盧錦祥（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)新會(huì)供電局，廣東 江門(mén) 529100）

農(nóng)村電網(wǎng)加裝高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置研究分析

盧錦祥
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)新會(huì)供電局，廣東 江門(mén) 529100）

摘 要：本文通過(guò)在10kV農(nóng)村配電線(xiàn)路上安裝高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置，以提高電壓、減少線(xiàn)損。農(nóng)網(wǎng)規(guī)劃工程技術(shù)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)高壓無(wú)功補(bǔ)償在農(nóng)村電網(wǎng)中的重要作用，重視并優(yōu)化配電線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償，在進(jìn)行農(nóng)網(wǎng)配電線(xiàn)路規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)高壓無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行科學(xué)合理的分析研究，合理規(guī)劃安裝。

關(guān)鍵詞：高壓電容；數(shù)據(jù)分析；經(jīng)濟(jì)效益

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)在大量興起，農(nóng)村用電快速增長(zhǎng)。而且大部分小工業(yè)和養(yǎng)殖戶(hù)處于電網(wǎng)的最末端，用戶(hù)多為低壓用戶(hù)，壓降和線(xiàn)損十分嚴(yán)重，特別在重負(fù)荷﹑細(xì)導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)路上。因此急需進(jìn)行農(nóng)網(wǎng)改造，除更換導(dǎo)線(xiàn)﹑增加出線(xiàn)和升高重負(fù)荷用戶(hù)的電壓等級(jí)外，還應(yīng)考慮進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償，以提高電壓﹑減少線(xiàn)損。搞好低壓補(bǔ)償，不但可減輕上一級(jí)電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)膲毫?，而且可提高用?hù)配變的利用率，改善用戶(hù)功率因數(shù)和電壓質(zhì)量，并有效地降低電能損失，從而使供用電雙方線(xiàn)路設(shè)備達(dá)到更有利地運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)功補(bǔ)償?shù)纳鐣?huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益都會(huì)是非常顯著的。就根據(jù)睦洲供電所實(shí)際情況，對(duì)高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)用效果進(jìn)行分析。

圖1

一﹑農(nóng)村配電線(xiàn)路基本情況

由于近年來(lái)所有的農(nóng)戶(hù)都轉(zhuǎn)產(chǎn)養(yǎng)殖南美白對(duì)蝦，對(duì)電力負(fù)荷的需求猛增，部分農(nóng)村綜合線(xiàn)路在2012年的最大電流為280A左右，2013年達(dá)到了300A左右。從2013年變電站抄表的有功電量和無(wú)功電量計(jì)算出部分農(nóng)村綜合線(xiàn)路的功率因數(shù)在0.74～0.82，平均功率因數(shù)為0.76。由于地理位置的關(guān)系，部分農(nóng)村綜合線(xiàn)路前段線(xiàn)路是基本沒(méi)有負(fù)荷的，負(fù)荷中心在距離變電站電源8000m～9000m左右。由于大量的感性用電設(shè)備加上長(zhǎng)距離較大負(fù)荷的輸送，線(xiàn)路輸送的無(wú)功電流較大，致使電壓降十分明顯，線(xiàn)路中﹑末段電壓很低，不少的用電設(shè)備在負(fù)荷高峰期無(wú)法正常使用。

圖2

為解決電壓質(zhì)量問(wèn)題，我所在2007年已經(jīng)在綜合臺(tái)區(qū)低壓線(xiàn)路上安裝了60多臺(tái)共2000多千伏的電容箱，運(yùn)行不穩(wěn)定，經(jīng)常需要檢查維修，電壓質(zhì)量還是不理想。針對(duì)這種情況，我所提出安裝高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的要求，目的是提高功率因數(shù)和進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化，可以提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電效率和電壓質(zhì)量，減少線(xiàn)路損耗，降低農(nóng)網(wǎng)線(xiàn)路的成本。以上要求得到生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)的大力支持，在2014年上半年在10kV紙廠(chǎng)線(xiàn)和10kV蓮腰線(xiàn)上分別安裝了箱式高壓電容一套，容量都為1200Kvar*2。

二﹑電容容量的計(jì)算

線(xiàn)路上的最大電流I最大=300A，電容投運(yùn)前功率因數(shù)COSθ前=0.76，投運(yùn)后的功率因數(shù)要求達(dá)到COSθ后=0.94，根據(jù)

P有=1.732×U×I×COSθ和P需=P有× （tanθ前–tanθ后）

P2=P2+P2總有無(wú)

得到線(xiàn)路有功功率P有=4028kW，無(wú)功功率P無(wú)=3444kvar，所需補(bǔ)償?shù)碾娙萑萘縋需=2120kvar（現(xiàn)場(chǎng)取兩組，每組1200Kvar）。

圖3

三﹑農(nóng)網(wǎng)規(guī)劃中對(duì)電容補(bǔ)償?shù)囊?guī)劃

和配置

農(nóng)網(wǎng)建設(shè)中，功率因數(shù)是配電網(wǎng)的重要考核指標(biāo)。必須結(jié)合本地區(qū)具體情況確定補(bǔ)償目標(biāo)，計(jì)算補(bǔ)償容量﹑制定適合本地區(qū)特點(diǎn)的補(bǔ)償方案。

為了農(nóng)村電網(wǎng)無(wú)功電源的補(bǔ)償取得最佳綜合效益，在進(jìn)行無(wú)功電源規(guī)劃時(shí)應(yīng)遵循“全面規(guī)劃﹑合理布局﹑分級(jí)補(bǔ)償﹑就地平衡；集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主”的原則。

對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的無(wú)功電源規(guī)劃時(shí)，既要滿(mǎn)足全區(qū)總的無(wú)功電力平衡，又要滿(mǎn)足分所﹑分線(xiàn)路的無(wú)功電力平衡，使長(zhǎng)距離輸送的無(wú)功負(fù)荷最小﹑最大限度地減少有功功率和電能的損耗。

圖4

對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的無(wú)功電源規(guī)劃，要以集中與分散相結(jié)合的原則，并以分散補(bǔ)給為主。既要考慮在變電站集中安排無(wú)功電源，更要在高﹑低壓配電線(xiàn)路上和用電設(shè)備旁邊以及重點(diǎn)用戶(hù)分散給予無(wú)功電源。

對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的無(wú)功規(guī)劃要調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主。對(duì)于農(nóng)村電網(wǎng)來(lái)說(shuō)無(wú)功電源的應(yīng)用主要目的是改善功率因數(shù)減少線(xiàn)損，穩(wěn)壓只是一個(gè)不錯(cuò)的輔助作用，這主要是鑒于在農(nóng)村供電系統(tǒng)中，除了在城區(qū)和縣（市）工業(yè)園區(qū)用電比較集中外，農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的用電多具有線(xiàn)路長(zhǎng)﹑分支多﹑負(fù)荷分散﹑功率因數(shù)低﹑設(shè)備空載運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)﹑電能損耗大等特點(diǎn)，因此，規(guī)劃無(wú)功電源分布時(shí)最大考慮是降損節(jié)能，同時(shí)兼顧調(diào)壓。

對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)無(wú)功電源規(guī)劃時(shí)，要輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)相結(jié)合，以安排配電網(wǎng)無(wú)功電源為主。其主要原因：一是在農(nóng)村電網(wǎng)中0.4kV﹑10kV配電網(wǎng)的無(wú)功損耗占70%強(qiáng)，35kV～110kV輸電線(xiàn)路的無(wú)功損耗只占30%弱；二是當(dāng)無(wú)功電源安排在0.4kV或10kV配電線(xiàn)路上時(shí)，既可補(bǔ)償10kV及0.4kV的配網(wǎng)損耗，還可以減少無(wú)功功率在35kV～110kV線(xiàn)路中的傳輸從而減少有功在輸電線(xiàn)路中的損耗。

對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的無(wú)功電源規(guī)劃要供電部門(mén)與用電單位相結(jié)合，優(yōu)先考慮用電單位。這是因?yàn)殡娋W(wǎng)的無(wú)功功率一般都消耗在用電單位的低壓線(xiàn)路和用電設(shè)備上，國(guó)家給予了功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法，用電單位能夠獲獎(jiǎng)受益。

在補(bǔ)償過(guò)程中，既要滿(mǎn)中全地區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)總的無(wú)功電力平衡，又要滿(mǎn)足變電站，以及變電站的每條配電線(xiàn)路的無(wú)功電力平衡。

四﹑運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

為能準(zhǔn)確記錄電容投﹑切對(duì)線(xiàn)路電壓的影響，我們?cè)?014年3月11日～12日人為地將兩組電容停止運(yùn)行；在2014年3 月15日～16日將兩組高壓電容按時(shí)間控制模式設(shè)置其同時(shí)投切，除了每天9時(shí)-10時(shí)和23時(shí)-00時(shí)切除外，其余時(shí)間都在投入狀態(tài)。從四個(gè)專(zhuān)用配變上安裝的負(fù)荷控制終端上我們可以看到：

1 電壓的曲線(xiàn)在電容投運(yùn)后比投運(yùn)前平滑，即電壓的變化幅度減?。?/p>

2 電壓有了明顯的提高。在線(xiàn)路前段（測(cè)點(diǎn)A）由于距離變電站不遠(yuǎn)電壓提升不大外，線(xiàn)路中﹑末段的電壓高壓側(cè)升高400V左右，低壓側(cè)升高20V左右，電壓都在合格的范圍內(nèi)；

3 電容投切瞬間電壓變化較大。如測(cè)點(diǎn)B在3月16日9時(shí)-10時(shí)，切除電容時(shí)電壓由10350V降到9750V，電容投入后電壓由9750V升高到10400V；

4 線(xiàn)路損耗明顯下降。如10kV紙廠(chǎng)線(xiàn)線(xiàn)路損耗由2013年上半年的6.33%下降到2014年上半年的4.25%，下降幅度為33%。

各監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓曲線(xiàn)圖如圖1～圖4所示。

測(cè)點(diǎn)A：10kV紙廠(chǎng)線(xiàn)南樓農(nóng)網(wǎng)臺(tái)區(qū)2014年5月11日-12日（電容投運(yùn)前）電壓曲線(xiàn)（距離變電站9636m）。

測(cè)點(diǎn)A：10kV紙廠(chǎng)線(xiàn)南樓農(nóng)網(wǎng)臺(tái)區(qū)2014年5月15日-16日（電容投運(yùn)后）電壓曲線(xiàn)。

測(cè)點(diǎn)B：10kV蓮腰線(xiàn)南環(huán)農(nóng)網(wǎng)臺(tái)區(qū)2014年5月11日-12日（電容投運(yùn)前）電壓曲線(xiàn)（距離變電站10123m）。

測(cè)點(diǎn)B：10kV蓮腰線(xiàn)南環(huán)農(nóng)網(wǎng)臺(tái)區(qū)2014年5月15日-16日（電容投運(yùn)后）電壓曲線(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

高壓電容補(bǔ)償對(duì)我們的線(xiàn)路運(yùn)行水平有非常多的好處，能提高電壓質(zhì)量﹑減少線(xiàn)路損耗，提高電能的利用率。在我們?nèi)粘＿\(yùn)行維護(hù)中加強(qiáng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)木S護(hù)及數(shù)據(jù)研究分析，充分利用無(wú)功補(bǔ)償裝置提高農(nóng)村配電線(xiàn)路電壓質(zhì)量，不斷滿(mǎn)足用電客戶(hù)用電需求，不斷提高優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]靳龍章，丁毓山.電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償實(shí)用技術(shù)[J].北京：水利水電出版社，1997.

中圖分類(lèi)號(hào)：TM761

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A