330500kV变电所无功补偿装置设计技术规定之欧阳光明创编.docx

1、330500kV变电所无功补偿装置设计技术规定之欧阳光明创编330500kV变电所无功补偿装置设计技术规定欧阳光明（2021.03.07）Technicalregulationrordesigningorreactivefor330500kVsubstationsDL5014-92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条本规定适用于330、500kV变电所内的330、500kV并联电抗器置，1063kV并联电抗器和并联电容器装置，0.820kV静止补偿装置的新建程，扩建、改建工程可参照执行。本规定不包括调相机。第1.0.

2、2条无功补偿装置的设计必须执行国家的技术经济政策，并应根据安装点的电网条件、谐波水平、自然环境、运行和检修要求等，合理地选择装置型式，容量，电压等级，接线方式，布置型式及控制、保护方式，做到安全可靠、技术经济理和运行检修方便。第1.0.3条遵照本规定设计的无功补偿装置，尚应符合现行的国家和部的有关准、规范、规程和规定。第二章系统要求第2.0.1条系统的无功补偿原则上应按就地分区分电压基本平衡，以保证系统枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求。第2.0.2条变电所内装设的高低压感性和容性无功设备的容量和型式，应根据力系统近远期调相、调压、电力系统稳定、电压质量标准、工频过电压和潜供电流方面

3、的需要选择。无功补偿装置应首先考虑采用投资省、损耗小、分组投切的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标准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确定。第2.0.3条并联电容器组和低压并联电抗器组的补偿容量，宜分别为主变压器容量的30%以下。无功补偿装置，应根据无功负荷增长和电网结构变化分期装设。第2.0.4条并联电容器组和低压并联电抗器组的分组容量，应满足下列要求：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的谐波放大；二、投切一组补偿设备所引起的变压器中压侧的母线电压变动值，不宜超过其额定电压的2.5%；三、应与断路器投切电容器组的能力

4、相适应；四、不超过单台电容器的爆破容量和熔断器的耐爆能量。为简化接线和节省投资，宜加大分组容量和减少分组数。500kV变电所电容补偿装置的分组容量可选为3060Mvar，330kV变电所可选为1025Mvar。并联电抗器组的分组容量参照上述二、三两项要求，可适当增大。第2.0.5条分组投切的并联电容器组的串联电抗率，需根据电容器组合闸涌流，谐波放大对系统及电容器组的影响等方面的验算确定。由系统进入变电所母线的谐波量，在无实测值时，可按SD126电力系统谐波管理暂行规定中规定的各级电压母线的电压波形畸变率及谐波电流允许值计算。一般情况下针对限制5次及以上谐波，串联电抗率可取5%6%；针对限制3次

5、及以上谐波，串联电抗率可取12%13%。第2.0.6条静止补偿装置的型式应通过技术经济比较确定，宜采用晶闸管相控电抗器配合断路器投切的电容器组和电抗器组。相控电抗器的容量可按不小于电容器组和电抗器组两者中的最大分组容量选择。第三章接线第一节一般规定第3.1.1条无功补偿装置的额定电压应与其接入系统的各种运行方式下的运行电压相配合。第3.1.2条高压并联电抗器接入系统的电压等级一般为500、330kV，接入主变压器三次侧的无功补偿装置的电压宜选用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等级可通过对主变压器及其三次侧的开关设备、晶闸管阀(包括是

6、否加中间变压器)等组件进行综合技术经济比较确定。当主变压器三次侧长期只接有晶闸管阀控制(或投切)的静止补偿器时，宜采用15.75kV或20kV电压。第3.1.3条无功补偿装置的接线方式应根据补偿性质、设备特点和分组数等条件确定，并应满足安全可靠、节约投资、运行维护方便和有利于分期扩建、改建等要求。第3.1.4条接入主变压器三次侧的无功补偿装置的接线应满足下列可靠性要求：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，应采取措施减少母线故障，特别是相间故障的几率；三、与第2.0.4条第一项的要求同。第3.1.5条无功补偿装置宜采用单母线接线，或按总断路器性能要求采用多段母线

7、。基于目前国产设备状况，主变压器三次侧无功补偿装置一般可有以下几种接线方式：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(兼作电容器回路的串联电抗器)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，在并联电抗器回路的中性点装设断路器(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(兼作电容器回路的串联电抗器)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(兼作电容器回路的串联电抗器)装设断路器或晶闸管投切装置；五、当具有较多组大容量并联电容器时，采用小值串

8、联电抗器限制涌流(以串联电抗率为0.5%1%的串联电抗器代替串联电抗率为6%的串联电抗器可节省投资)，另装设或不装设小容量谐波滤波器的接线方式。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的母线侧，如有布置等其它技术经济上的需要，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的线路侧。第3.1.7条多组主变压器三次侧的无功补偿装置之间一般不考虑并联运行，并不宜装设相互切换的设施。第3.1.8条主变压器三次侧无馈线时总断路器的装设条件：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、当本期仅出现单相并联电抗器组

9、时可不装设总断路器，远期出现并联电容器且回路数较多时，则应按变电所实际的技术经济条件决定是否装设总断路器；三、当由于各无功补偿回路的选型及布置等原因，难以大大降低发生相间短路的几率，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行时，宜有相应的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的接线方式原则上同第3.1.5条，并应符合下列条件：一、当主回路装设具有切短路故障能力的总断路器，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，各分支回路包括相控电抗器回

10、路均应装设具有切短路故障能力的断路器。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个分支。第二节并联电抗器和并联电容器及其配套设备的接线方式第3.2.1条低压并联电抗器回路的断路器或负荷开关应根据所供配套设备及最终接线等经技术经济比较确定。第3.2.2条当母线短路电流超过低压并联电抗器回路的断路器允许值时，可经技术经济比较选择下列接线方式：一、断路器前加装限流电抗器；二、选用较高电压等级、额定开断电流符合要求的断路器；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的断路

11、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的并联电抗器侧。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条具有串联段的15.7563kV大容量并联电容器组宜采用中性点不接地的双星形接线。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的接线方式，并联电容器组每个串联段中并联电容器的并联台数应大于最小允许并联台数，同时应小于最大允许并联台数。最大允许并联台数由单个电容器的耐爆容量及熔断器的涌放电流开断能力决定。最小允许并联台数由一台电容器故障切除后其它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允

12、许并联台数时，可在串联段间连接的均压母线处分列，以减少并联台数，但分列后的并联台数仍应满足最小允许并联台数的要求。第3.2.7条电容器装置应设置满足电容器投切要求的专用断路器，分组断路器不能满足开断短路的要求时，应增设开断短路用的总断路器。第3.2.8条当合闸涌流超过回路设备允许值时，应在每组回路中设置串联电抗器。当装设电容器装置引起的高次谐波含量超过规定允许值时，应在回路中设置限制谐波的串联电抗器。限制谐波的串联电抗器，可兼作限制涌流的串联电抗器。需要限制短路电流时，串联电抗器可兼作限流电抗器。当具有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的方式，应有

13、技术经济论证，并应确保变电所母线的谐波指标满足SD126的要求。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的中性点侧或电源侧，应根据电容器装置的接线方式、电抗器的动、热稳定电流及母线短路容量等经技术经济比较确定。第3.2.10条为防止过高的操作过电压，电容器回路应采用不重燃的断路器或负荷开关。当采用有重燃几率的断路器或负荷开关时，应装设避雷器进行保护。并联电容器装置中的避雷器保护接线，应根据电容器装置的实际接线方式，通过计算或试验来确定。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的外部熔断器，当电容器的外壳直接接地时，保护单台

14、电容器的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，必须加装专用放电装置，放电装置的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的接线方式第3.3.1条高压并联电抗器回路一般不装设断路器或负荷开关，但遇下列情况则可设置断路器或负荷开关：一、两回线共用一组并联电抗器时；二、并联电抗器退出运行，过电压水平在允许范围内，并为调相调压需投切并联电抗器的情况。但这种情况应尽量避免，应以低压并联电抗器替代高压并联电抗器；三、当系统其他方面有特殊要求时。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的避雷

15、器应为线路型，并应尽量靠近电抗器装设。线路侧是否装设避雷器宜根据雷电过电压及操作过电压计算或模拟试验确定。第3.3.4条330、500kV并联电抗器的中性点经小电抗接地，电抗器中性点侧应装设相应电压等级的避雷器。第四节静止补偿装置的接线方式第3.4.1条相控电抗器的型式宜为单相空心电抗器，每相晶闸管两侧各设一个线圈，两个线圈一般为上下叠装，宜采用6脉动三角形接线。第3.4.2条各次谐波滤波器中的电容器及电抗器装置接线可参照本章第二节中的有关条款要求。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条无功补偿装置的电器和导体，应根据其技术条件及安装地

16、点的环境条件选择和校验。第4.1.2条无功补偿装置的电器和导体应满足正常运行、短路故障及操作过程的要求。第4.1.3条无功补偿装置总回路的电器和导体的长期允许电流，按下列原则取值：一、不小于最终规模电容器总容量的额定电流，并计入实际可能出现的各次谐波电流的综合值；二、不小于最终规模电抗器总容量的额定电流的1.1倍。第4.1.4条无功补偿装置中的导体和电器选择均应符合SDGJ14导体和电器选择设计技术规定的有关条文。第二节并联电容器第4.2.1条电容器组的额定电压宜与安装处的母线实际运行电压计入因串联电抗器引起的稳态电压升高相适应。第4.2.2条电容器承受的长期过电压不应超过电容器额定电压的1.

17、1倍。第4.2.3条电容器的稳态过电流允许值应为其额定电流的1.3倍。对于具有最大电容正偏差的电容器，其过电流允许值应为电容器额定电流的1.43倍。第4.2.4条单台电容器的容量选择应按电容器组单相容量和每相电容器的串、并联台数确定，并宜选用大容量的产品。第4.2.5条置放在绝缘台上的电容器宜选用单套管结构。第4.2.6条单台电容器的技术条件应满足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的规定。第4.2.7条电容器组宜采用成套设备。第4.2.8条半露天布置的电容器装置的电器应选用户外型设备。第三节高压并联电抗器第4.3.

18、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输条件综合考虑。第4.3.2条高压并联电抗器的主要技术条件应满足：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，大于上述电压时励磁特性曲线的斜率不应低于原斜率的2/3。四、谐波电流幅值：在额定电压下，每相三次谐波电流的幅值不超过基波电流幅值的3%。五、感抗偏差：每相偏差不大于5%，三相间偏差不大于2%。六、额定绝缘水平符合GB311.1高压输变电设备的绝缘配合的规定。七、噪声：不超过80dB。八、在额定电压下运行时，油箱振动的最大双振幅值不

19、应大于200m。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的主要技术条件应满足：一、额定电压：根据出现在中性点的最大工频过电压值确定。二、电抗：应根据SDJ161电力系统设计技术规程编制说明，按限制潜供电流的要求选择，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的绝缘水平应根据不同中性点小电抗值下出现在中性点的最大工频过电压来确定。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条可采用并联层式结构的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

20、4.4.2条并联电抗器三相间感抗偏差不大于2%，每相偏差不大于5%。第4.4.3条低压并联电抗器的最高运行电压宜为主变压器三次额定电压的1.01.05倍。第4.4.4条低压并联电抗器总损耗一般不宜大于额定容量的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条低压并联电抗器的绝缘水平符合GB311.1高压输变电设备的绝缘配合规定，其中性点为线端全绝缘水平。第4.4.7条低压并联电抗器的噪声水平，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条限制合闸涌流的串联电抗器的电抗值，应按断路器、电流互感器等设备

21、所允许的涌流值进行选择。第4.5.2条串联电抗器的电抗值允许偏差：一、在额定电流下电抗值的允许偏差为额定值的0+5.0%；二、空心干式电抗器在所允许的过电流下的电抗值应等于其额定电流下的电抗值；三、油浸铁心电抗器在1.35倍额定电流下的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、电抗器每相电抗值的偏差应不超过三相平均值的2%。第4.5.3条串联电抗器的过负荷能力：一、应能在1.1倍额定电压下连续运行；二、应能在1.35倍额定电流下连续运行，其谐波电流含量应根据系统具体情况及电抗器型式与制造厂协商确定。第4.5.4条串联电抗器的最大短时允许电流：一、装于电源侧的串联电

22、抗率在4%XC以上的串联电抗器，应能承受25倍额定电流、持续2s而不产生任何热的和机械的损伤；二、装于电源侧的串联电抗率小于4%XC的串联电抗器，应与制造厂协商确定最大短时允许电流值。第4.5.5条串联电抗器的绝缘水平：一、地面安装的串联电抗器绝缘水平应符合表4.5.5-1的要求。表4.5.5-1地面安装的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(1.2/50s，峰值)(kV)15401052050125358020063140325二、安装于绝缘台架上的油浸铁心串联电抗器的绝缘水平应符合表4.5.5-2的要求。表4.5

23、.5-2绝缘台架上安装的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(1.2/50s，峰值)(kV)35501256380200第4.5.6条串联电抗器的损耗宜根据容量与型式经技术经济比较选定。第4.5.7条串联电抗器的噪声水平不超过65dB。第六节断路器第4.6.1条用于无功补偿装置回路的断路器，除应满足一般断路器的技术条件(GB1984高压断路器)外，尚应符合下列要求：一、合闸时触头不应有弹跳；二、分闸时不应重击穿；三、应有承受合闸涌流的能力；四、经常投切的断路器应具有频繁操作的能力；五、当需开断短路电流时，断路

24、器的开断能力应满足由回路固有振荡频率所确定的恢复电压上升速率的要求。当所选择设备难以满足上述一、二项要求时，必须有操作过电压的防护措施。第4.6.2条用于并联电容器装置的断路器的长期允许电流，应不小于电容器组额定电流的1.35倍。第4.6.3条无功补偿装置的总断路器应具有投切其所连接的全部无功补偿装置最大输出电流和短路电流的能力。第4.6.4条用于无功补偿装置的断路器，除应考虑开断系统短路电流外，还需考虑并联电容器组的放电电流的影响。在选择其动稳定电流时应叠加电容器的放电冲击电流值。在选择其遮断容量时，应叠加电容器相应的放电衰减电流值。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

25、率等要求不能满足时，可采用较高电压等级断口的断路器，必要时也可采取加装并联小电容的方法满足恢复电压上升速率。第七节熔断器第4.7.1条保护单台电容器的熔断器宜采用专用外部熔断器。第4.7.2条熔断器的额定电压不应低于电容器的额定电压，最高工作电压应为额定电压的1.1倍。第4.7.3条熔断器熔体的额定电流可按电容器额定电流的1.52.0倍选择。第4.7.4条熔断器的耐爆能量应大于并联段全部电容器在1.1倍额定电压下的贮能。第4.7.5条熔断器应具有开断下列电流的能力，且无重燃：一、1.5倍熔断器额定电流；二、当某一个电容器故障短路时通过该电容器的熔断器的故障电流，以及1.1倍电容器额定电压时，并

26、联支路的全部电容器向金属性短路点的放电电流。第4.7.6条熔断器在合闸涌流时不应误熔断。第4.7.7条保护单台电容器的熔断器其它技术性能均应满足能源部颁布的高压并联电容器单台保护用熔断器技术条件要求。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的要求。第4.8.2条放电装置的额定电压不应低于电容器组的额定电压，其稳态过电压允许值应与电容器组相一致。第4.8.3条放电装置的放电特性应满足下列要求：一、手动投切的电容器组的放电装置，应能使电容器组三相及中性点的剩余电压在5min内自额定电压峰值降至50V以下；二、自动投切的电容器组的放电装置，应能

27、使电容器组三相及中性点的剩余电压在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以下。第4.8.4条放电装置的容量应满足在最大放电容量下放电时的热稳定要求，当选用带有二次线圈的放电装置时尚应满足二次负荷及电压变比误差的要求。第4.8.5条放电装置的中性点应为全绝缘，并有套管引出。第九节避雷器第4.9.1条选择保护并联电容器装置的金属氧化物避雷器额定电压应考虑系统单相接地引起的工频电压升高，并留有一定的裕度。第4.9.2条设计中应校验避雷器的通流容量以确保运行安全。对保护并联电容器组单相重燃过电压的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的条件。

28、第4.9.3条高压并联电抗器及中性点小电抗器的保护避雷器按第3.3.3条及第3.3.4条选择。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的可靠运行，各部件应符合有关标准和设计规定的要求。第4.10.2条应对静止补偿装置在最严重运行情况下引起的电压畸变和谐波电流值作出评价，包括非特征谐波的影响，应合理选择谐波滤波器的电气参数，以保证在正常运行时的谐波指标满足SD126电力系统谐波管理暂行规定有关条款的要求。第4.10.3条滤波电容器组额定电压的选取应考虑下列因素：一、串联电抗器引起的滤波电容器工频电压升高；二、谐波滤波器接入点的系统最高运行电压；三、谐波引起的滤波电容器

29、电压升高。第4.10.4条谐波滤波器装置中的滤波电容器稳态过电流允许值应满足第4.2.3条的要求，或由用户和制造厂协商确定；其它电器的稳态过电流允许值不应小于滤波电容器的稳态过电流允许值。第4.10.5条晶闸管元件的动态特性和静态特性应能保证静止无功补偿装置的正常运行。通态电流临界上升率不宜小于100A/s。断态电压临界上升率不宜小500V/s。第4.10.6条晶闸管元件额定电压的选取应考虑其安装点的最高运行电压等因素，并留有一定的裕度。第4.10.7条晶闸管元件的触发方式宜采用电光电触发，并设置防止晶闸管元件过电压的可靠保护装置。第4.10.8条晶闸管装置冷却系统必须保证晶闸管元件的正常运行

30、，冷却方式可采用水冷或其它介质的冷却，冷却系统中用的风扇和水泵应设有100%的备用。第4.10.9条为降低静止补偿装置的运行费用，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的连接线的长期允许电流，不应小于单台电容器额定电流的1.43倍，并应考虑机械强度的要求。第4.11.2条电容器装置的电器和导体的长期允许电流，不应小于电容器组额定电流的1.35倍。第4.11.3条相控电抗器回路和滤波器回路的连接线的长期允许电流不应小于该回路的最大允许稳态过电流，并满足机械强度的要求。第4.11.4条为防止并联电容器回路合闸涌流在互感器一、二次绕组产生较大的过电压引

31、起的绝缘事故，应对电容器回路及其中性点侧的电流互感器进行验算，确定是否需采取必要的措施，包括加强匝间绝缘或其他保护设备。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的带电距离应满足SDJ5高压配电装置设计技术规程的要求。第二节并联电容器组的安装与布置第5.2.1条电容器装置应根据环境条件、设备技术参数及当地的实践经验，选择户外、半露天(即户外搭遮阳棚)或户内布置型式。户外布置的电容器宜使它的小面积侧朝向太阳直射方向。在空气污秽和鸟类、小动物危害严重的地区，宜采用户内布置。第5.2.2条设计电容器装置的构架时，应考虑便于维护和更换设备，每层不应超过两排，当电容器竖放时分层布置一般不宜超过3层，四周及层间不应设置隔板，以利通风散热。第5.2.3条每组电容器装置宜分相布置。第5.2.4条电容器装置的安装尺寸不应小于表5.2.4所列数值。表5.2.4电容器装置的安装尺寸名称电容器电容器底部距地面装置顶部至屋顶净距间距排间距