陳秀娟（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

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10kV及以下配電網無功動態(tài)補償的運用探究

陳秀娟
（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

摘 要：隨著現代化的建設，城鄉(xiāng)地區(qū)用電量不斷增加，對供電服務質量也提出了全新的要求，然而，配網供電與實際需求之間出現了不協調問題，對此就要做好配網無功動態(tài)補償工作。本文首先分析了10kV無功動態(tài)補償的主要方式，然后分析了無功補償的實際應用以及運用效果。

關鍵詞：10kV配電網；無功動態(tài)補償；方式；運用；效果

現階段，城市化建設持續(xù)進行，當前的配網運行水平相對有限，無法有效滿足高用電需求，甚至出現了電壓不穩(wěn)的問題，影響了供電服務質量，增加了線損。加大對配網無功補償的實施力度，優(yōu)選科學的補償方式，從而能夠確保無功補償質量，提高配網運行質量，發(fā)揮其應有的功能和作用。

一、10kV無功動態(tài)補償的主要方式

無功動態(tài)補償最直接、有效的作用體現為：控制損耗、低成本、高收益等優(yōu)勢作用，實際的10kV及以下配網的無功補償方式主要包括以下幾方面：

1 集中補償

集中補償方式主要包括：變電站集中補償與低壓集中補償兩大方式，其中前者重點圍繞輸電網無功平衡所實施的一種集中補償。具體補償過程為：集中補償設備（例如：靜態(tài)補償器、并聯電容器等）會被直接連在10kV母線。采用此類補償模式最終目標是要調整優(yōu)化輸電網的功率因數，控制無功損耗。集中補償方式實際使用過程中也有自身的不足，具體體現在無法有效控制線損，然而，集中補償模式通常方便管理。

低壓集中補償則重點針對變壓器低壓一端實施集中補償，依靠微機系統來科學調控低壓并聯電容器，此方法可以全面優(yōu)化配變功率因數，從而達到無功就地平衡，同時也能發(fā)揮降損功能，能夠保持用戶端電壓的安全、平穩(wěn)供應，提高供電服務質量。此集中補償模式同樣有自身弱點，體現在無法從根本上提高配網電壓水平，在配網系統無功優(yōu)化方面不能發(fā)揮太大功能。

現階段，被廣大配網系統所運用，主要是對380V側實施集中補償的一大模式。具體包括：固定容量補償、自動補償兩大補償方式，兩種補償模式都能深入開發(fā)變壓器潛能，提高其負載能力。

有功功率計算公式：P=Scosφ，根據此公式能夠看出，有功功率P會隨著功率因子cosφ變化。

如果cosφ=1，P就和變壓器的視在功率S相等；如果cosφ=0.7-0.8，此時有功功率會下降，在未實施補償的情況下，變壓器工作效率將受到影響，為了確保供電質量，必須充分做好電容器的安裝工作，優(yōu)選安裝環(huán)境，方便其維修與養(yǎng)護，確保其長時間發(fā)揮使用功能。

2 無功功率就地補償

此補償方式簡單說就是讓電容器同電機直接連接，二者同步開啟、同時關閉，利用這種方法，即使電機處于停運狀態(tài)，電容器可以途經電機來放電，從而避免放電設備再次安裝帶來的麻煩，即使在常規(guī)狀態(tài)下，電容器能夠就地向電機提供無功功率。這一補償過程有效縮短了能量傳輸與轉換的長度，從而在一定程度上控制線路內部電流，達到低消耗、高收益的效果。

二、無功動態(tài)補償的實施與運用

1 10kV線路的無功補償

10kV配網線路較多、距離較長、分支分布多、負荷分布不集中，基于配網的這些特點決定選擇分段分散與集中補償并行運用的方法，對于編制補償容量，科學把握補償設備的位置，以此來改善電壓質量。如果電力線路的供電范圍較遠，半徑過長，那么末端負荷會迅速上升，導致無功負荷也對應向后移，此時補償也要逐漸指向末端。對于所有的10kV配網線路可以選擇“三分之二”法來實施無功固定補償，然而，此補償模式，可能出現容量欠補、過補等現象，為了簡化操作步驟，可以參照配網線路的各項參數，例如：電壓值、功率因數值等，圍繞低功率因數的線路進行補償，配置無功自動跟蹤補償設備，有效調控并聯電容器組的投切，以此來逐步提高線路的功率因數，確保線路的電壓質量。

2 配電變壓器臺區(qū)的無功補償

參照一個地區(qū)的用戶類型、用電特征，采用“試點推進”的策略來逐步深入地開展無功補償工作。首先應該對一個地區(qū)的低壓線路中的各項數據、信息進行測量，在發(fā)揮本地已有設備功能的基礎上，配置低壓無功補償設備。

采用集中與分散補償方式相互彌補、有效配合的方式，其中主要發(fā)揮分散補償的作用，將自動補償設備配置于變壓器，這樣自動補償設備就能隨著配網負荷的動態(tài)調整來自動投入或退出補償。

3 用戶無功補償

隨著居民生活水平的提高，家庭用電負荷形式發(fā)生變化，非線性負荷用戶數量在不斷上升，加劇了配網的負載，導致無功需求得不到有效滿足，配網電壓質量也在下降，甚至影響到配網運行質量。為了解除這一困惑，用戶可以采用無功就地補償的方法，增設隨機補償電容，具體的方法就是讓電容器并聯在家用電器對應的供電線路上，以此來優(yōu)化電壓質量，提升功率因數，控制線損。

三、10kV及以下配電網無功動態(tài)補償應用效果

1 10kV配網效益

表1 補償前后線路參數變化

因為10kV及以下配網的線損與多種因素有關，例如：電能表的精準度、工作人員的能力與水平、線路絕緣度等。為防止不良因素的影響，須做好無功補償工作，降低線損，以獲得理想的配網運行效果。

例如：某地區(qū)10kV配網線路經過無功動態(tài)補償，該線路的主要參數發(fā)生了變化，具體見表1。

線損同電流之間有一定的比例關系，通常來說電流的平方與線損大小呈正相關，這就意味著電力線路的線損會隨著電流的上升而上升，在保證電網電力供應的條件下，有效提升功率因數，可以有效控制線路電流，從而控制線損。當功率因數得到提升，假設：從cosφ1上升至cosφ2，設：電流降低量為：I’，那么，對應能夠減少線損量，可以用下列公式求出：ΔPc=RP2/ U2（1/cos2φ1-1/cos2φ2），按照上面圖表中的數據來代入，得出結果：6.75kW。假設：一度電=0.5元，那么一年時間內，配網運行能夠節(jié)省的錢數：W=6.75kW×365×24×0.5=2.96萬元。由此可見，通過無功動態(tài)補償后，電網功率因數顯著提高，有效控制了線損，直接維護了供電企業(yè)的經濟利益。

2 配網變壓器臺區(qū)的經濟效益

該地區(qū)的用戶有普通的家庭用戶，也有小型手工企業(yè)用戶，然而，此地區(qū)配網變壓器的容量只有100kVA，手工小型企業(yè)日常用電量較大、負荷較高達到65kW。此時面臨的問題：因為電機低負載、變壓器可能出現超載運行現象，當用戶集中用電時，電壓過低、電壓不穩(wěn)，從而導致供電服務質量下降。通過配置低壓電容器進行無功補償，經過全方位測量得出，電流值、電壓值、功率因數等都有所改善。功率因數從之前的0.83上升至0.92，變壓器二次端電流也有所下降，對應的線損也得到了控制，對應降低了1.11%。

假設，此地區(qū)一年的供電總量為：33萬kWh，電費價格依然按照0.5元計算，那么一年內能夠節(jié)省成本為：330000×0.5×1.11%=1831.5元。假設此變壓器臺區(qū)無功補償設備投資7000元，那么可以在7000/1831.5=3.08年之內收回投資，假設無功補償設備能夠正常工作10年，那么后面的6.92年之內就能省下電費1831.5×6.92=12673.98元，由此可見，投資具有較大的回報。

結語

為了提高10kV配網的運行質量，必須加大無功動態(tài)補償的實施力度，提出一套科學、合理的補償方案，確保電網補償質量，加大對配網的規(guī)劃力度，從而打造出高質量、高水平的配網功能，發(fā)揮其應用的功能與作用，滿足用戶的需求。

參考文獻

［1］黃付霞.淺析10kV配線電路無功動態(tài)補償裝置運行與維護［J］.電子技術與軟件工程，2014（3）.

［2］吳傳平，羅安，涂春鳴，王文.高壓配電網諧波及無功綜合動態(tài)補償系統研究［J］.電力自動化設備，2011（4）.

［3］劉英杰.無功動態(tài)補償對電網運行的影響［J］.電子制作，2013（13）.

中圖分類號：TM73

文獻標識碼：A