賀院平 國網(wǎng)山西省電力公司原平市供電公司

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無功補償裝置在10kV配電網(wǎng)節(jié)能工程中的應(yīng)用

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摘 要：本文主要探討了無功補償裝置在10kV配電網(wǎng)節(jié)能工程中的應(yīng)用，旨在為相關(guān)工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：無功補償裝置 10kV配電網(wǎng) 節(jié)能工程

10kv配電網(wǎng)作為我國電網(wǎng)中的重要系統(tǒng)，主要負責(zé)電力運輸、分配調(diào)度以及連接發(fā)電廠等工作，目前10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)的負荷容量逐漸增加，對無功功率總需求也在不斷增長，而且只依靠于配網(wǎng)發(fā)電機產(chǎn)生的無功容量，難以滿足配電網(wǎng)對無功功率的需求，所以必須合理應(yīng)用無功補償裝置，降低10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

一、無功補償實現(xiàn)配電網(wǎng)節(jié)能降損

（一）提高電器設(shè)備電能綜合轉(zhuǎn)換效率

在運行過程中，10kv配電網(wǎng)會受到電磁環(huán)境的影響，會消耗配電變壓器以及輸電線路的電能，并使其轉(zhuǎn)換成熱能，由此可以看出，10kv配電網(wǎng)的各種元件在運行過程中，必然會消耗部分電能，難以實現(xiàn)100%的電能傳輸。為了減少運輸過程中的電能消耗，可以通過并聯(lián)電容器，加強對整個10kv配電網(wǎng)的調(diào)控（圖1為10kv配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制示意圖），將流過配電變壓以及輸電線路的電流值控制在合理的范圍之內(nèi)，減少有功損耗的產(chǎn)生，最大限度的提升電能綜合轉(zhuǎn)換效率。

圖1 10kv配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制示意圖

從圖110kv配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制示意圖，可以看出10kv配電網(wǎng)在投入并聯(lián)電容器前投入并聯(lián)電容器之后，系統(tǒng)有功功率發(fā)生了明顯變化，在投入并聯(lián)電容器之間，系統(tǒng)的功率角為φ1，視在功率、相應(yīng)有功功率分別為0B、0A；在投入并聯(lián)電容器至之后，系統(tǒng)中功率角增加為φ2，視在功率、相應(yīng)有功功率分別調(diào)節(jié)到OD、OC。所以在10kv配電網(wǎng)安裝補償裝置，可以有效的降低系統(tǒng)的能耗，提高配電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換率。

（二）提高配電網(wǎng)系統(tǒng)供電電壓質(zhì)量水平

在配電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)供電電壓不穩(wěn)定的情況，這主要是有兩方面原因引起的，一方面是由于系統(tǒng)有功不平衡引起的，另一方面是由于無功容量不平衡引起的，同時我們也可以用下面的式子來表示電壓波動，近似為：

為了解決系統(tǒng)電壓波動的穩(wěn)定，可以采用無功補償電容器，并將其并聯(lián)到配電網(wǎng)系統(tǒng)中，這時配電網(wǎng)電壓波動可以用下面式子來表示，近似為：

對比（1）和（2）兩個式子，可以看出無功補償電容器的安裝，在很大程度上，加強了配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了系統(tǒng)運行電壓綜合質(zhì)量水平的有效提升。

（三）減少電費支出

為了減少電費支出，必須降低配電網(wǎng)運行有功功率的損耗，提高電能轉(zhuǎn)換率，進而實現(xiàn)減少電費的目的。所以必須不斷采取有效措施，不斷優(yōu)化電氣設(shè)備控制系統(tǒng)，同時合理使用無功補償裝置，充分發(fā)揮無功補償裝置在10kv配電網(wǎng)的作用，以此提高電能供應(yīng)質(zhì)量，實現(xiàn)綜合服務(wù)水平的有效提升。另外還可以根據(jù)用戶使用的功率因數(shù)情況，進行電費優(yōu)惠活動，進而實現(xiàn)節(jié)約電費的目的，提高10kv電網(wǎng)運行的經(jīng)濟效益和社會效益。

二、10kv配電網(wǎng)無功補償綜合經(jīng)濟效益分析

在10kv配電網(wǎng)運行過程中，無功功率消耗單元主要是一些非線性變配電設(shè)備，其中在所有無功功率消耗單元，供、用電設(shè)備所占比重較大，在系統(tǒng)運行過程中，一旦出現(xiàn)無功消耗過大、無功補償設(shè)備補償不準確等問題，必然會降低系統(tǒng)功率因素，進而會降低電能供應(yīng)質(zhì)量水平，造成10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)更多的電能損失。

（一）補償模式經(jīng)濟當(dāng)量分析

10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)具有多種補償模式，如10kv線路補償、高壓集中補償以及0.4kv低壓集中補償?shù)?，將變電站系統(tǒng)的無功經(jīng)濟補償當(dāng)量設(shè)置為零值點，對10kv線路補償、高壓集中補償以及0.4kv低壓集中補償模式的經(jīng)濟當(dāng)量進行計算，并進行對比分析，結(jié)果為：10kv線路補償?shù)臒o功經(jīng)濟當(dāng)量為0.023-0.051；高壓集中補償?shù)臒o功經(jīng)濟當(dāng)量為0.015-0.029；0.4kv低壓集中補償?shù)臒o功經(jīng)濟當(dāng)量為0.036-0.073。

從這三種補償模式的經(jīng)濟當(dāng)量計算結(jié)果來看，0.4kv低壓集中補償?shù)臒o功經(jīng)濟當(dāng)量最高，這表示無功補償裝置，最好安裝在10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)中的末端位置，這樣有利于10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)安全、經(jīng)濟的運行。

（二）補償模式單位投資經(jīng)濟效益分析

表1 不同補償模式單位綜合投資費用

表1對不同補償模式單位綜合投資的費用的情況進行分析，可以看出這四種不同的補償方式，單位綜合投資費用最低為綜合投資34元/kvar的隨器補償，所以10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中，可以采用低壓變壓器隨器補償模式，同時根據(jù)10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性，建立完善的10kv配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化策略，從而提高10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性、安全性以及穩(wěn)定性。

三、結(jié)束語

綜上所述，無功補償裝置在10kv配電網(wǎng)節(jié)能工程中產(chǎn)生了重要作用，它可以降低10kv配電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的能耗，同時提高電能供應(yīng)的質(zhì)量水平，增加配網(wǎng)系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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[2]周勝峰. 無功補償裝置在10kV配電網(wǎng)的應(yīng)用[J]. 中華民居(下旬刊),2014,09