王富勇，黃 朵

（福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 泉州 362000）

2018年4月29日，國(guó)網(wǎng)公司正式實(shí)施新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程。無(wú)論是小城鎮(zhèn)（中心村）電網(wǎng)改造升級(jí)，還是村村通動(dòng)力電工程，以及提高東中部地區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展水平、推進(jìn)西部及貧困地區(qū)農(nóng)網(wǎng)供電服務(wù)均等化等，其目的都是為了提高供電質(zhì)量，使電力公司供電能力和服務(wù)水平再上新臺(tái)階，更好地服務(wù)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)至2020年有穩(wěn)定可靠的供電服務(wù)全覆蓋，農(nóng)網(wǎng)供電可靠率達(dá)99.88%、綜合電壓合格率達(dá)98.45%。

而在農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程中，結(jié)合用戶(hù)用電實(shí)際情況，選擇布置合理的無(wú)功電源以平衡無(wú)功，不僅可以大大降低供電網(wǎng)絡(luò)電能損耗，提高供電質(zhì)量，還可以減少用戶(hù)用電成本和增強(qiáng)企業(yè)用電能效。

1 新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程中無(wú)功電源的合理使用

1.1 優(yōu)化新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程無(wú)功電源投入

1.1.1 選擇適當(dāng)?shù)臒o(wú)功電源補(bǔ)償無(wú)功以穩(wěn)定電壓

電壓作為電能質(zhì)量指標(biāo)之一，其穩(wěn)定性與無(wú)功的平衡密切相關(guān)。無(wú)功平衡不僅反映了電網(wǎng)不同特性負(fù)載（感性、容性）設(shè)備的電能消耗，也反映了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行調(diào)節(jié)有待改進(jìn)的方向，并有助于構(gòu)建和諧的供用電生態(tài)環(huán)境。因此，采用一定的無(wú)功電源進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)無(wú)功平衡、改善電壓質(zhì)量尤為重要。

在新農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程中，應(yīng)選擇一定的無(wú)功電源，優(yōu)先無(wú)功功率就地平衡，降低損耗，穩(wěn)定電能質(zhì)量。因?yàn)榫偷仄胶庋a(bǔ)償相對(duì)于集中、固定補(bǔ)償方式］具有線損率低（可減少20%）、改善用電設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)行條件好、線路供電能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

1.1.2 農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程要結(jié)合用戶(hù)用電特征配置無(wú)功電源

（1）對(duì)居民生活集中臺(tái)區(qū)，宜采用在配電變旁安裝電容器集中補(bǔ)償，但對(duì)負(fù)載率高、長(zhǎng)線路可在中間架設(shè)電容器分散補(bǔ)償。

（2）對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集中臺(tái)區(qū)，憑據(jù)其申報(bào)容量及其用電性質(zhì)加強(qiáng)功率因數(shù)考核，尤其對(duì)單臺(tái)5kW及以上設(shè)備要求采用分散、就地補(bǔ)償方式。為防止大功率設(shè)備（10kW以上）啟動(dòng)電流對(duì)線路、設(shè)備及電容器補(bǔ)償裝置產(chǎn)生的負(fù)荷沖擊和電壓波動(dòng)，建議采用降壓?jiǎn)?dòng)裝置。

（3）農(nóng)網(wǎng)改造時(shí)加強(qiáng)對(duì)公用變配備電容器柜的同步設(shè)置與功率因數(shù)考核，提高無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的利用率，也為從管理上強(qiáng)化無(wú)功平衡和電壓穩(wěn)定。

1.1.3 農(nóng)網(wǎng)應(yīng)根據(jù)“分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡”的原則，優(yōu)先考慮隨機(jī)就地補(bǔ)償

在低壓動(dòng)力用電設(shè)備附近直接安裝補(bǔ)償用電力電容器，電容器與電動(dòng)機(jī)供電回路并聯(lián)，如圖1所示，通過(guò)電壓傳感器控制而就地進(jìn)行對(duì)電容器的自動(dòng)投切，就地供給電機(jī)所需無(wú)功，使電能交換距離達(dá)到最短有效值。因在線路相同條件下，線路損耗與電流平方成正比，所以可最大限度地降低線路電流。

圖1 電容器與電動(dòng)機(jī)直接并聯(lián)

1.1.4 無(wú)功電源中電容器的選擇與使用

“井井通電”“村村通動(dòng)力電”的同時(shí)，采用電力電容器隨機(jī)就地補(bǔ)償，不僅節(jié)能效果最好，用電無(wú)功失衡問(wèn)題也得到有效解決，尤其在農(nóng)村抽水用電高峰等感性負(fù)荷較重時(shí)節(jié)，合理、準(zhǔn)確地投入電力電容器補(bǔ)償，無(wú)功平衡效果更為明顯，并可直接提高末端電壓。

（1）并聯(lián)電容器容量以配電變?nèi)萘繛樵瓌t。在0.4kV低壓配電臺(tái)區(qū)廣泛采用并聯(lián)電容器，其容量配置原則：一般按照配電變?nèi)萘康?0%～40%左右進(jìn)行，通常200kVA及以下的配電變按15%配置實(shí)用效果明顯，例如容量為100kVA的配電變，若按15%比例配置電容器的容量為15kvar。

（2）并聯(lián)電容器容量?jī)?yōu)先采用自動(dòng)投切補(bǔ)償。按照配電變的負(fù)荷情況，區(qū)分直接與自動(dòng)補(bǔ)償形式來(lái)增加或減少電容器容量，防止過(guò)補(bǔ)償與欠補(bǔ)償?shù)陌l(fā)生。實(shí)踐表明，自動(dòng)投切方式不僅及時(shí)快速，而且可達(dá)到最佳的功率因數(shù)提高效果。

（3）優(yōu)化補(bǔ)償電容器組的組數(shù)和投切時(shí)間。補(bǔ)償電容器組數(shù)，應(yīng)以正常投運(yùn)時(shí)，電容器的利用率高、補(bǔ)償效果好為前提，做到既安全又經(jīng)濟(jì)。一般，自動(dòng)投切延時(shí)以每組電容器30s左右運(yùn)行時(shí)間為參考、功率因數(shù)設(shè)置在0.85～0.95之間。

1.2 重視農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)“兩通”工程中三相負(fù)荷平衡

（1）為促進(jìn)農(nóng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、持續(xù)推進(jìn)“雙創(chuàng)”全面發(fā)展，新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程中，“兩通”工程已在農(nóng)網(wǎng)全面展開(kāi)?！皟赏ā奔础熬姟薄按宕逋▌?dòng)力電”?？紤]到“井井勞力化”和“村村單相電”模式遍布于農(nóng)村，“村村通動(dòng)力電”后出現(xiàn)的首要問(wèn)題就是三相不平衡，由此會(huì)造成無(wú)功失衡、低電壓和農(nóng)網(wǎng)損耗增加。

（2）“村村通動(dòng)力電”可大力推進(jìn)農(nóng)村電商、家庭生產(chǎn)貿(mào)易等三相用電設(shè)備的使用，但較多三相用電設(shè)備的投入，再加上農(nóng)網(wǎng)中存在有大量的感性負(fù)荷，如電動(dòng)機(jī)、電冰箱、空調(diào)等，這些感性負(fù)荷會(huì)消耗大量的無(wú)功功率，引起線路電壓損失增大和嚴(yán)重的無(wú)功失衡現(xiàn)象，特別是電弧爐、電焊機(jī)、車(chē)床等沖擊性無(wú)功負(fù)荷，還會(huì)產(chǎn)生電壓劇烈波動(dòng)，無(wú)功失衡和波動(dòng)低電壓時(shí)有發(fā)生。

（3）農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)過(guò)程中，應(yīng)充分加強(qiáng)三相負(fù)荷平衡分析。改造升級(jí)時(shí)要充分考慮臺(tái)區(qū)用戶(hù)分布、季節(jié)性用電、峰谷用電等特征，通過(guò)電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和排查三相不平衡臺(tái)區(qū)線路，并對(duì)用戶(hù)負(fù)荷種類(lèi)、大小進(jìn)行分析，加強(qiáng)臺(tái)區(qū)三相電流測(cè)量及負(fù)荷調(diào)整，投入無(wú)功電源，強(qiáng)化無(wú)功補(bǔ)償，確保臺(tái)區(qū)用戶(hù)電壓合格水平和電能質(zhì)量穩(wěn)定。

三相平衡實(shí)例分析如下：

假設(shè)三相供電線路負(fù)荷不平衡分配：A相：P+jQ；B相：0.6P+j0.6QC相：1.4P+j1.4Q

電網(wǎng)電壓降落△U和有功損耗△P的計(jì)算式分別如下：

則由式（1）（2）可計(jì)算得 A、B、C 三相電壓降落和有功損耗分別為：

即A、B、C三相電壓降落比和功率損耗比分別為1∶0.6∶1.4和1∶0.36∶1.96，可見(jiàn)重載線路C相電壓降落大、功率損耗大，輕載線路B相電壓降落小、功率損耗小。由此可見(jiàn)，三相不平衡將造成線路電能質(zhì)量嚴(yán)重下降，直接影響運(yùn)行安全。

2 改造升級(jí)工程中無(wú)功電源使用應(yīng)注重信息化和新型智能化

2.1 強(qiáng)化無(wú)功電源與電能信息采集系統(tǒng)的融合

農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化用電信息采集系統(tǒng)的覆蓋，合理布置投入無(wú)功電源，充分利用采集系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)功能，進(jìn)行無(wú)功、電壓監(jiān)測(cè)分析，并對(duì)臺(tái)區(qū)用戶(hù)隸屬關(guān)系核查，分析線損異常和竊電發(fā)生臺(tái)區(qū)。

農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)后，應(yīng)開(kāi)展臺(tái)區(qū)無(wú)功平衡分析和線損日采集工作，提高臺(tái)區(qū)日線損合格率；成立供電所采集運(yùn)維組，通過(guò)采集系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)每周臺(tái)區(qū)無(wú)功補(bǔ)償率和日線損合格率等完成情況，及時(shí)對(duì)已全覆蓋、全采集但營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)與采集系統(tǒng)表計(jì)數(shù)不一致臺(tái)區(qū)進(jìn)行整治。

農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)后，充分利用采集平臺(tái)，對(duì)采集成功率較高但無(wú)功失衡嚴(yán)重、日線損高損或波動(dòng)的臺(tái)區(qū)，通過(guò)采集平臺(tái)日電量明細(xì)，電能量進(jìn)行分析、對(duì)電量異常用戶(hù)，作為現(xiàn)場(chǎng)普查依據(jù)。對(duì)負(fù)損臺(tái)區(qū)核查是否終端表故障、接線錯(cuò)誤或接觸不良等。

2.2 強(qiáng)化新型智能無(wú)功電源的使用

新型數(shù)字低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置在不新增配電變壓器、不改造低壓線路的情況下，可有效的解決農(nóng)村配變臺(tái)區(qū)低壓線路中末端無(wú)功失衡問(wèn)題。在農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)工程中可將低電壓無(wú)功補(bǔ)償裝置直接串聯(lián)在高峰時(shí)期電壓最低的位置，有效解決無(wú)功失衡問(wèn)題，并通過(guò)高頻斬波的原理對(duì)農(nóng)網(wǎng)無(wú)功進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋和信息優(yōu)化。

2.3 強(qiáng)化無(wú)功電源布置與新能源工程的對(duì)接

農(nóng)網(wǎng)改造升級(jí)過(guò)程中，應(yīng)同步加強(qiáng)對(duì)新能源工程的投入與接網(wǎng)管理。如工廠企業(yè)及家庭光伏并網(wǎng)問(wèn)題，盡可能優(yōu)化新能源發(fā)電點(diǎn)的分布，減少因容量小、分布廣、可調(diào)節(jié)性差等造成的對(duì)農(nóng)網(wǎng)改造及未來(lái)調(diào)控的影響。關(guān)注光伏接網(wǎng)用戶(hù)并網(wǎng)點(diǎn)周?chē)妷核降墓芾恚贾秒妷罕O(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)需要配置一定的無(wú)功電源，以平衡補(bǔ)償無(wú)功，改善電壓質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

至2020年，國(guó)網(wǎng)公司將全面建成“一強(qiáng)三優(yōu)”現(xiàn)代公司，建成具有卓越競(jìng)爭(zhēng)力的世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)取得重大進(jìn)展。因此，在農(nóng)網(wǎng)中分析無(wú)功失衡問(wèn)題，采用無(wú)功電源進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償，將有利于生態(tài)型節(jié)能型農(nóng)網(wǎng)建設(shè)，構(gòu)建良好的供電用電和諧關(guān)系，并大幅提高電能在農(nóng)村家庭能源消費(fèi)中的比重。