变电所无功补偿装置设计核心技术标准规定.docx
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变电所无功补偿装置设计核心技术标准规定
330~500kV变电所无功补偿装置设计技术规定
Technicalregulationrordesigningorreactivefor330~500kVsubstations
DL5014-92
主编部门：
能源部东北电力设计院
批准部门：
中华人民共和国能源部
施行日期：
1993年10月1日
第一章总则
第1.0.1条本规定合用于330、500kV变电所内330、500kV并联电抗器置，10～63kV并联电抗器和并联电容器装置，0.8～20kV静止补偿装置新建程，扩建、改建工程可参照执行。
本规定不涉及调相机。
第1.0.2条无功补偿装置设计必要执行国家技术经济政策，并应依照安装点电网条件、谐波水平、自然环境、运营和检修规定等，合理地选取装置型式，容量，电压级别，接线方式，布置型式及控制、保护方式，做到安全可靠、技术经济理和运营检修以便。
第1.0.3条遵循本规定设计无功补偿装置，尚应符合现行国家和部关于准、规范、规程和规定。
第二章系统要求
第2.0.1条系统无功补偿原则上应按就地分区别电压基本平衡，以保证系统枢纽点电压在正常和事故后均能满足规定规定。
第2.0.2条变电所内装设高低压感性和容性无功设备容量和型式，应依照力系统近远期调相、调压、电力系统稳定、电压质量原则、工频过电压和潜供电流方面需要选取。
无功补偿装置应一方面考虑采用投资省、损耗小、分组投切并联电容器组和低压并联电抗器组。
由于系统稳定和满足电压质量原则而需装设静止补偿装置或调相机时，应通过技术经济综合比较拟定。
第2.0.3条并联电容器组和低压并联电抗器组补偿容量，宜分别为主变压器容量30%如下。
无功补偿装置，应依照无功负荷增长和电网构造变化分期装设。
第2.0.4条并联电容器组和低压并联电抗器组分组容量，应满足下列规定：
一、分组装置在不同组合方式下投切时，不得引起高次谐波谐振和有危害谐波放大；
二、投切一组补偿设备所引起变压器中压侧母线电压变动值，不适当超过其额定电压2.5%；
三、应与断路器投切电容器组能力相适应；
四、不超过单台电容器爆破容量和熔断器耐爆能量。
为简化接线和节约投资，宜加大分组容量和减少分组数。
500kV变电所电容补偿装置分组容量可选为30～60Mvar，330kV变电所可选为10～25Mvar。
并联电抗器组分组容量参照上述二、三两项规定，可恰当增大。
第2.0.5条分组投切并联电容器组串联电抗率，需依照电容器组合闸涌流，谐波放大对系统及电容器组影响等方面验算拟定。
由系统进入变电所母线谐波量，在无实测值时，可按SD126《电力系统谐波管理暂行规定》中规定各级电压母线电压波形畸变率及谐波电流容许值计算。
普通状况下针对限制5次及以上谐波，串联电抗率可取5%～6%；针对限制3次及以上谐波，串联电抗率可取12%～13%。
第2.0.6条静止补偿装置型式应通过技术经济比较拟定，宜采用晶闸管相控电抗器配合断路器投切电容器组和电抗器组。
相控电抗器容量可按不不大于电容器组和电抗器组两者中最大分组容量选取。
第三章接线
第一节普通规定
第3.1.1条无功补偿装置额定电压应与其接入系统各种运营方式下运营电压相配合。
第3.1.2条高压并联电抗器接入系统电压级别普通为500、330kV，接入主变压器三次侧无功补偿装置电压宜选用35kV级，在东北地区宜选用63kV级。
静止补偿装置应连接在主变压器三次侧，主变压器三次侧电压级别可通过对主变压器及其三次侧开关设备、晶闸管阀（涉及与否加中间变压器）等组件进行综合技术经济比较拟定。
当主变压器三次侧长期只接有晶闸管阀控制（或投切）静止补偿器时，宜采用15.75kV或20kV电压。
第3.1.3条无功补偿装置接线方式应依照补偿性质、设备特点和分组数等条件拟定，并应满足安全可靠、节约投资、运营维护以便和有助于分期扩建、改建等规定。
第3.1.4条接入主变压器三次侧无功补偿装置接线应满足下列可靠性规定：
一、任一组无功补偿装置故障不应导致主变压器切除；
二、当不装总断路器时，应采用办法减少母线故障，特别是相间故障几率；
三、与第2.0.4条第一项规定同。
第3.1.5条无功补偿装置宜采用单母线接线，或按总断路器性能规定采用多段母线。
基于当前国产设备状况，主变压器三次侧无功补偿装置普通可有如下几种接线方式：
一、主变压器三次侧装总断路器，无功补偿各回路经或不经限流电抗器（兼作电容器回路串联电抗器）装设负荷开关；
二、主变压器三次侧不装总断路器，无功补偿各回路装设断路器或晶闸管投切装置；
三、主变压器三次侧不装总断路器，在并联电抗器回路中性点装设断路器（或负荷开关）或晶闸管投切装置，在并联电容器回路经限流电抗器（兼作电容器回路串联电抗器）装设断路器；
四、主变压器三次侧不装总断路器，在并联电抗器、并联电容器回路经限流电抗器（兼作电容器回路串联电抗器）装设断路器或晶闸管投切装置；
五、当具备较多组大容量并联电容器时，采用小值串联电抗器限制涌流（以串联电抗率为0.5%～1%串联电抗器代替串联电抗率为6%串联电抗器可节约投资），另装设或不装设小容量谐波滤波器接线方式。
第3.1.6条为保证载波通信质量，330、500kV并联电抗器宜装在阻波器母线侧，如有布置等其他技术经济上需要，经计算论证确能保证通信质量及继电保护可靠性时，也可将电抗器装在阻波器线路侧。
第3.1.7条多组主变压器三次侧无功补偿装置之间普通不考虑并联运营，并不适当装设互相切换设施。
第3.1.8条主变压器三次侧无馈线时总断路器装设条件：
一、当选用单相户外空心干式串、并联电抗器且组数不超过4组时，宜不装设总断路器；
二、当本期仅浮现单相并联电抗器组时可不装设总断路器，远期浮现并联电容器且回路数较多时，则应按变电所实际技术经济条件决定与否装设总断路器；
三、当由于各无功补偿回路选型及布置等因素，难以大大减少发生相间短路几率，且其开断电器又不能满足开断短路电流时，则应装设总断路器。
第3.1.9条当总断路器检修期间无功补偿装置仍需继续运营时，宜有相应旁路隔离开关回路供断路器检修时用。
第3.1.10条当有静止补偿装置时，主变压器三次侧母线接线方式原则上同第3.1.5条，并应符合下列条件：
一、当主回路装设具备切短路故障能力总断路器，并在分支回路装设负荷开关时，相控电抗器回路可不装设负荷开关；当不装设总断路器时，各分支回路涉及相控电抗器回路均应装设具备切短路故障能力断路器。
二、相控电抗器回路与谐波滤波器回路宜固定连接在一起并为一种分支。
第二节并联电抗器和并联电容器及其
配套设备接线方式
第3.2.1条低压并联电抗器回路断路器或负荷开关应依照所供配套设备及最后接线等经技术经济比较拟定。
第3.2.2条当母线短路电流超过低压并联电抗器回路断路器容许值时，可经技术经济比较选取下列接线方式：
一、断路器前加装限流电抗器；
二、选用较高电压级别、额定开断电流符合规定断路器；
三、只装设大容量总断路器，用来开断短路及负荷电流，分支回路装设负荷开关；
四、断路器装于电抗器中性点侧。
第3.2.3条当低压并联电抗器回路采用会产生较高截流过电压断路器或负荷开关（含真空断路器或真空负荷开关）时，应加装金属氧化物避雷器加以保护。
避雷器应装设在断路器并联电抗器侧。
第3.2.4条低压并联电抗器宜采用星形接线方式。
第3.2.5条具备串联段15.75～63kV大容量并联电容器组宜采用中性点不接地双星形接线。
第3.2.6条电容器装置每相为多段串联时，应采用先并联后串联接线方式，并联电容器组每个串联段中并联电容器并联台数应不不大于最小容许并联台数，同步应不大于最大容许并联台数。
最大容许并联台数由单个电容器耐爆容量及熔断器涌放电流开断能力决定。
最小容许并联台数由一台电容器故障切除后其他并联电容器过电压不导致整组电容器停运而定。
当在串联段中超过最大容许并联台数时，可在串联段间连接均压母线处分列，以减少并联台数，但分列后并联台数仍应满足最小容许并联台数规定。
第3.2.7条电容器装置应设立满足电容器投切规定专用断路器，分组断路器不能满足开断短路规定期，应增设开断短路用总断路器。
第3.2.8条当合闸涌流超过回路设备容许值时，应在每组回路中设立串联电抗器。
当装设电容器装置引起高次谐波含量超过规定容许值时，应在回路中设立限制谐波串联电抗器。
限制谐波串联电抗器，可兼作限制涌流串联电抗器。
需要限制短路电流时，串联电抗器可兼作限流电抗器。
当具备较多组大容量并联电容器时，采用小值串联电抗限制涌流另装设或不装设小容量谐波滤波器方式，应有技术经济论证，并应保证变电所母线谐波指标满足SD126规定。
串联电抗器宜选用干式空心电抗器。
第3.2.9条串联电抗器装设在电容器中性点侧或电源侧，应依照电容器装置接线方式、电抗器动、热稳定电流及母线短路容量等经技术经济比较拟定。
第3.2.10条为防止过高操作过电压，电容器回路应采用不重燃断路器或负荷开关。
当采用有重燃几率断路器或负荷开关时，应装设避雷器进行保护。
并联电容器装置中避雷器保护接线，应依照电容器装置实际接线方式，通过计算或实验来拟定。
第3.2.11条电容器装置宜装设接地用隔离开关。
第3.2.12条单台电容器宜装设专用外部熔断器，当电容器外壳直接接地时，保护单台电容器熔断器应接于电源侧。
第3.2.13条当电容器组需自动投切或单台电容器无内放电电阻时，必要加装专用放电装置，放电装置三相及中性点宜与电容器组直接连接。
第三节高压并联电抗器接线方式
第3.3.1条高压并联电抗器回路普通不装设断路器或负荷开关，但遇下列状况则可设立断路器或负荷开关：
一、两回线共用一组并联电抗器时；
二、并联电抗器退出运营，过电压水平在容许范畴内，并为调相调压需投切并联电抗器状况。
但这种状况应尽量避免，应以低压并联电抗器代替高压并联电抗器；
三、当系统其她方面有特殊规定期。
第3.3.2条高压并联电抗器带有套管型电流互感器，不专设电流互感器。
第3.3.3条保护高压并联电抗器避雷器应为线路型，并应尽量接近电抗器装设。
线路侧与否装设避雷器宜依照雷电过电压及操作过电压计算或模仿实验拟定。
第3.3.4条330、500kV并联电抗器中性点经小电抗接地，电抗器中性点侧应装设相应电压级别避雷器。
第四节静止补偿装置接线方式
第3.4.1条相控电抗器型式宜为单相空心电抗器，每相晶闸管两侧各设一种线圈，两个线圈普通为上下叠装，宜采用6脉动三角形接线。
第3.4.2条各次谐波滤波器中电容器及电抗器装置接线可参照本章第二节中关于条款规定。
第3.4.3条谐波滤波器宜采用单调谐谐波滤波器。
第四章电器和导体选择
第一节一般规定
第4.1.1条无功补偿装置电器和导体，应依照其技术条件及安装地点环境条件选取和校验。
第4.1.2条无功补偿装置电器和导体应满足正常运营、短路故障及操作过程规定。
第4.1.3条无功补偿装置总回路电器和导体长期容许电流，按下列原则取值：
一、不不大于最后规模电容器总容量额定电流，并计入实际也许浮现各次谐波电流综合值；
二、不不大于最后规模电抗器总容量额定电流1.1倍。
第4.1.4条无功补偿装置中导体和电器选取均应符合SDGJ14《导体和电器选取设计技术规定》关于条文。
第二节并联电容器
第4.2.1条电容器组额定电压宜与安装处母线实际运营电压计入因串联电抗器引起稳态电压升高相适应。
第4.2.2条电容器承受长期过电压不应超过电容器额定电压1.1倍。
第4.2.3条电容器稳态过电流容许值应为其额定电流1.3倍。
对于具备最大电容正偏差电容器，其过电流容许值应为电容器额定电流1.43倍。
第4.2.4条单台电容器容量选取应按电容器组单相容量和每相电容器串、并联台数拟定，并宜选用大容量产品。
第4.2.5条置放在绝缘台上电容器宜选用单套管构造。
第4.2.6条单台电容器技术条件应满足GB3983《并联电容器》、GB6915《高原电力电容器》、GB6916《湿热带电力电容器》、SD205《高压并联电容器技术条件》规定。
第4.2.7条电容器组宜采用成套设备。
第4.2.8条半露天布置电容器装置电器应选顾客外型设备。
第三节高压并联电抗器
第4.3.1条高压并联电抗器可采用单相式或三相式。
当采用三相式时，应采用三相五柱式，并应结合设备制造和运送条件综合考虑。
第4.3.2条高压并联电抗器重要技术条件应满足：
一、最高工作电压：
，
。
二、连接方式：
星形连接，中性点经小电抗接地。
三、励磁特性：
在
，
电压下励磁特性应为直线，不不大于上述电压时励磁特性曲线斜率不应低于原斜率2/3。
四、谐波电流幅值：
在额定电压下，每相三次谐波电流幅值不超过基波电流幅值3%。
五、感抗偏差：
每相偏差不不不大于±5%，三相间偏差不不不大于±2%。
六、额定绝缘水平符合GB311.1《高压输变电设备绝缘配合》规定。
七、噪声：
不超过80dB。
八、在额定电压下运营时，油箱振动最大双振幅值不应不不大于200μm。
九、高压侧及中性点侧均应装套管式电流互感器。
第4.3.3条高压并联电抗器中性点小电抗重要技术条件应满足：
一、额定电压：
依照出当前中性点最大工频过电压值拟定。
二、电抗：
应依照SDJ161《电力系统设计技术规程编制阐明》，按限制潜供电流规定选取，并应验算谐振过电压。
三、高压并联电抗器中性点和中性点小电抗器绝缘水平应依照不同中性点小电抗值下出当前中性点最大工频过电压来拟定。
四、高压侧装设套管式电流互感器。
五、噪声：
不超过80dB。
第四节低压并联电抗器
第4.4.1条可采用并联层式构造单相户外干式空心低压并联电抗器或三相油浸铁心低压并联电抗器，当有条件时优先采用干式空心电抗器。
第4.4.2条并联电抗器三相间感抗偏差不不不大于±2%，每相偏差不不不大于±5%。
第4.4.3条低压并联电抗器最高运营电压宜为主变压器三次额定电压1.0～1.05倍。
第4.4.4条低压并联电抗器总损耗普通不适当不不大于额定容量0.5%。
第4.4.5条低压并联电抗器在外施电压为1.1倍最高工作电压时，其伏安特性仍为线性。
第4.4.6条低压并联电抗器绝缘水平符合GB311.1《高压输变电设备绝缘配合》规定，其中性点为线端全绝缘水平。
第4.4.7条低压并联电抗器噪声水平，对铁心油浸式不超过75dB；对空心式不超过60dB。
第五节串联电抗器
第4.5.1条限制合闸涌流串联电抗器电抗值，应按断路器、电流互感器等设备所容许涌流值进行选取。
第4.5.2条串联电抗器电抗值容许偏差：
一、在额定电流下电抗值容许偏差为额定值0～+5.0%；
二、空心干式电抗器在所容许过电流下电抗值应等于其额定电流下电抗值；
三、油浸铁心电抗器在1.35倍额定电流下电抗值应不低于额定值，在1.8倍额定电流下其电抗值下降应不超过5%；
四、电抗器每相电抗值偏差应不超过三相平均值±2%。
第4.5.3条串联电抗器过负荷能力：
一、应能在1.1倍额定电压下持续运营；
二、应能在1.35倍额定电流下持续运营，其谐波电流含量应依照系统详细状况及电抗器型式与制造厂协商拟定。
第4.5.4条串联电抗器最大短时容许电流：
一、装于电源侧串联电抗率在4%XC以上串联电抗器，应能承受25倍额定电流、持续2s而不产生任何热和机械损伤；
二、装于电源侧串联电抗率不大于4%XC串联电抗器，应与制造厂协商拟定最大短时容许电流值。
第4.5.5条串联电抗器绝缘水平：
一、地面安装串联电抗器绝缘水平应符合表4.5.5-1规定。
表4.5.5-1地面安装串联电抗器绝缘水平
回路额定电压
（kV）
额定短时工频耐受电压
（干、湿，1min，有效值）
（kV）
额定雷电冲击耐受电压
（1.2/50μs，峰值）
（kV）
15
40
105
20
50
125
35
80
200
63
140
325
二、安装于绝缘台架上油浸铁心串联电抗器绝缘水平应符合表4.5.5-2规定。
表4.5.5-2绝缘台架上安装油浸铁心串联电抗器绝缘水平
回路额定电压
（kV）
额定短时工频耐受电压
（干、湿，1min，有效值）
（kV）
额定雷电冲击耐受电压
（1.2/50μs，峰值）
（kV）
35
50
125
63
80
200
第4.5.6条串联电抗器损耗宜依照容量与型式经技术经济比较选定。
第4.5.7条串联电抗器噪声水平不超过65dB。
第六节断路器
第4.6.1条用于无功补偿装置回路断路器，除应满足普通断路器技术条件（GB1984《高压断路器》）外，尚应符合下列规定：
一、合闸时触头不应有弹跳；
二、分闸时不应重击穿；
三、应有承受合闸涌流能力；
四、经常投切断路器应具备频繁操作能力；
五、当需开断短路电流时，断路器开断能力应满足由回路固有振荡频率所拟定恢复电压上升速率规定。
当所选取设备难以满足上述一、二项规定期，必要有操作过电压防护办法。
第4.6.2条用于并联电容器装置断路器长期容许电流，应不不大于电容器组额定电流1.35倍。
第4.6.3条无功补偿装置总断路器应具备投切其所连接所有无功补偿装置最大输出电流和短路电流能力。
第4.6.4条用于无功补偿装置断路器，除应考虑开断系统短路电流外，还需考虑并联电容器组放电电流影响。
在选取其动稳定电流时应叠加电容器放电冲击电流值。
在选取其遮断容量时，应叠加电容器相应放电衰减电流值。
第4.6.5条当回路额定电流、短路开断能力、恢复电压上升速率等规定不能满足时，可采用较高电压级别断口断路器，必要时也可采用加装并联小电容办法满足恢复电压上升速率。
第七节熔断器
第4.7.1条保护单台电容器熔断器宜采用专用外部熔断器。
第4.7.2条熔断器额定电压不应低于电容器额定电压，最高工作电压应为额定电压1.1倍。
第4.7.3条熔断器熔体额定电流可按电容器额定电流1.5～2.0倍选取。
第4.7.4条熔断器耐爆能量应不不大于并联段所有电容器在1.1倍额定电压下贮能。
第4.7.5条熔断器应具备开断下列电流能力，且无重燃：
一、1.5倍熔断器额定电流；
二、当某一种电容器故障短路时通过该电容器熔断器故障电流，以及1.1倍电容器额定电压时，并联支路所有电容器向金属性短路点放电电流。
第4.7.6条熔断器在合闸涌流时不应误熔断。
第4.7.7条保护单台电容器熔断器其他技术性能均应满足能源部颁布《高压并联电容器单台保护用熔断器技术条件》规定。
第八节电容器放电装置
第4.8.1条当用单相电压互感器代替专用放电线圈时，其技术特性应满足放电装置规定。
第4.8.2条放电装置额定电压不应低于电容器组额定电压，其稳态过电压容许值应与电容器组相一致。
第4.8.3条放电装置放电特性应满足下列规定：
一、手动投切电容器组放电装置，应能使电容器组三相及中性点剩余电压在5min内自额定电压峰值降至50V如下；
二、自动投切电容器组放电装置，应能使电容器组三相及中性点剩余电压在5s内自电容器组额定电压峰值降至0.1倍电容器组额定电压及如下。
第4.8.4条放电装置容量应满足在最大放电容量下放电时热稳定规定，当选用带有二次线圈放电装置潮流应满足二次负荷及电压变比误差规定。
第4.8.5条放电装置中性点应为全绝缘，并有套管引出。
第九节避雷器
第4.9.1条选取保护并联电容器装置金属氧化物避雷器额定电压应考虑系统单相接地引起工频电压升高，并留有一定裕度。
第4.9.2条设计中应校验避雷器通流容量以保证运营安全。
对保护并联电容器组单相重燃过电压金属氧化物避雷器应以电源侧单相接地时，断路器发生操作重燃过电压为校验其通流容量条件。
第4.9.3条高压并联电抗器及中性点小电抗器保护避雷器按第3.3.3条及第3.3.4条选取。
第十节静止补偿装置
第4.10.1条静止补偿装置中各部件应能保证该装置可靠运营，各部件应符合关于原则和设计规定规定。
第4.10.2条应对静止补偿装置在最严重运营状况下引起电压畸变和谐波电流值作出评价，涉及非特性谐波影响，应合理选取谐波滤波器电气参数，以保证在正常运营时谐波指标满足SD126《电力系统谐波管理暂行规定》关于条款规定。
第4.10.3条滤波电容器组额定电压选用应考虑下列因素：
一、串联电抗器引起滤波电容器工频电压升高；
二、谐波滤波器接入点系统最高运营电压；
三、谐波引起滤波电容器电压升高。
第4.10.4条谐波滤波器装置中滤波电容器稳态过电流容许值应满足第4.2.3条规定，或由顾客和制造厂协商拟定；其他电器稳态过电流容许值不应不大于滤波电容器稳态过电流容许值。
第4.10.5条晶闸管元件动态特性和静态特性应能保证静止无功补偿装置正常运营。
通态电流临界上升率不适当不大于100A/μs。
断态电压临界上升率不适当小500V/μs。
第4.10.6条晶闸管元件额定电压选用应考虑其安装点最高运营电压等因素，并留有一定裕度。
第4.10.7条晶闸管元件触发方式宜采用电光电触发，并设立防止晶闸管元件过电压可靠保护装置。
第4.10.8条晶闸管装置冷却系统必要保证晶闸管元件正常运营，冷却方式可采用水冷或其他介质冷却，冷却系统中用电扇和水泵应设有100%备用。
第4.10.9条为减少静止补偿装置运营费用，在选型时，应考虑其损耗特性。
第十一节导体及其它
第4.11.1条单台电容器至母线或熔断器连接线长期容许电流，不应不大于单台电容器额定电流1.43倍，并应考虑机械强度规定。
第4.11.2条电容器装置电器和导体长期容许电流，不应不大于电容器组额定电流1.35倍。
第4.11.3条相控电抗器回路和滤波器回路连接线长期容许电流不应不大于该回路最大容许稳态过电流，并满足机械强度规定。
第4.11.4条为防止并联电容器回路合闸涌流在互感器一、二次绕组产生较大过电压引起绝缘事故，应对电容器回路及其中性点侧电流互感器进行验算，拟定与否需采用必要办法，涉及加强匝间绝缘或其她保护设备。
第五章安装与布置
第一节一般规定
第5.1.1条无功补偿装置及其配电装置带电距离应满足SDJ5《高压配电装置设计技术规程》规定。
第二节并联电容器组安装与布置
第5.2.1条电容器装置应
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