0  引言

　　宁波市镇海区面积218 km²，区内有220 kV变电所一座、110 kV变电所2座、35 kV常规变电所2座、35 kV箱式变电所2座。根据规划，今后新上的变电所均是110 kV变电所，但目前的实际情况是，某些地区10 kV线路供电能力严重不足，供电可靠性不高，电压不稳定，但要马上建设110kV变电所，则投资巨大，而建成后，所带负荷不足，影响了经济效益。因此，我局采用的办法是，在该地区新建35 kV临时箱式变电所，3～5年后，再拆除箱变，新建110 kV变电所，从1997年兴建第一个箱变至今，已建成2个箱变，在2001年又将投运一个箱式变电所。
　　我局采用ZBW型箱式变，该箱变是将变电所的一、二次设备（主变除外）在工厂内安装在2个可移动、全封闭、耐潮耐腐的箱体内，大部分安装和调试工作在工厂内完成。主变在现场安装后，用金属网罩封闭。箱变运到现场后，只要做相应的水泥基础和少量的一、二次接线，就可完成变电所的安装。作为临时箱变，已建成的两座箱变均未安装电容器。但在近4年的运行中，未安装电容器的缺点逐渐暴露出来。
    （1）电压不稳。虽然箱变均实现了“四遥”，主变为SZ7－8000有载调压变压器，可通过远方对主变进行有载调压，但鉴于主变分接头不宜频繁调节，以免引起分接头过早大修，同时出于安全上的考虑，因而，只有在电压持续偏高或偏低时才调节分接头，从而影响了电压合格率。经统计，这2座箱变的电压合格率仅为70％。
　　（2）功率因数低。已投运的2座箱变主变10 kV侧功率因数仅为0．82，不但增加了35 kV线路及主变的损耗，同时影响了主变及35 kV线路的出力。
　　为此，在2001年新建35 kV联盟箱式变电所时，考虑安装电容器，并计划对已建成的2座箱变加装电容器。

1 电容器选择

　　鉴于箱式变电所占地少、结构简单、安装快捷的特点，采用常规电容器显然是不合适的。经考察，我局决定选用可调容全密封户外集合式并联电容器。该电容器外形及安装要求如同全密封油浸变压器，具有结构简单、体积小、容量大、占地省、安装使用方便的优点，完全符合箱式变电所的要求。在35 kV联盟箱变中，主变容量8000 kVA，我局选用电容器型号为1×3 W，可分二档调节（无载调节），二档容量分别为2400 kvar和1600 kvar。
　　
2  串联电抗器选择

2．1  电抗器配置分析

　　在集合式并联电容器的配合设备选择中，最值得探讨的是串联电抗器的配置选择。加装串联电抗器目的是抑制高次谐波和合闸涌流。
　　供电系统的谐波源主要是电流源，其简化接线图和等值电路图见图1。

　　电容器装置侧设谐波源n次谐波电流为In，进入主系统的电流为Isn，进入电容器支路的电流为Icn。在Isn＞In时，称作系统谐波电流放大；在Icn＞In时，称作电容器谐波电流放大；在Isn＞In及Icn＞In同时发生时，称作谐波电流严重放大；在Isn＜In及Icn＜In同时发生时，称为之后0分流，也即我们进行消谐要达到的目的。
　　设电容器、电抗器和主系统的基波电抗分别为Xc、Xk和Xs，n次谐波电抗分别为Xcn、Xkn和Xsn，则Xcn＝Xc／n、Xkn＝nXk、Xsn＝nXs，设s＝Xs／Xc＝Qc／Sk，k＝Xk／Xc，s和k分别是以Xc为基值的系统电抗率和电抗器电抗率，其中Qc为电容器容量，Sk为系统短路容量，Acn、Asn分别为电容器和主系统的谐波电流分配系数，则

　　以我局35 kV联盟箱式变电抗器选择为例，该箱变10 kV母线短路容量为，小方式下：Sk＝62．04MVA；大方式下Sk＝70．05 MVA。为简单起见，短路容量取平均值为Sk＝（62．04＋70．05）／2＝66．045MVA，则s＝Qc／Sk＝2．4／66．045＝3．6％。则在不同电抗器电抗率下，各次谐波进入主系统的谐波电流分配系数见表1，进入电容器各次谐波的电流分配系数见表2。

　　
2．2  电抗器的选择方案

    （1）不用电抗器
　　如该地区谐波源并不严重，而箱变仅安装一组电容器，为节约投资，简化结构，似乎可安装电抗器。但仅就涌流而言，单组电容器组的涌流约为电容器组额定电流的5～15倍。但由于电容器组的容量达2400 kvar，其额定电流达139 A，因而冲击电流依然很大。同时，经过实测，该地区的5次、7次谐波分量较大，而不安装电抗器，将会使进入系统的5次、7次谐波分量分别扩大为10倍和1．31倍。因此，此方案是不行的。事实上，仅当电容器容量在几百kvar、且该地区谐波分量很小时，才可考虑不安装电抗器。

    （2）安装电抗器电抗率为0．05％～3％的小电抗器
　　从表中可以看出，该范围内的电抗器率，对于5次谐波有放大作用，不宜选用。
    （3）按经验配置电抗率为5％～6％的电抗器 
　　假如在电网中，谐波分量是5次最大，7次次之，3次较小，则从上表中可以看出，电抗器电抗率配置4．5％最为合适。但近年来，我区电弧炉逐年增加，而电弧炉产生的谐波以2次、3次为主，而4．5％配置会使进入系统的2、3次谐波扩大为原谐波的1．22倍及2．43倍。虽然配置12％对于3次谐波有较大的削弱作用，但对于2次谐波仍有放大作用，对于5次、7次谐波的削弱作用也不明抗率选为5％，即电抗器容量为120 kVA，为与电容器二档对应，电抗器也分二档调节，分别为120kVA和80 kVA，型号为三相油浸式电抗器。据表1、表2的计算表明，所选择的配置方案是正确和可行的。同时，在今后的运行中，要加强对谐波的测量，如电网中3次谐波占主导地位时，则进行技术改造，把电抗器电抗率配置为12％。
　　上述分析估算系基于谐波源在电容器装置的同一侧，如谐波源不在同侧，或者本侧谐波含量很小，则另当别论。

3  安装及保护方式

　　户外集合式并联电容器组的保护方式类同于常规电容器组的保护，即星形接线，开口三角零序电压保护，过压、过流及失压保护。在集合式电容器内，每个单元电容器还设置熔丝保护，作为内部故障保护。其安装见图2。

参考文献：

 ［1］吴竞昌．供电系统谐波［M］．北京：中国电力出版社，1998．