淺談有載調壓及優化補償

2011-12-31 00:00:00胡海平

大觀周刊 2011年35期

【摘要】本文簡單的敘述了變壓器的有載調壓配合電容器的優化補償方案在配電網系統中的重要應用，以及由此帶來的諸多優點。

【關鍵詞】配電網有載調壓無功補償

作者簡介：胡海平（1979-），男，安徽桐城人，西氣東輸管道分公司工作。

電壓是電能質量的重要指標之一，電壓質量對電網穩定及電力設備安全運行、線路損失、工農業安全生產、產品質量、用電單耗和人民生活用電都有直接影響。無功電力是影響電壓質量的一個重要因素，電壓質量與無功是密不可分的，電壓問題本質上就是一個無功問題。解決好無功補償問題，具有十分重要的意義。

1 配電網無功優化補償

由于電網的線損主要是線路損耗與變壓器損耗，所以配電網的降損節能，也就是對電網中所有的電力線路和變壓器進行優化。無功優化的目的是通過調整無功潮流的分布降低網絡的有功功率損耗，并保持最好的電壓水平。無功優化補償一般有變電所無功負荷的最優補償、配電線路最優補償以及配電變壓器低壓側最優補償，而配電變壓器低壓側最優補償是配電網無功優化的重點之一。

配電變壓器一般實行隨器補償，是將低壓補償電容器直接安裝在配電變壓器低壓側，與配電變壓器同投同切，用以補償配電變壓器自身勵磁無功功率損耗和感性用電設備的無功功率損耗。采用傳統的無載配電變壓器結合低壓側并聯電容器裝置，在實際運行中因配電變壓器不能自動調檔，出口端電壓一般在110％～115％之間，并聯的電容器裝置受出口端電壓影響電容投運率較低，配電網中大量的感性負荷得不到補償，用電高峰時壓降達30～40 V左右，直接影響著電力企業供電質量及經濟效益。

解決這一問題，可采用有載配電變壓器自動調壓和合理的無功自動補償，能保證配電網供電電壓質量，改善功率因數，達到無功就地平衡的目的，提高電力系統的供電能力，使配電網系統在經濟合理、穩定安全的狀態下運行。

1.1 自動調壓補償控制原理。

在實際運行中，使用無功自動補償裝置進行就地補償，可以在實現減少線損的同時，對電壓質量起到一定的改善作用。但是，實踐證明由于公用配變負荷變化大，帶來電壓波動也大，往往單純依靠無功補償并不能很好地解決電壓質量問題，因此采取以無功和電壓作為二元的控制變量，進行自動跟蹤補償和自動調壓相配合的措施，可實現進一步改善電能質量的目的。

為了使電壓U與無功Q達到所需的值，通過改變有載配電變壓器分接開關檔位和投切電容器組來改變配電系統的U和Q。有載配電變壓器分接頭檔位的變化不僅對U有影響，而且對Q也有一定影響，同樣，電容器組投切對Q影響的同時，也對U有一定的影響。

1.2 配變自動調壓補償系統工作原理方框圖（如圖2所示）

2 配網無功補償的效果

2.1 提高功率因數和設備的供電能力。

在電網運行中，由于大量非線性負載的運行，除要消耗有功功率外，還要消耗一定的無功功率。負荷電流在通過線路、變壓器時將會產生電能損耗。由電能損耗公式可知，當線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時，線損與功率因數的平方成反比。功率因數越低電網所需無功就越多，線損就越大。因此，在受電端安裝無功補償裝置，可減少負荷的無功功率損耗，提高功率因數，提高電氣設備的有功出力。

圖2 自動調壓補償系統工作原理框圖

2.2 降低電網中的功率損耗和電能損失。

由公式I = P/(3Ucosφ)可知當有功功率P為定值時，負荷電流I與cosφ成反比，安裝無功補償裝置后，功率因數提高，使線路中的電流減小，從而使功率損耗降低：△P = I2R降低電網中的功率損耗是安裝無功補償設備的主要目的。

2.3 改善電壓質量。

在線路中電壓損失 △U的計算公式如下

△U = (PR ＋QXL)/Ue

式中 △U——線路中的電壓損失（kV）；

P——有功功率（MW）；

Q——無功功率（Mvar）；

Ue——額定電壓（kV）；

R——線路總電阻（W）；

XL——線路感抗（W）。