3.2过电压原因分析
    根据DL/T 5014-2010附录C，并考虑电压对无功输出的影响，n台电容器组投入时有：

    式中，U1为电容器投入前母线电压；U2为电容器投入后母线电压；Ki为第i组电容器串联电抗率；呱，为第i组电容器端额定电压，kV；  Qci为第i组电容器额定容量，Mvar；Qk为235kV系统短路容量，MVA。
    取U2为电容器投入时母线的最高允许运行电压（或保护定值），求得U1即为该运行方式下电容器组投入前母线的电压。当电容器组投入前，母线电压大于U1时，该电容器组不宜投入。通过检查监控系统可知，该500kV变电站在过去半年内50okV电压曲线在534～540kV波动。基于新投运电容器组参数，电容器投入后电压升高分为以下几种情况：
   （1）大方式运行，3台主变均投运的情况下，短路容量认=1 919 MVA。投入2组电容器、1组5％串联电抗率电容器（331）和1组12％串联电抗率电容器（332）的情况下，若要使电容器不发生跳闸，则投入前的35kV母线电压应分别低于37.0、38.3和38. 7kV。当高压侧电压在高值或低值（U500H =540kV及U500L = 534kV）时，低压侧的空载电压为U35H-37. 8kV及U35L=37. 38kV，理论上仅能投入1组电容器。
   （2）小方式运行，仅＃3主变投运的情况下，短路容量q=1 677MVA。投入2组电容器、1组5％串联电抗率电容器（331）和1组12％串联电抗率电容器（332）的情况下，若使电容器不发生跳闸，则投入前的35kV母线电压应分别低于36. 6、38. 1和38. 5kV。当低压侧电压在高值或低值时，理论上也仅能投入1组电容器。
    由以上分析可知，该500kV变电站35kV母线过电压是电容器组全部投入后电压抬升过高导致的。按照该变电站高压侧电压近年运行情况，即使高压侧电压在低值时也无法投入全部无功容量来补偿高压侧电压，无功容量浪费严重。

    4 改进方法
    4.1调整保护定值
    电容器保护定值按照1.1倍电容器组额定电压整定考虑，根据（（南方电网0kV～110kV系统继电保护整定计算规程》，最多按照1.15倍额定电压整定，整定对应一次值为42. 1kV，但2组电容器投入后超过设备长期额定运行电压40. 5kV，不利于设备长期运行。
    4.2提高电压变比
    由该500kV变电站运行电压可知，当500kV电压在低位时，35kV侧空载情况下电压在37. 38kV左右。扩建的＃3主变低压侧额定电压为36. 75kV，如果低压侧按照34. 5kV选择，理论上高压侧电压低值时35kV侧母线电压在35. 1kV、2组电容器同时投入在大方式下电压升高比例为6.3%，小方式为7.1%，即全部投入后大方式下电压升高为37. AV，小方式下为37. 6kV，不会超过过电压保护定值。但主变造价颇高，更换不易且变比对系统影响较大，需要重新核算对系统的影响。
    4.3降低电容器投入后电压
    35kV母线过电压的最根本解决办法是减少电容器投入后的电压提升，可通过减少电容器容量来实现。
    4.3.1无功容量确定
    该500kV变电站扩建的＃3主变容量为750MVA，高中侧阻抗电压为12%，运行期间消耗无功约为90Mvar。根据无功分层分区与就地平衡的原则，原设计采用2组60Mvar的电容器，除了实现无功就地平衡还可在负荷高峰期补偿500kV高压侧，因此无功容量在减少后也要大于90Mvar。
    2组电容器容量全部投入后不会造成过电压保护跳闸的电容器容量（在母线电压为U35d下出力）Qcd为：

    式中，U35d为35kV母线运行最高电压；U351为35kV母线运行最低电压。在小方式下，仅＃3主变投运（短路容量认=1 677MVA），可得Qcd =118. 8Mvar，折算至电容器额定电压下约为98. 2Mvar。该站3次谐波较高，需利用12％串抗率的332电容器组抑制，并将331电容器组输送到母线的无功减少到38. 2Mvar左右，考虑串抗率因素将其容量定为40Mvar以下。减少331电容器组容量的同时应减少三相电容器中并联回路数：三相同时减少5回并联回路时，电容器容量QC331为34. 5Mvar；三相同时减少4回并联回路时，电容器容量QC33、为40. 2Mvar。但根据投入2组电容器而不发生跳闸的情况，要求2组电容器投入前电压Ust为：

    式中，A1、A2为331电容器组和332电容器组的串联电抗率；UCN331、  UCN332为电容器组331和332端的额定线电压。由式（（3）可知，331电容器组减少4回并联回路时，Ust=37. 39kV，与U351（37. 38kV）几乎一致，2组电容器在高压侧电压运行在低位时不宜同时投入。为此考虑减少5回并联回路为34. 5Mvar（输送至35kV母线为32.9Mvar），改造后电容器总容量为94. 5Mvar，满足系统要求。

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