第一章电力系统规划
第一节概述
一、本章主要涉及规范
《电力系统设计手册》★★★★★
《电力工程电气设计手册电气一次部分》★★★★★DL/T5242-2010《35kV~220kV变电站无功补偿装置设计技术规定》★★★GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》★DL/T5429-2009《电力系统设计技术规程》★
二、真题考点分布（总计6题）
考点1并联电抗器选择（共3题）：第一~三题 考点2中性点小电抗选择（共1题）：第四题考点3负序不平衡度计算（共1题）：第五题考点4功率因数计算（共1题）：第六题
三、考点内容简要
众所周知，电力系统由于存在电感性负载，会导致电压下降，简称“感降”，为了维持电压在正常水平，需要并联电容器提高电压，以电容补电感.同时，电力系统也存在电容性负载，容性负载会导致电压上升，简称“容升”，为了维持电压水平，需要并联电抗器降低电压，以电感补电容.正常运行时，投入电容器拾升电压还是投入电抗器降低电压，需是偏低来决定.以上两种补偿方法，遵循统一的原则一“分层分区、就地补偿”，以减少无功功率在网络中间的流动，降低电能损耗和电压损失.本章主要涉及以降压为目的的高压并联电抗器补偿容量的相关计算.以抬升电压为目的的电容器补偿相关内容在本书第十三章讲述.
一般情况下，系统的负载呈感性，而线路的对地电容（对应线路的充电功率）呈容性，两者性质是相反的，最终系统呈现什么特性要看二者哪个大.在空载或轻载时，线路的电容占比大，起主要作用，使系统呈现容性，会导致线路末端电压升高，这也是空载线路工频过电压产生的主要原因，并且电压等级越高，线路充电功率越大，该过电压就越明显（工频过电压幅值参考GB/T50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》第4.1.3 条）.此时需要投入高压并联电抗器降低线路末端电压以确保系统不过压.
并联电抗器可装设在高压侧也可装设在低压侧.全部装设在高压侧叫高压侧补偿；全部装设在低压侧叫低压侧补偿；如果高压侧、低压侧都装设，叫混合补偿，混合补偿的电感总
补偿容量为高压侧容量加低压侧容量.
1 lqB，表示总的补偿容量，即高抗《电力系统设计手册》第234页式（8-3）Ω=低抗的容量；B为补偿度，不宜低于0.9的原因是变电站的主变压器和线路的感抗，也可以看作是感性无功的电源，在实际设计中，计入它们的作用，可以取略低一点的补偿度.按照无就是说本变电站只负责承担线路总充电功率的一半，另一半由对侧变电站补偿.这是计算公式 功补偿“分层分区、就地补偿”的原则，由安装在系统中各个变电站的电抗器就地平衡，也中乘系数的原因. 2
很显然，如果仅在高压侧装设高压并联电抗器（简称高抗），进行全部补偿的话，L=C，会发生谐振，应尽量避免，故《电力工程电气设计手册电气一次部分》第533页式（9-50）明确规定，高抗的补偿度不能超过80%.由于高抗还具备限制潜供电流的作用，容量也不宜太小，所以高抗的补偿容量范围规定是40%～80%.
一般要求为线路充电功率总和的100%以上.”该处说的是一般值，最低补偿度以《电力系统设计手册》的0.9为准.同时DLT5242一2010还说“目前，国内只有儿座大城市中在220kV变电站内主变压器低压侧装设并联电抗器，补偿容量一般不大于主变压器容量的30%”.该处规定低抗的最大补偿容量，不超主变压器额定容量的30%.该规定的一个原因是一般都是双侧补偿，变电站只承担线路充电功率的一半，另一半由对端变电站分担.另一个原因是220kV及以下线路充电功率有限，降压变电站的主变压器主要以转换有功功率为目的，不能被太多的无功容量所占用，同时也考虑到变压器运行的安全性.DL/T5014一2010第5.0.7条条文说明也做了相同规定.
第二节-历年真题详解
一、考点1并联电抗器选择
【2012年上午题6-9】某区域电网中现运行一座500kV变电站，根据负荷发展情况需要扩建，该变电站现状、本期及远景规模见下表.
电气设备 现有规模 远景建设规模 本期建设规模主变压器 1×750MVA 4×1000MVA 2×1000MVA500kV出线 2回 8回 4回220kV 出线 6回 千帆放育 16回 14回500kV配电装置 3/2新路器接线 3/2断路器接线 3/2断路器接线220kV配电装置 双母线接线 双母线双分段接线 双母线双分段接线
第一题[低抗补偿容量]6.500kV线路均采用4xLGJ-400导线，本期4回线路总长度为303km，为限制工频过电压，其中一回线路上装有120Mvar并联电抗器；远景8回线路
总长度预计为500km，线路充电功率按1.18Mvar/km计算.请计算远景及本期工程该变电站35kV侧配置的无功补偿低压电抗器容量应为下列哪组数值？
（A）590Mvar、240Mvar（B）295Mvar、179Mvar（C）175Mvar、59Mvar（D）116Mvar、23Mvar
【答案】
【解答过程】
【2012年下午题26-30】某地区拟建一座500kV变电站，站址地位于Ⅲ级污移区，海拔不超过1000m，年最高温度为40℃，年最低温度为-25℃.变电站的500、220kV侧各自与系统相连.35kV侧接无功补偿装置.该站运行规模为：主变压器4x750MVA，500kV 出线6回，220kV出线14回，500kV电抗器两组，35kV电容器组2x60Mvar，35kV电抗器2x60Mvar.主变压器选用3x250MVA单相自耦无励磁电压变压器.电压比：525/√3/230/√3土2x2.5%/35kV，容量比：250MVA/250MVA/66.7MVA，接线组别：YNa0d11.
第二题[高抗补偿容量]26.本期的2回500kV出线为 500kV架空平行双线路，每回长约120km，均采用4xLGJ-400导线（充电功率1.1Mvar/km），在初步设计中为补偿充电功率曾考虑在本站配置500kV电抗器调相调压，运行方式允许两回路共用一组高压并联电抗器.请计算本站所配置的500kV并联电抗器最低容量宜为下列哪一种？如采用右边简图的接线方式是否正确，为什么？
(A）59.4MVA(B）105.6MVA (C）118.8MVA（D）132MVA
【答案】
【解答过程】
【2013年下午题1-5】某企业电网先期装有4台发电机（2x30MW2x42MW），后期扩建2台300MW机组，通过2回330kV线路与主网相联.主设备参数见下表，该企业电网的电气主接线如下图所示.
设备名称 参数 备注1号、2号发电机 42MW，cos=0.8，机增电压 10.5kV 余热利用机组3号、4号发电机 30MW，cos=0.8，机端电压10.5kV 燃气利用机组
续表
设备名称 参数 备注5号、6号发电机 300MW.x=16.7%，cosp0.85 燃煤机组01号、02号、03号主变压器 额定容量：80/80/24MVA 额定电压：110/35/10kV04号、05号、06号主变压器 额定容量：240/240/72MVA 额定电压：345/121/35kV
第三题[低抗补偿容量]3.如果330kV并网线路长度为80km，采用2x400mm²导线，同塔双回路架设，充电功率为0.41Mvar/km.根据无功平衡要求，330kV三绕组变压器的35kV侧需配置电抗器.若考虑充电功率由本站全部补偿，请计算电抗器的容量应为下列哪项值？
（A）1x30Mvar （B）2x30Mvar（C）3x30Mvar （D）2x60Mvar
【答案】
【解答过程】
千帆教育
