莫沃林

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局 廣東江門 529000

摘要：本文主要對低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)淖饔眉霸?、方式和配置選擇、運(yùn)行數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了論述，以期為企業(yè)節(jié)約電力能源作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：低壓配電；無功補(bǔ)償；配置選擇；經(jīng)濟(jì)效益

一、前言

隨著城市經(jīng)濟(jì)和人民生活水平的不斷提高，電力需求的增長迅速，電力供需矛盾日益突出，電力供應(yīng)的嚴(yán)重不足已制約了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。而要緩解當(dāng)前乃至今后一個(gè)時(shí)期電力供需之間的矛盾，并從根本上解決問題，除了增加發(fā)電量這一主渠道外，采用各種節(jié)電措施，最大限度地利用現(xiàn)有各種電力設(shè)施資源也是非常重要的。利用無功功率補(bǔ)償技術(shù)來挖掘現(xiàn)有電力資源潛力，是一種能夠迅速見效的、切實(shí)可行的措施之一，同時(shí)也能夠節(jié)約大量的電力能源。本文主要對低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)淖饔眉霸怼⒎绞胶团渲眠x擇、運(yùn)行數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了論述，以期為企業(yè)節(jié)約電力能源作出貢獻(xiàn)。

二、無功補(bǔ)償?shù)淖饔煤驮?/p>

無功是電能傳輸和轉(zhuǎn)換過程中以及電網(wǎng)穩(wěn)定不可缺少的，也是部分用電設(shè)備（尤其是電動(dòng)類設(shè)備）為保證正常使用所必須的。電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償和無功平衡是保證系統(tǒng)穩(wěn)定和降低線路損耗、提高效益和保證電能質(zhì)量的基本條件。無功補(bǔ)償對配電網(wǎng)系統(tǒng)的主要影響和作用有以下幾個(gè)方面：

（1）對配網(wǎng)損耗的影響和作用

線損率是影響供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最主要的因素之一，特別是縣級(jí)供電企業(yè)，如何降低線損率是每一個(gè)供電企業(yè)必須面對的一件事情，不少企業(yè)雖然重視對線損問題進(jìn)行管理和研究，但無功補(bǔ)償作為降低線損的重要手段之一，未能得到大多數(shù)的人的認(rèn)識(shí)。

我們知道，用電設(shè)備吸收系統(tǒng)的有功為P=UIcosΦ，從式中可知，當(dāng)P，U為定值時(shí)，提高功率因數(shù)cosΦ，電流I將減少，由于線損△P=I2R，式中線損△P和電流I的平方成正比，R是恒定不變的，電流下降線路損耗降低，因此，實(shí)行無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，將大大降低配網(wǎng)的線損率，提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

（2）對供電電壓的影響和作用

隨著社會(huì)對供電電壓質(zhì)量要求的日益增加，電壓質(zhì)量的好壞將直接影響許多產(chǎn)品的質(zhì)量和人民的日常生活。由于電流在線路中的流動(dòng)，在線路的首端和末端電壓會(huì)產(chǎn)生一定的差額，我們稱壓降，ΔU=IR，如上所述，相同定值的P，功率因數(shù)cosΦ的提高，電流下降，壓降也隨之下降，從而達(dá)到提高末端電壓的目的。

（3）對配電變壓器供電能力的影響和作用

配電變壓器的供電能力指標(biāo)是標(biāo)稱視在功率S，S=UI，如上分析，當(dāng)供電電壓不變時(shí)，在負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行無功補(bǔ)償將減少從系統(tǒng)吸收的無功電流，從而降低該負(fù)荷點(diǎn)吸納的負(fù)荷電流，配電變壓器將能夠提供更大的有功供應(yīng)能力。此外，由于電力系統(tǒng)普遍實(shí)施了對用電客戶的功率因數(shù)考核，負(fù)荷端實(shí)行無功補(bǔ)償后客戶的功率因數(shù)將符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，減少了客戶的無功電費(fèi)支出，為客戶節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

我國無功補(bǔ)償導(dǎo)則規(guī)定：無功補(bǔ)償應(yīng)該遵循“全面規(guī)劃、合理布局、分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡”原則，目前配電網(wǎng)中普遍采用“分散和集中、固定與自動(dòng)相結(jié)合”的方法。主要有3 種補(bǔ)償方式：1）在變電站10kV母線按主變?nèi)萘康?5%左右集中安裝補(bǔ)償電容器組；2）在用戶配變低壓側(cè)分散安裝低壓補(bǔ)償電容器柜；3）在10kV線路若干負(fù)荷中心處或線路23處集中安裝10kV線路補(bǔ)償電容器組。與前2 種方式相比，第3 種補(bǔ)償方式采用在負(fù)荷側(cè)進(jìn)行桿上無功補(bǔ)償，其效益相當(dāng)明顯。在10kV配電網(wǎng)采用桿上無功補(bǔ)償方式，即將戶外并聯(lián)電容器安裝在架空線路的桿塔上，以進(jìn)一步提高配電網(wǎng)功率因數(shù)，達(dá)到降損升壓的目的。這種無功補(bǔ)償方式與在各公用變壓器低壓側(cè)分散補(bǔ)償方式相比，有著補(bǔ)償裝置集中，設(shè)備利用率高，便于管理和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)；而且也能彌補(bǔ)公用變壓器低壓側(cè)缺少無功補(bǔ)償?shù)娜毕?，減少了大量無功的沿線傳輸；此外基本不用占用土地等資源，尤其是在線路較長（5km以上）、功率因數(shù)較低（0.9以下）的配電線路上，在負(fù)荷側(cè)進(jìn)行桿上無功補(bǔ)償，其效益將相當(dāng)明顯。但如何確定補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)和容量，使線損或年支出費(fèi)用盡可能少，同時(shí)又不會(huì)顯著增加運(yùn)行的維護(hù)工作量，達(dá)到安全可靠運(yùn)行目的。

三、配網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆绞胶团渲眠x擇

目前1OkV配網(wǎng)的無功補(bǔ)償方式很多，根據(jù)電壓等級(jí)分1OkV線路補(bǔ)償和400V低壓補(bǔ)償，根據(jù)投入方式可分為固定補(bǔ)償和自動(dòng)補(bǔ)償，根據(jù)補(bǔ)償安裝地點(diǎn)可分為變電站1OkV母線集中補(bǔ)償、配變臺(tái)區(qū)低壓集中補(bǔ)償和用電設(shè)備點(diǎn)補(bǔ)償?shù)取?/p>

1OkV線路補(bǔ)償即將補(bǔ)償電容安裝在1OkV線路上，安裝地點(diǎn)一般在主要無功負(fù)荷落點(diǎn)段，以減少無功電流在線路上的流動(dòng)為原則，可以裝一組或多組，可采取固定補(bǔ)償和自動(dòng)補(bǔ)償相結(jié)合方式，固定負(fù)荷補(bǔ)償無功負(fù)荷的基本部分，保證低谷時(shí)段無功負(fù)荷的需要，自動(dòng)補(bǔ)償針對無功負(fù)荷變動(dòng)部分自動(dòng)補(bǔ)償?shù)耐肚锌刂品绞奖容^多，定時(shí)、電壓、無功功率或功率因數(shù)等都可以作為控制的物理量，現(xiàn)在無功補(bǔ)償裝置生產(chǎn)廠家一般多采用無功功率或功率因數(shù)作為控制物理量，即當(dāng)負(fù)荷吸納的無功功率超過定值或測定功率因數(shù)低于額定值時(shí)投入電容補(bǔ)償，反之則切除。吸收無功功率較大的用電設(shè)備宜在設(shè)備安裝地裝設(shè)補(bǔ)償電容，用電設(shè)備端的補(bǔ)償裝置一般采用固定補(bǔ)償和手動(dòng)投切方式。

四、無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)以上分析，筆者選擇了兩臺(tái)配變進(jìn)行臺(tái)區(qū)無功補(bǔ)償研究及數(shù)據(jù)分析，選擇一個(gè)動(dòng)力用戶進(jìn)行用電設(shè)備端無功補(bǔ)償研究及數(shù)據(jù)分析。具體運(yùn)行數(shù)據(jù)表l。

（1）臺(tái)區(qū)補(bǔ)償（如表1）

變臺(tái)名稱配變A配變B

配變?nèi)萘?00KAV250KAV

補(bǔ)償容量90Kvar50Kvar

cosΦ補(bǔ)償前0.71～0.850.75～0.87

補(bǔ)償后0.91～0.950.93～0.96

配變有功出力提高%15.511.3

線損率%補(bǔ)償前12.514.4

補(bǔ)償后6.87.3

降低百分點(diǎn)5.77.1

月經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)補(bǔ)償后實(shí)際月供電量11680045400

折算成補(bǔ)償前月供電量12003847823

節(jié)約電量kWh32382423

節(jié)電率%2.75.0

節(jié)電價(jià)值（元）1975.181478.03

注：節(jié)電價(jià)值按公司停電單價(jià)0.61/kWh元計(jì)算

（2）用電設(shè)備安裝點(diǎn)補(bǔ)償

從表1可以看出，在臺(tái)區(qū)安裝低壓無功補(bǔ)償裝置、可以大幅度降低無功電流流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的損耗，提高功率因數(shù)和配變供電能力、并且每個(gè)月可獲得相當(dāng)可觀的節(jié)電收益，目前市場上銷售的無功補(bǔ)償裝置（30～l00kvar全自動(dòng)智能型）價(jià)格在1.3到1.8萬元之間，與之比較，約一年左右時(shí)間即可以收回補(bǔ)償裝置投資成本。

從表2可以看出，在用電設(shè)備安裝地點(diǎn)補(bǔ)償無功，可以提高功率因數(shù)，從而減少被考核的無功電費(fèi)支出，約6-10個(gè)月即可以回收補(bǔ)償電容的投資成本。

設(shè)備功率

KW補(bǔ)償電容

Kvar用電量

kWhcosΦ月電費(fèi)

（元）其中無功電費(fèi)

（元）

補(bǔ)償前500144000.829346851

補(bǔ)償后5010138000.9381420

五、結(jié)語

10kv配網(wǎng)無功補(bǔ)償適用于各供電企業(yè)和各用電客戶，特別是縣級(jí)供電企業(yè)，加強(qiáng)無功的管理對降低線路損耗，提高電壓質(zhì)量意義重大。無功補(bǔ)償應(yīng)盡量按照就地補(bǔ)償?shù)脑瓌t進(jìn)行，盡量避免無功電流在線路中流動(dòng)，無功補(bǔ)償裝置應(yīng)考慮選用智能型設(shè)備，配網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃應(yīng)科學(xué)合理選擇無功補(bǔ)償量和補(bǔ)償點(diǎn)，在業(yè)擴(kuò)報(bào)裝和客戶用電工程接入配網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按服國家規(guī)程規(guī)定要求配備相應(yīng)的無功補(bǔ)償設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]張勇軍，任震，廖美英等.10KV長線路桿上無功優(yōu)化補(bǔ)償[J].中國電力，2000

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