10kV及以下配电线路补偿的必要性和补偿方式研究

10kV及以下配电线路补偿的必要性和补偿方式研究

茅烨挺,吴佳豪,唐国誌

国家电网宁波供电公司海曙供电分公司，浙江 宁波 315010

摘要：网络功率因数以及相应设备实际电压系统的进一步降低会使电气设备自身处于完全闲置的状态，严重的降低了网络传输方面的容量，也会经一部增加相应的损耗。因此，进一步有效解决配电网在运行过程中的无功补偿问题对于现阶段电网设备运行安全、降低设备自身损耗以及有效节约能源方面具有重要的意义。

关键词：10KV；输电线路；无功补偿

引言：

10KV配电网自身相应的特点是电能质量低以及相应的功率因数低，其使用过程中的线损也比较大。尤其是现阶段农村10KV配电网，由于电网自身结构不合理、季节性负荷强、相应配电变压器负荷率偏低等因素。因此，电网功率因数变化频繁，电网线损率居高不下，配电网所需的大量无功功率从主电网输送，增加了电压损耗和系统损耗。

1 10kV电网无功补偿器设计的必要性

随着社会的不断发展，人们对电力的需求逐年增加，电力系统因过载、谐波源、负荷不平衡等问题给人们的生活带来问题，迫切需要新的方法。针对上述问题，科学技术的蓬勃发展催生了新方法的较好前景，过去许多问题虽然得到了解决，配电在电网过程中发挥着重要作用，但损耗也很高，而无功补偿相对来说可以减少相应的损耗，进一步有效提高现阶段的输电质量。

2 10kV配电线路无功补偿技术原理

2.1 无功补偿技术应用于10kV配电线路的原理

在对设备进行交流电路阶段，纯电容情况下，负载电压与相应元件设备中的电流情况同相，纯电感负载情况下，电流的相关情况会明显滞后于电压，纯电容负载情况下，电流和电压的实际情况会进一步超前于负载。也就是说，纯电容情况下内部电流和纯电感情况下电流之间存在明显的相位差，可以进一步实施相互抵消作业。纯电感负载进行通电时，可以进一步通过向外界释放相应的能量来交换其他有效的能量，电感负载需要进一步实施无功功率，可以通过容性负载提供的无功功率进行补偿。

2.2 无功补偿技术在10kV配电线路中的应用原理

如果线路电感沿途耗散无功功率，则必须同时综合考虑无功功率的分配。基于纯电感负载的客户必须在客户所在地采取无功补偿措施，以补偿变压器绕组和纯电感负载造成的功率损耗，同时响应无功负载的变化自动切换电容元件。采取从长期运行来看，功率补偿越高，无补偿时越好。

3 无功补偿问题

3.1补偿方式问题

目前，许多部门的无功补偿仍主要关注用户侧，即用户的功率因数补偿问题，并非以减少电网损耗为基础。例如，可以增加一个补偿盒来提高特定电气负载的功率因数，这可能会减少一些损耗，但并不能解决真正的问题。但是，有效的减损需要科学计算无功流量，确定每个奖励点的最优奖励方式和奖励金额，最大限度地发挥其自身的作用。

3.2 测量问题

目前10kV配网运行过程中自身的负荷点通常不安装电表，相应工作人员的专业技术水平以及管理水平目前来看也参差不齐，无法保证计量记录的准确性，无法计算流量并有效地性，优化配电网的无功功率。因此，应努力帮助有专用变电室的用户根据具体要求进行使用。而且，现阶段低压无功补偿不再流行的主要原因是终端用户通常只安装有源电能表，无法测量功率因数。

3.3 无功传输问题

电力系统在运行过程中不能容忍无功功率的进一步反向传输，这是因为该传输会进一步增加线路变压器的损耗以及加快线路的变形。但是，无功补偿器厂家一直强调设备中不会有无功功率反向传输，但是这是错误的。只有接触器控制补偿柜的补偿可以分三步调整更有效，而晶闸管控制补偿柜只能在这一步单独调整相应的三相补偿，但大多数厂家只选择单相采样相应的无功功率。分析表明，当三相负载工作不对称时会进一步发生无功倒转现象，即使是固定电容补偿的用户也会在相应的低负载时出现无功倒转。因此，在选择补偿方法时请考虑这一点。

3.4 调压方式无功补偿引起的问题

有的无功补偿设备根据电压计算无功转换量，有利于保证用户用电质量，但对电网不利。线电压波动主要是由无功功率的变化引起的，但线电压的高低是由系统的具体情况决定的，实际需反应太大会导致补偿过度或补偿不足。

4 配电网无功补偿方案

合理选择相应的无功补偿点，确定相应的补偿容量，可以更有效地维持当前系统电压水平，提高相应系统电压本身的稳定性，防止很多无功远距离的输电工作，进一步有效减少我国电网有功损耗，能够进一步有效节约电能。但是，由于我国配电网无功功率长期不足，特别是有功电网的特定损耗，无功补偿相对来说是一种投资低、利润损失大的措施。

4.1 变电站集中补偿方式

为了平衡当前输电网的无功情况，普通变电站需要进一步额外采取相对来说比较集中的补偿措施，其装置内容一般包括静态补偿器、同步调节器以及并联电容器。其目的是进一步更全面地对电网自身方面的功率因数进行有效提高，以便可以有效提高端电压对补偿变电站及周边设备运行阶段的无功损耗。将补偿器有效的接入变电站10kV母线，进一步对相应的负载进行无功补偿。因此，这种补偿方式虽然线段相对来说易于日常工作管理和维护，但不能进一步有效降低10kV配电网方面的具体损耗。根据现阶段我国相关的电力行业在进一步发展过程中所发布的一些相关行业文件，可以理解为10kV的功率因数实际上来说大于0.9，其自身的线损情况小于5%，是通过进一步将电容器置于10kv设备中来实现有效的无功补偿作业，并使用相应的自动或者相对固定方向进一步采用融合模式。

4.2 配电变压器低压集中补偿方法

考虑到用户日常负载变化较大，需采用微机控制，跟踪负载波动，将电容器分组切换，总容量相对来说从数十到数千不等。主要目的是针对用户所需的使劲情况效提高相应的功率因数，以便可以实现无功在线平衡工作，有效降低配网方面的电力损耗，进一步提高用户的电压使用质量。这种补偿方式的优点是可以进一步有效补偿功率，降损方面的效果也比较好，但由于我国目前相应的配电变压器数量相对较多，安装的具体位置实际来说也相对较为分散，具体的业务投资很大，运维工作的负担也很大，制造商必须以低成本生产优质设备。

4.3 配电线路补偿方式

很多变电站以及相应发电厂的公用变压器在使用过程中没有欠压补偿，因此变压器会进一步消耗大量的无功功率，相对来说存在大量的无功短缺。但在现阶段情况下，一般可以进一步根据配电线路的实际情况有效采取无功补偿措施。由于线路补偿距离方面的工作离变电站的位置较远，容易进一步出现控制成本高以及设备保护困难和相应维护工作量大的问题。因此，补偿容量工作不宜过大，如果补偿容量实际工作相对过大的话，配电线路在使用过程中会出现过压或者过补偿现象，无助于电容器的散热。控制方式应简化，一般不用群切换控制。接线要简单，最好每相只使用一个电容器单元，以简化保护，同时注意整个补偿装置发生故障，氧化锌避雷器和熔断器通常用于过压和过流保护。

结束语：

无功补偿设备的配置应遵循“合理布置、综合规划、区域平衡、差额补偿”的原则，将线损和调压要以降损为重点，相互结合，集中补偿和分布式补偿相结合，以分布式补偿为重点，以获得最大经济效益的无功补偿。

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