中低壓配電網(wǎng)的無(wú)功補償方式與無(wú)功補償優(yōu)化

無(wú)功補償可以改善電壓質(zhì)量，提高功率因數，是電網(wǎng)采用的節能措施之一。配電網(wǎng)中常用的無(wú)功補償方式為：在系統的部分變、配電所中，在各個(gè)用戶(hù)中安裝無(wú)功補償裝置;在高低壓配電線(xiàn)路中分散安裝并聯(lián)電容機組;在配電變壓器低壓側和車(chē)間配電屏間安裝并聯(lián)電容器以及在單臺電動(dòng)機附近安裝并聯(lián)電容器，進(jìn)行集中或分散的就地補償。

1、就地補償

對于大型電機或者大功率用電設備宜裝設就地補償裝置。就地補償是最經(jīng)濟、最簡(jiǎn)單以及最見(jiàn)效的補償方式。在就地補償方式中，把電容器直接接在用電設備上，中間只加串熔斷器保護，用電設備投入時(shí)電容器跟著(zhù)一起投入，切除時(shí)一塊切除，實(shí)現了最方便的無(wú)功自動(dòng)補償，切除時(shí)用電設備的線(xiàn)圈就是電容器的放電線(xiàn)圈。

2、分散補償

當各用戶(hù)終端距主變較遠時(shí)，宜在供電末端裝設分散補償裝置，結合用戶(hù)端的低壓補償，可以使線(xiàn)損大大降低，同時(shí)可以兼顧提升末端電壓的作用。

3、集中補償

變電站內的無(wú)功補償，主要是補償主變對無(wú)功容量的需求，結合考慮供電壓區內的無(wú)功潮流及配電線(xiàn)路和用戶(hù)的無(wú)功補償水平來(lái)確定無(wú)功補償容量。35KV變電站一般按主變容量的10%-15%來(lái)確定;110KV變電站可按15%-20%來(lái)確定。

4、調容方式的選擇

(1)長(cháng)期變動(dòng)的負荷

對于建站初期負荷較小，以后負荷逐漸增大的情況，組裝設無(wú)載可調容電容器組。戶(hù)外安裝時(shí)可選用可調容集合式電容器;戶(hù)內安裝時(shí)可選用可調容柜式電容器裝置。其基本原理為將電容器按二進(jìn)制方式分成二組，通過(guò)分接開(kāi)關(guān)或隔離開(kāi)關(guān)選擇投切組合，可以實(shí)現三檔容量可調。隨著(zhù)負荷的改變，可以人工斷電后改變投切組合滿(mǎn)足某一時(shí)間段的無(wú)功平衡。這種場(chǎng)合可以裝設無(wú)功自動(dòng)調容裝置，該裝置可以滿(mǎn)足無(wú)人值守綜合自動(dòng)化的要求。

(3)短時(shí)段內負荷頻繁變化的場(chǎng)合

該場(chǎng)合宜裝可快速跟蹤的瞬態(tài)無(wú)功補償裝置。由于電容器每次投切前卻必須保證電容器沒(méi)有殘存的電荷，而電容器放電即使通過(guò)放電線(xiàn)圈亦需要數秒的時(shí)間，所以高壓瞬態(tài)無(wú)功補償裝置(也稱(chēng)SVC)一般都是固定補償最大容量的電容器，同時(shí)并聯(lián)一組容量可調的電抗器，通過(guò)快速調整電抗器的輸出無(wú)功，從而達到無(wú)功瞬態(tài)平衡的目的。電抗器的調整技術(shù)主要有可控硅控制空心并聯(lián)電抗器及直流偏磁調感兩種方式，其中以前者較優(yōu)，但價(jià)格較高。

無(wú)功補償優(yōu)化

1 加強農電中低壓配電網(wǎng)無(wú)功補償的意義

電力系統存在著(zhù)大量的無(wú)功負荷，使電力系統在傳輸有功功率的同時(shí)輸送著(zhù)大量的無(wú)功功率，又由于無(wú)功補償裝置配置不足，導致農網(wǎng)配電網(wǎng)電壓降低、線(xiàn)損增大、輸送容量不足等問(wèn)題較為突出。配電網(wǎng)是電力網(wǎng)末梢，電壓低傳輸同樣電能產(chǎn)生的線(xiàn)損和電壓降要高于高電壓網(wǎng)絡(luò )，農網(wǎng)改造雖然使農網(wǎng)配電網(wǎng)架明顯改善，但無(wú)功補償和改造卻不盡合理，特別是隨著(zhù)國家對農村政策性扶持的加大，農村經(jīng)濟發(fā)展呈良好穩定發(fā)展態(tài)勢，農村用電大負荷、非線(xiàn)性負荷用戶(hù)迅猛增長(cháng)，對本來(lái)無(wú)功配置不足的配電網(wǎng)又加重了負擔。因此，加強中低壓配網(wǎng)無(wú)功補償的優(yōu)化配置，保持無(wú)功平衡，對于保證電能質(zhì)量，降低電網(wǎng)損耗，提高電網(wǎng)的輸送能力和設備利用率具有重要的作用和意義，以符合國家電網(wǎng)公司“十一五”農網(wǎng)無(wú)功發(fā)展規劃綱要的要求。

2 配電網(wǎng)無(wú)功補償遵循原則

配電網(wǎng)的無(wú)功補償應遵循“全面規劃，合理布局，分級補償，就地平衡”的基本原則，按照變電站和配電臺區集中補償，用戶(hù)就地分散補償和配電線(xiàn)路分散補償的原則，實(shí)現無(wú)功功率的分級平衡。

3 配電網(wǎng)無(wú)功補償裝置的設置和容量選擇

3.1 變電站10kV母線(xiàn)集中補償

變電站集中補償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調相機、靜止補償器等，主要是平衡輸電網(wǎng)的無(wú)功功率，提高系統終端變電所的母線(xiàn)電壓，補償變電站主變壓器和高壓輸電線(xiàn)路的無(wú)功損耗。這些補償裝置一般集中接在變電站10 kV母線(xiàn)上，具備易于實(shí)現自動(dòng)投切、利用率高、維護方便等優(yōu)點(diǎn)。

確定變電站的集中補償容量和投切控制方式應考慮以下主要因素：滿(mǎn)足主變壓器自身的無(wú)功損耗;就近向配電線(xiàn)路前段輸送無(wú)功，以滿(mǎn)足配電線(xiàn)路前段(變電站附近)的無(wú)功負荷;調壓需要。

關(guān)于集中補償容量的確定，對于110 kV及以下變電站集中補償的容量按主變壓器容量的10%～30%配備為宜。其中對負荷集中的工業(yè)變電站按滿(mǎn)足主變壓器的勵磁和漏抗無(wú)功功率的要求，無(wú)功補償容量確定為：QC為0.1～0.15倍主變壓器額定容量;對負荷分散的農業(yè)負荷為主的變電站，無(wú)功補償既要滿(mǎn)足主變壓器的無(wú)功損耗還要滿(mǎn)足高峰負荷時(shí)無(wú)功負荷的需要，無(wú)功補償容量確定為：QC為0.2～0.3倍主變壓器額定容量。

根據負荷需求設計變電站的無(wú)功補償容量，宜將補償設備分為兩組，運行中在保證電壓合格和無(wú)功補償效果最佳的情況下，應盡可能使電容器組投切開(kāi)關(guān)的操作次數減少。

3.2 配電10kV線(xiàn)路分散補償

線(xiàn)路補償原則是通過(guò)在線(xiàn)路電桿上安裝電容器實(shí)行單點(diǎn)或多點(diǎn)電容器補償，單點(diǎn)補償地點(diǎn)選在離線(xiàn)路首端2/3處，補償的容量應為無(wú)功負荷的2/3，兩點(diǎn)補償分別裝設在距首端2/5和4/5處。多點(diǎn)補償是采用分支線(xiàn)分段補償方式，對分支較大或線(xiàn)路較長(cháng)負載自然功率因數低的線(xiàn)路進(jìn)行補償。根據農村實(shí)際狀況，農網(wǎng)線(xiàn)路補償的補償點(diǎn)不宜過(guò)多;控制方式應從簡(jiǎn);保護方式可采用熔斷器和避雷器作為過(guò)電流和過(guò)電壓簡(jiǎn)單保護。

確定某一條配電線(xiàn)路的補償容量，應根據該線(xiàn)路的平均無(wú)功負荷和最小無(wú)功負荷計算，當線(xiàn)路的最小無(wú)功負荷小于平均無(wú)功負荷的2/3時(shí)，考慮到無(wú)功不應倒送，可安裝固定的補償裝置，但應按最小無(wú)功負荷確定補償容量。當線(xiàn)路中有較大無(wú)功負荷點(diǎn)時(shí)，除應考慮與線(xiàn)路始端的距離外，也應考慮大的無(wú)功負荷點(diǎn)。選擇電容器時(shí)應考慮電容器的過(guò)電壓能力，耐受短路放電能力、涌流，以及運行環(huán)境和電容器的有功損耗等因素。實(shí)際裝設補償裝置每組以100～200kvar為宜。

3.3 配電變壓器低壓補償

配網(wǎng)中存在大量公用變壓器和用戶(hù)專(zhuān)用配電變壓器，配電變壓器的無(wú)功補償采用配電變壓器低壓側無(wú)功補償，主要補償變壓器本身的無(wú)功需求。用專(zhuān)用電容器柜或配電柜加裝電容器組等方式對配電變壓器進(jìn)行補償，實(shí)現無(wú)功就地平衡。

無(wú)功補償裝置選擇要考慮在輕負荷時(shí)防止無(wú)功倒送和取得最大節能效果的原則。補償容量按0.1～0.15倍配電變壓器額定容量計算。

3.4 低壓用戶(hù)設備

直接對廣大的工礦等用戶(hù)的低壓電動(dòng)設備進(jìn)行無(wú)功補償是配電網(wǎng)節能和改進(jìn)電壓性能的有效手段。將電容器直接裝在用電設備附近，與用電設備并聯(lián)，對電動(dòng)機補償。在對電動(dòng)機進(jìn)行無(wú)功補償時(shí)，要注意會(huì )產(chǎn)生高次諧波，用電容器進(jìn)行無(wú)功補償，應先進(jìn)行諧波測試與分析，以便采取相應的技術(shù)措施，防止諧波危害的發(fā)生。

視機械負荷慣性大小而定，可按0.9～1.5倍電動(dòng)機空載無(wú)功功率配置。

4 結束語(yǔ)

加強無(wú)功管理，意義重大，合理優(yōu)化無(wú)功補償裝置的設置和配備無(wú)功補償容量，對農村配電網(wǎng)節能降損和改善電壓狀況有重要的意義，在“新農村、新電力、新服務(wù)”道路上應重視無(wú)功補償規劃和實(shí)施，提高電網(wǎng)經(jīng)濟運行。