摘 " "要：近年來，社會不斷發(fā)展，對電力資源的需求也越來越高，為了保證充足的電能供應和電能質量，并且最大程度的減少能源的非必要損耗，所以應該充分利用配電線路的補償措施。本文對10kV配電線路補償措施以及合理位置選取進行了分析，希望能為業(yè)界同行提供參考。

關鍵詞：配電線路;補償措施;位置選取

中圖分類號：TM714.3 " " " " " "文獻標識碼：A " " " " " " " 文章編號：1004-7344（2019）03-0096-02

1 "引 言

隨著如今社會的日益發(fā)展，各行各業(yè)都得到了迅速的發(fā)展，同樣的對于電力資源的供應需求也越來越高。通過不完全的統(tǒng)計調查，城市中的10kV配電網(wǎng)有更多得分支機構，然而因為配電變壓器管理人員數(shù)量不足，缺少看守人員，自動投切裝置數(shù)量較少，導致企業(yè)不能按照真實的需求來對改變投入的方式。10kV配電網(wǎng)絡通常具有較差的電源質量，較低的功率因數(shù)和較大的線路損耗，尤其是農(nóng)村地區(qū)的10kV配電網(wǎng)絡。

因為電網(wǎng)結構存在不合理的問題，季節(jié)性負荷較大，配電變壓器的負荷系數(shù)較低，導致網(wǎng)絡功率因數(shù)頻繁發(fā)生變化，電網(wǎng)線損率仍然很高。分配網(wǎng)絡所需的大量無功功率由主網(wǎng)絡進行傳輸，這增加了線路的電壓損失以及網(wǎng)絡方面的損耗。近年來，對10kV配電線路實行無功率補償?shù)闹匾潭鹊玫搅巳藗儚V泛的認可，并且在許多供電公司中實現(xiàn)自動電源無功率補償具有重要意義。目前，中國需要對10kV配電線路的無功補償技術進行詳細而精細的研究，為電力工業(yè)的發(fā)展做出貢獻[1]。

2 "補償?shù)谋匾?/p>

（1）通過提升功率因數(shù)提高線路的送電能力

我們可以提高電力質量，確保配電網(wǎng)絡安全運行。為了減少投資和對土地的占用，有必要提升現(xiàn)有的中壓和低壓線路的輸電能力。通過配電線路輸送能力的計算公式，對線路進行補償使功率因數(shù)從0.7上升到0.9之后，配電線路的傳輸能力為P2/P1=1.29，即承載能力增加約30%。在相同的供電能力下，線路電壓損失降低約30%?？梢钥闯觯岣吖β室驍?shù)是提高傳輸線的功率傳輸容量和電能質量的特別有效的方法。所以，目前中國的使用電力的負荷正在迅速增加，在建設新的供電設施時，考慮現(xiàn)有的供電設施和提高電力線供電的能力非常重要。

（2）提升功率因數(shù)能降低配電線路的損耗

配網(wǎng)輸電線有功損耗為：

ΔP=3I2R×10-3（kW）

根據(jù)上式可以得知：

ΔP=3■2R×10-3（kW）

=■R×10-3（kW）

從上面的等式可以知道，當線路的有功功率以及電壓沒有變化時，配網(wǎng)線路損耗同功率因數(shù)的平方是反比的關系。所以，通過增加功率因數(shù)，可以大大降低線路損耗。根據(jù)上述公式，當功率因數(shù)通過補償從0.7增加到0.9時，線損ΔP2/ΔP1=0.61，即線損減少約39%。中壓和低壓線路的配電網(wǎng)絡的功率因數(shù)得到改善，其社會以及經(jīng)濟效益都是很明顯的[2]。

3 "10kV配電線路無功補償技術原理和原則

（1）運用原理

在AC電路中，在純電阻的情況下，由電子元件加載的電壓和電流必須同相，但對于純電感負載，電流值滯后電壓值90°。電流值先于電壓值90°。換句話說，純電容器電路的電流與純電感電路的電流相位相差180°。當電源處于通電狀態(tài)時，電感電路可以從外部釋放能量，從而交換能量。此時，需要無功功率來支持感性負載的工作。

（2）運用原則

為了有效地減少因為線路中的無功功率流動引起的功率損失，必須根據(jù)接近原理補償無功功率。對于分布式變壓器勵磁中無功功率損耗的問題，可以選擇并補償固定模式。同時，有必要全面分析電容器的工作容量和可維護性并進行檢查。每個配網(wǎng)線路勵磁的無功功率補償有兩處是比較好的，在客戶端的感性負載中有著無功功率損失消耗的問題，所以必須從客戶端著手并采取補償措施，另外，必須根據(jù)無功功率負載的變化自由切換電容器部件[3]。

4 "10kV配電線路無功補償裝置類型

無功補償在10kV配電線路的運行中起著關鍵作用。目前，更常用的無功功率補償器包括變壓器、同步的調像機等。接下來，我們將描述10kV配電線路的無功功率補償器的一般類型如下：

（1）有載調壓變壓器

這種類型的變壓器通常不用作無功電源，因為它們是無效負載并且可能消耗電網(wǎng)中的無功功率。OLTC（分接開關負載）的設置不僅影響變壓器兩側的無功功率分配，還會使得變壓器兩邊的電壓產(chǎn)生改變。降低分接頭可降低無功功率的流量，并減小變壓器的兩側[4]。

（2）同步調相機

無功電源的能量源是同步發(fā)電機，根據(jù)電網(wǎng)中無功功率的實際狀況，使用同步調相機進行補償和控制。如果10kV配電線路的無功功率相對較低，則該裝置可以用作電源以向電網(wǎng)提供無功功率。如果無功功率很高，同步調相機會控制它。在該裝置中，10kV配電線路的無功功率被吸收，并且電網(wǎng)的電壓降低10kV。釋放無功負載有效地提高了10kV配電線路的電壓，并有效地控制了無功功率和電壓。

（3）并聯(lián)電容器

并聯(lián)電容器是電力系統(tǒng)中進行無功補償?shù)年P鍵裝置，可完成電網(wǎng)和用戶的補償和控制。在電壓的水平比較低時，主要難以降低電壓下限，因此并聯(lián)電容器的影響較差。對于實際應用，該裝置具有簡單的安裝和維護特性，低投資和低功耗。10kV配電線路補償電容器裝置一般是安裝在室外電線桿上，但在大多數(shù)情況下，沒有固定的自動開關裝置。在對電容器的電容進行時，必須選擇流過10kV配電線路的最小電抗負載，以避免反向旋轉。要確定容量，在功率較低時首先測量無功負載，并獲得10kV配電線路的最小無功負載值[5]。之后，我們決定無功的補償能力。表1顯示了補償點的數(shù)量，位置和補償電容。根據(jù)補償關系，至少1～2組電容器連接到10kV配電線路，負載均勻[6]。

5 "選擇合理的補償方式和補償位置

10kV以下電網(wǎng)線路的補償方式和補償位置應按照電網(wǎng)負荷的不同分布和易管理來確定。另外，按照有關規(guī)定，如果配電網(wǎng)絡功率因數(shù)小于0.85，需要提高功率因數(shù)。在補償原理下，可以使用低壓補償，便不選用高壓補償。在許多情況下，應根據(jù)電網(wǎng)線的具體情況采用高壓補償方法和低壓補償方法的組合。

電容器組位置選擇的優(yōu)化，很多專家和學者需要進行詳細調查研究，以提出不同配電線路負載的配電模式的最佳容量分配和位置。示例：如果一個電抗負載均勻分布，則安裝位置為變電站總長度的2/3;在電抗負載逐步增加分布的情況下，安裝位置是變電站總長度的7/9;當無功負載分布呈減小趨勢時，安裝位置選擇變電站的總長度為4/9;當變壓器的負載分布是等腰三角形時，最佳安裝位置為變電站總長度的5/9[7]。

但是，配電線路的負載分布大多不規(guī)則，分支多，布線復雜。很難應用標準模式來解決整個問題。然而，分支道路具有類似的分布模式，因此，具有復雜負載分布的配電線可以被視為各種配電系統(tǒng)的組合。直觀地提出了安裝電容器組安裝位置的想法：必須安裝電容器組在電線主線的1/2或更多;電容器組必須安裝在負載密度較大處;當存在多個電容器組時，應該分布在負載集中的支線上[8]。

6 "結 語

10kV配電線路無功補償裝置應用廣泛，但也存在很多問題。市場上有很多產(chǎn)品，功能和可靠性等指標差別較大。由于功能不完整，使得某些產(chǎn)品補償?shù)男Ч缓?。缺少足夠可靠的設計，導致故障發(fā)生率很高，影響正常線路使用。所以，建議電力供應商在選擇過程中全面考慮產(chǎn)品的各種性能參數(shù)，以便設備能夠實現(xiàn)其預期功能。

參考文獻

[1]李泳泉，金華芳，胡惜超.10kV配電線路無功補償?shù)倪x擇[J].電力電容器與無功補償，2008，29（2）：1～5.

[2]陳大志.10kV及以下配網(wǎng)電容無功補償與節(jié)能分析[J].機電信息，2013（3）：11.

[3]龍?zhí)飶V.淺談10kV配電線路的無功補償[J].中國高新技術企業(yè)，2016（24）：148～149.

[4]王 鵬.10kV線路無功補償裝置在油田配網(wǎng)中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2013（7）：70～71.

[5]基于10kV線路補償?shù)呐渚W(wǎng)無功優(yōu)化系統(tǒng)的研究與應用[J].電氣技術，2015，16（7）：63～67.

[6]南 哲，樸在林.10kV配電線路無功補償投切方式的比較分析[J].寧夏大學學報（自然科學版），2010，31（2）：144～147.

[7]朱佑元.淺談10kV及以下配電線路補償?shù)谋匾院脱a償方式與位置選擇[J].煤炭工程，2006（5）：9.

[8]鄔光耀.10kV農(nóng)村配電網(wǎng)無功補償及電壓調節(jié)措施的研究[D].華北電力大學，2014.

收稿日期：2018-12-7

作者簡介：溫友帆（1981-），男，工程師，本科，主要從事變配電設計工作。