1.系统概况

鞍山红一变是东北电网220kV枢纽变电站，共有4台120MVA主变。9条220kV线路与东北主网连接，是辽宁中部与南部、中部与东部、中部与西部连接的枢纽，220kV采用双母线（东母、西母）带侧母线的接线方式，并列运行；66kV系统共有20回出线，带鞍钢制氧、给水、炼铁、炼钢、轧钢等负荷及鞍山市区部分负荷，鞍钢负荷具有一定冲击性，采用分列运行方式。红一变主接线如图5-20所示。正常运行方式下220kV母联开关合位，东、西母并列运行；66kV南、北母联开关在合位，东、西母分段开关在开位，东、西母南段并列运行，东、西母北段并列运行；3号、4号主变三次侧（35kV）并列运行，只带SVC。

SVC取代一台由于设备老化、实际出力仅20Mvar、额定容量为60Mvar的调相机，实现对电网的动态无功调节，稳定电网电压，并抑制冲击负荷造成的电压波动^[28][29][30]。

图5-20 鞍山红一变主接线图

注：□—合位；■—开位。

2.SVC方案介绍

在红一变3号、4号主变3次装设SVC后，将成为主要调压手段。SVC的容量选择主要考虑：

1）在220kV系统电压较低，红一变3号、4号所带负荷最重时，可将红一变66kV东母线电压补偿到一个合理的水平，即按66kV考虑需要的最大容性无功功率；

2）在220kV系统电压较高，红一变3号、4号所带负荷最轻时，可将红一变66kV东母线电压补偿到一个合理的水平，即按66kV考虑需要的最大感性无功；(www.daowen.com)

3）具备一定动态调节容量，抑制波动冲击负荷运行时引起的母线电压变化。经系统分析计算可得，要满足上述要求，需在红一变加装一套动态无功调节范围不少于+80Mvar（容性）至～50Mvar（感性）的SVC。

经比较，3号、4号主变35kV母线采用单母线接线，其优点是接线简单、清晰，其缺点当母线故障或检修时，SVC需全部退出。鉴于母线故障概率小，SVC作为一种无功补偿设备，容性部分或感性部分单独运行，并且整套装置短时退出运行是允许的，故本SVC采用单母线接线。为了保证SVC方案的正确性，2002年进行了多次谐波测试，根据统计分析结果，66kV现有负荷的谐波电流含量主要为3、5、7次，TCR支路的谐波特性也是如此。

为满足SVC动态调节范围所需，设置3、5、7次单调谐滤波器各2个，共6个滤波支路，与TCR支路一起挂接在3号、4号主变35kV侧，相同配置的滤波支路可互为备用，保证了示范工程的可靠性；选择滤波支路参数时，按相同支路只需投入一个即可保证滤波效果和设备安全设计，增强了运行的灵活性。另外，考虑到投资的经济性，在66kV侧装设一并联电容器组，采用普通串联电抗器，以抑制合闸涌流和谐波。根据以上配置，SVC采用的一次主接线原理如图5-21所示。

图5-21 SVC主接线图

3.SVC电气参数

TCR容量为80Mvar，6个滤波器支路共提供容性基波无功82.8Mvar，66kV电容器组提供17.7Mvar，共计100.5Mvar，超过重负荷调压所要求的80Mvar，并可为未来负荷增长留一定裕度；只投入1个3次和1个5次滤波器支路时，SVC的容性基波无功功率为27Mvar，SVC可输出的感性无功功率超过50Mvar，满足轻负荷时的调压要求。

4.电压改善效果

红一变所带鞍钢部分负荷为进口用电设备，对电压质量要求较高，由于在系统出现短路故障（如红一变送出66kV线路或其所带的二次变二次侧10kV短路）时，出现瞬间的电压跌落，会使这一系统运行的部分设备因失压跳闸，甚至造成整个生产线全停，带来较大经济损失。SVC投运以后，由于SVC有快速响应能力，能够在系统出现电压跌落时，迅速支撑系统电压，使用户不至于因电压的瞬间跌落造成跳闸停产，减少了用户损失。红一变66kV侧带鞍山钢铁公司轧钢和炼钢冲击性负荷，造成红一变66kV系统电压波动，最大波动至10%，平均波动范围约5%，电能质量达不到国家标准，影响部分企业的正常生产。SVC投入运行后，稳定了66kV电压，电压波动幅度小于0.5%，所带站前、繁荣等二次变电所10kV系统电压的波动相应减小，从而也使220kV电压的波动降低，大大地提高了系统的电能质量，减少了用户因电压波动而造成设备停运的损失。