行统计，实际消耗无功12 704 kvar，功率因数0.78，本区域功率因数偏低。

2.3.2 无功电源和功率因数状况

三矿区域无功来源于矿站、神堂嘴瓦斯电站、虎尾沟瓦斯电站以及相关站室内部的无功补偿装置，各站室无功补偿容量为12 000 kvar，从系统吸收无功7 933 kvar，神堂嘴瓦斯电站提供无功2 788 kvar，合计功率因数0.86。

马家坡站主变功率因数0.67，神堂嘴瓦斯电站提供电源，本站电压较高，因此，电容器无法正常投运，是导致功率因数低的主要原因。东西畛站进线功率因数0.75，主要原因为本地区的无功补偿装置配置不足，需要增加无功补偿装置5 000 kvar。蒙村站变压器侧的功率因数为0.95，从无功装置容量分析，本站配置能够满足需求。若本站电容器全部投入运行，本站出现无功倒供情况。

2.3.3 分析小结

三矿区域需要在东西畛站增加无功补偿装置。且由于马家坡站和蒙村站靠近电源，电压较高，补偿装置难以投运，所以形成这两个站无功装置不能有效投入的现状。

2.4 五矿区域

2.4.1 无功设备统计状况

五矿区域无功设备容量为11 765 kvar，功率因数为0.89。

2.4.2 无功电源和功率因数状况

五矿区域无功电源来源于矿站、贵石沟瓦斯电站以及相关站室内部的无功补偿装置，五矿地区各站室无功补偿容量为28 935 kvar，从系统吸收无功4 333 kvar，贵石沟瓦斯电站提供无功5 283 kvar，正常运行状况下五矿区域的功率因数为0.93。广场站、小丈八站本站功率因数为0.95、0.96，将这两站电容器全部投入运行，本站出现无功倒供情况。赵家分区站功率因数为0.80，建议将本站8 100 kvar电容器中的两组投入运行，本站的功率因数为1，低谷时将出现无功倒供情况。

2.4.3 分析小结

五矿地区在瓦斯电站正常运行状态下无功补偿装置能够满足本地区设备的正常运行，不需要增加无功补偿装置。

2.5 新景区域无功电源和功率因数状况

新景地区的潮流由黄沙嘴站流向矿站，新景地区无功电源主要来源于三电厂和相关站室内部的无功补偿装置，新景矿地区各站室无功补偿容量19 200 kvar，新景矿消耗无功21 760 kvar，正常运行状况下新景区域功率因数为0.80。新景地区功率因数较低的主要原因是本区域由第三热电厂供电，区域电压普遍较高，在系统正常运行情况下，较近的黄沙嘴、芦南、芦北站电容器均由于电压较高而在退出状态。

3 目前系统无功补偿存在的问题及应采取的措施

(1) 无功补偿装置参差不齐。本部的无功补偿装置是近几年陆续安装和投运的，设置装置参差不齐，如二矿赛鱼和桃南系统的无功装置是先进的静态无功补偿装置，能够实现自动投切，可以根据用电负荷的变化及时进行投退，补偿效果比较理想。而个别站室无功补偿是固定装置，存在用电高峰和低谷时不能及进投退，导致高峰补偿不足、低谷过补偿等现象。措施：加强培训，提高人员素质，及时监控无功补偿情况，合理投切无功装置；逐步改造无功装置的先进性，采用自动无功补偿装置。

(2) 无功补偿容量配置还存在不足。目前各矿的35 kV站无功容量基本能够满足本地区的无功需求，但是还有个别站室无功装置容量配置不足，如一矿北头嘴站、三矿东西畛站。措施：在此地区配置无功装置，使无功补偿就地平衡。尽快完善无功装置，争取早日投运。

(3) 靠近电源点的无功装置不能投入。由于阳煤电网自备发电机组分布不集中，造成靠近电源点的站室无功装置不能投入，如靠近三电厂的黄沙嘴、芦北、芦南站；靠近瓦斯电厂的马家坡站、蒙村站。措施：研究电厂发电机无功和有功负荷，减少发电机无功电量。

[1] 程浩忠，吴浩.电力系统无功与电压稳定性[M].中国电力出版社，2004

[2] 王正风.无功功率与电力系统运行[M].中国电力出版社，2009

2014-09-15

王智丽(1975—)，女，山西阳泉人，机电工程师，研究方向：电力调度。