中小容量变电站电网上端容量偏小,在运行过程中一旦发生短路故障后,会使电网母线残压大幅降低,导致变电站全厂跳闸停电,造成严重的经济损失。本文通过对某110kV变电站厂用电力系统进行短路计算,得出使系统的母线残压提升到额定水平需要补偿的无功功率大小。工厂一般采用外加SVG集中补偿的方式进行无功补偿,但此种方法成本过高。本文提出分布式无功补偿的方法提升母线残压,利用变电站负载端接有的同步电机和变频器,使母线残压提升到正常工作水平。只需额外增加一台本文研发的分布式无功补偿控制器,就可以快速解决上述问题,而且大大降低了成本。本文对某110kV变电站电机短路,线路短路和变压器短路三种故障进行了短路计算,并对短路母线残压进行了分析。同时采用了分布式无功补偿的方法,包括两部分:(1)利用同步电机调节无功功率输出;(2)利用变频器整流回馈单元向系统提供无功功率。还采用了短路电流快速判定的方法,这样可以迅速地根据系统中电流的变化率来判断系统是否发生短路故障,同时对谐波敏感性进行了分析以提高短路快速判定的准确性。最后设计出分布式无功补偿提升厂用母线残压的控制系统,并成功应用到110kV变电站,而且到目前为止变电站再也没有发生过跳闸停电的情况。分布式无功调节提高厂用母线残压的方法从理论到实践都是可行的,并且对中小容量电力系统具有广泛的推广价值。