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摘要：低壓無功補償裝置的分類很多，針對不同的電壓可以選擇不同的補償裝置。本文對低壓無功補償裝置在10KV配電網(wǎng)中的應(yīng)用以及設(shè)計進行分析，旨在提高配電網(wǎng)的安全性和可靠性，提高配電網(wǎng)運行中產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：低壓無功補償裝置；10KV；配電網(wǎng)

在電力系統(tǒng)中，0.4kV供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的最末端，其電源是由相距很遠的發(fā)電廠提供的，沿經(jīng)各級輸電線路和升壓、降壓變壓器，從而產(chǎn)生了較多的能量損失。為使這種損失降至最少，需在低壓供電系統(tǒng)的負荷處實行無功功率就地補償。無功功率就地補償具有投資少，見效快的特點，因而這一技術(shù)發(fā)展很快。但是，由于低壓無功補償涉及的內(nèi)容很多，而且從目前應(yīng)用的情況看，許多技術(shù)還沒有很好應(yīng)用，如電容器的投切技術(shù)、防止電容器產(chǎn)生諧波和諧波放大技術(shù)以及裝置的可靠運行技術(shù)等，這些技術(shù)都有待完善和提高。

一、低壓無功補償裝置的分類

電力系統(tǒng)中的無功補償裝置在最初使用的是電容器，隨著科技的發(fā)展，無功補償裝置的種類越來越多，無功補償裝置得到了廣泛應(yīng)用。我們平時比較常見的無功補償裝置主要有并聯(lián)電容器和電抗器、串聯(lián)電容器以及同步調(diào)相機和靜止無功補償器。我們還可以根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)將無功補償裝置分為靜態(tài)和動態(tài)的無功補償裝置，串聯(lián)以及并聯(lián)的無功補償裝置，傳統(tǒng)以及現(xiàn)代的無功補償裝置，運動以及靜止的無功補償裝置，除了以上分類之外還可以分為有源和無源，高壓和低壓的無功補償裝置等。

我們一般在負荷比較平穩(wěn)的狀態(tài)下使用靜態(tài)無功補償裝置，主要是為了降低線路的損耗，也為了調(diào)節(jié)電壓而采取的一種補償方式。靜態(tài)補償裝置使用的主要是并聯(lián)電容器組以及串聯(lián)電抗器組，使用并聯(lián)電容器是非常經(jīng)濟的一種方法，這種方法的優(yōu)點是價格低廉、安裝靈活、操作簡單、運行穩(wěn)定以及便于維護。并聯(lián)電抗器是一種補償靜態(tài)容性無功的主要裝置，這種裝置使用的比較早，是一種非常重要的無功補償裝置。

動態(tài)無功補償裝置能夠?qū)ω摵梢约跋到y(tǒng)的無功功率進行實時跟蹤，并且根據(jù)跟蹤的實際情況來調(diào)整自身的實際補償量，補償量的變化可以隨著負荷或者是功率的變化而變化。這種補償方式最大的特點是能夠?qū)o定的控制目標(biāo)進行跟蹤。在電力系統(tǒng)中使用動態(tài)無功補償裝置能夠根據(jù)對負荷以及系統(tǒng)的跟蹤來改善自身的功率因數(shù)，對電壓進行調(diào)整，減少電壓方面存在的波動，可以濾除一些高次諧波，動態(tài)無功補償裝置的這些功能是相互聯(lián)系的?？刂颇繕?biāo)的不同，補償裝置所選擇的控制策略也就不相同。這就說明在不同的場所對補償裝置的要求不一樣。

二、無功補償方式的確定

無功補償方式有集中補償、分散補償和綜合補償三種方式。負荷量大小、分布決定無功補償方式，并應(yīng)從低壓配電系統(tǒng)向中、高壓系統(tǒng)逐級進行補償配置，以求得最佳的補償效果。

低壓配電系統(tǒng)具有負荷較為集中，但負荷設(shè)備具有容量不同、線路短、分支多的特點，對其中設(shè)備容量較大的應(yīng)采用分散補償（即就地補償），容量偏小的采用集中補償，因此，補償方式一般應(yīng)采用集中補償、分散補償相結(jié)合的綜合補償方式，這種補償方式不僅可取得較好的節(jié)電效果，而且投資合理、方便控制與維護。

三相負荷對稱程度決定相補或全補方式。三相對稱負荷應(yīng)采用全相補償方式，即三相同時進行補償，如工業(yè)企業(yè)電動機較多，負荷較為對稱。三相負荷不對稱，則應(yīng)采用分相單獨進行補償，如城網(wǎng)生活區(qū)三相負荷多為不對稱運行。負荷變化情況決定靜態(tài)和動態(tài)補償方式。負荷變化較為平穩(wěn)，應(yīng)采用靜態(tài)補償方式。這不僅能較好地降低線路損耗，而且投資少。負荷變化較大的，應(yīng)采用動態(tài)補償方式，達到充分補償、提高穩(wěn)定電壓的作用。

三、安裝運行經(jīng)驗

我們應(yīng)該選擇一些智能型的低壓無功補償裝置，這些設(shè)備科技含量高，還具有先進的技術(shù)原理、可靠的質(zhì)量、完善的功能，便于運行管理和維護。

對于電容器補償?shù)牡蛪簾o功補償裝置在安裝時應(yīng)該選擇合適的安裝地點。選擇地點時應(yīng)盡量接近低壓臺區(qū)的負荷中心，這樣可以獲得最好的就地補償效果，以減少在長距離輸電過程中的功率損耗，提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟效益。

在選擇低壓無功補償裝置時還要考慮到市郊的公用變壓器的容量、負荷以及自然功率因數(shù)等情況，選擇的低壓無功補償裝置一般在變壓器容量的30%-60%最為適宜。如果裝置的容量太小就不會取得預(yù)想的補償效果，容量過大則會使有些電容器不能夠發(fā)揮正常作用。

低壓配電網(wǎng)絡(luò)的分布比較廣，節(jié)點很多并且網(wǎng)絡(luò)中的負荷特性不一樣，負荷變化也很大。在以往對于低壓配電網(wǎng)的檢測主要靠人工進行，這種做法缺乏可靠性，也不能及時了解電網(wǎng)的各種變化情況。無功補償裝備需要具有先進的數(shù)據(jù)采集與分析功能也是現(xiàn)代配電網(wǎng)絡(luò)運行管理的需要，我們可以對配電網(wǎng)絡(luò)進行定點采樣，對電網(wǎng)中的各種電流進行記錄，這樣就可以分析和總結(jié)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)。對于具備遠紅外或者是串行通信功能的低壓無功補償裝置，能夠方便地實現(xiàn)就地抄表，還可以給后臺運行軟件提供歷史數(shù)據(jù)用以分析與計算。

四、農(nóng)網(wǎng)10KV線路無功補償?shù)膽?yīng)用

1、補償方式的分類

對于10kV線路無功補償而言，線路無功補償主要補償?shù)氖蔷€路感性電抗所消耗的無功功率以及配電變壓器勵磁無功功率損耗。線路無功補償裝置可選用投切控制方式很多，常見的投切控制方式主要有無功功率、功率因數(shù)、電壓、時間、無功電流等，10kV線路無功補償有四種典型的應(yīng)用模式，分別為混合補償（即“固補+動補”）、全自動補償、固定補償和濾波式補償。

2、確定最佳補償度、安裝位置的方法

現(xiàn)階段10kV線路中的無功補償裝置采用的一般是固定投入，以最大限度地減少配電線路的電能損耗作為出發(fā)點，確保無功補償裝置能夠獲得最佳效果，在分散補償電容器線路位置的安裝方面應(yīng)該盡可能合理，一般來說無功補償線路上安裝電容器組數(shù)越多，相應(yīng)的也就會受到越好的降損效果，值得注意的是所安裝的電容器裝置一般會受到成本的限制，從提高電容器組的補償效益，減少無功補償裝置安裝的投資方面考慮，布置的電容器組的點數(shù)不能夠過多，一般按1～3個考慮即可。

一般來說農(nóng)網(wǎng)線路供電半徑要小于15km，如果線路長度在1～5km之間，可以考慮在線路的2/3處安裝一組補償電容；如果線路長度在5～10km之間，可以考慮在線路的2/5以及4/5處分別安裝一組補償電容；如果線路長度在10～15km之間，可以考慮在其2/7，4/7以及6/7處分別安裝一組補償電容。

3、計算無功補償容量和確定分散補償容量

①從提高功率因素計算線路無功補償容量

如果電力網(wǎng)最大負荷日的平均有功功率為PPj，補償前的功率因數(shù)為COSФ1，補償后的功率因數(shù)為COSФ2，則補償容量可用下述公式計算。

式中，PPj為最大負荷日平均有功功率；COS2Ф1為最大負荷日平均功率因數(shù)2COS2Ф2為功率因數(shù)期望值。通常將功率因素從0.9提高到1所需的補償容量與將功率因素從0.72提高到0.9所需的補償容量相當(dāng)。

②分散補償容量確定方法

對于10kV線路上安裝的補償并聯(lián)電容器容量的確定，應(yīng)該全面考慮線路布局，堅持最佳降損的原則，并且通過計算進行確定。一般可按各條分支線的負荷電流來計算補償容量。

如果10kV線路負荷均勻分布或者是接近均勻分布：需要安裝1組電容器的時候，一般來說每組的分散補償容量應(yīng)該為線路平均無功功率的2/3；需要安裝2組電容器的時候，一般來說每組的分散補償容量應(yīng)該為線路平均無功功率的2/5；需要安裝3組電容器的時候，一般來說每組的分散補償容量應(yīng)該為線路平均無功功率的2/7；堅持最小網(wǎng)損的原則，那么每條10kV線路所需補償?shù)目側(cè)萘繎?yīng)按一定比側(cè)分配。

（1）需要安裝1組電容器時，容量比為1/3：2/3；

（2）需要安裝2組電容器時，容量比為1/5：2/5：2/5：

（3）需要安裝3組電容器時，容量比為1/7：2/7：2/7：2/7。

在實際10kV線路中，大多數(shù)時候線路負荷分布不均勻，所以說在進行分散補償容量確定的時候，需要考慮實際線路負荷的分布情況，并且靈活運用上述方法進行分散補償容量的確定。

【總結(jié)】

通過上文分析我們清楚了低壓無功補償裝置在10kV電網(wǎng)中的設(shè)計以及應(yīng)用，首先介紹了低壓無功補償裝置的分類，其次介紹了無功補償裝置的確定方式，然后分析了無功補償裝置的安全運行經(jīng)驗，最后介紹了一種全新的補償技術(shù)。在10kV配電網(wǎng)中使用低壓無功補償裝置的時候應(yīng)充分考慮低壓無功補償裝置的特點以及承載負荷情況，以確保低壓無功補償裝置的安全運行。

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