關于10kv配電線路無功補償問題分析

摘 要：隨著科學技術的快速發展，電網的自動化水平得以不斷的提高，同時用電客戶的自動化水平也有一定程度的提升，這就對電源電壓的質量提出了更高的要求。電氣設備的自動化水平越高，則越需要電網和功率因數的穩定性，否則會導致電氣設備的使用壽命受到威脅，使電力企業的生產效率受到制約。針對于這個問題，電力系統無功功率補償起到了非常重要的作用，對無功功率的調節則會直接使系統的功率因數、電壓水平和負荷平衡等受到一定的影響，所以為了更好的穩定電壓，使功率因數得到改善，所以進行電力系統無功功率補償已成為當前電力企業研究的重要課題。

關鍵詞：配電線路；無功補償；降損；控制

前言

配電網屬于電網的末端，其直接與用戶相連，將電能輸送到千家萬戶，所以在電力系統的產銷環節中，配電網也屬于最終的環節。由于配電網與千家萬戶相連，所以其分布范圍很廣，線路較長且較為復雜。這樣隨著人們用電量的不斷增加，配電網的負荷也在不斷的增長，這樣無功需求則會增加，從而使損耗也隨之增加，配電線路屬于損耗的大戶，所以為了降低線路的損耗，則需要對配電網進行合理的無功補償，從而降低線損率。目前在改善配電網受電端電壓質量和降低電能損耗方面采取了許多措施，如使配電網的供電半徑盡可能的短、增加導線的線徑、選擇低損耗的配電變壓器、裝設并聯電容器等，這些措施都在一定程度上取得了節能和調壓的效果，對降低電網的損耗起到了積極的作用。

1 配電線路無功補償的設計原則及注意事項

1.1 要做好配電線路無功補償工程設計和運行管理

在進行配電線路無功補償設計時，需要嚴格按照相關的技術標準來進行，在設計過程中要嚴格遵守相關的設計規則。

1.1.1 遵照無功電力分層分區就地平衡原則，在10kv或6kv配電線路上宜配置高壓并聯電容器裝置，或者在配電變壓器低壓側配置低壓并聯電容器裝置。

1.1.2 選擇并聯電容器裝置時，要對其容量進行控制，控制在線路配電變壓器總容量的十分之四左右為宜。

1.1.3 在線路處于最小負荷時，則要控制配電線路上的電容器向變電所倒送無功的情況發生，必要時則需要裝設自動投切裝置。

1.2 無功補償應注意事項

1.2.1 線路分散補償電容器組容量在150kvar及以下時，可采用跌落式熔斷器作控制和保護，其熔斷器的額定電流按電容器組額定電流的1.43～1.55倍選取；150kvar以上時應采用柱上斷路器或負荷開關自動控制。

1.2.2 在進行無功補償時，需要將線路分散補償電容器組單獨架設，同時與配電變壓器所使用的跌落式熔斷器要分開，這樣對于防止過電壓和過電流對電容器和變壓器的損壞具有非常重要的意義。

1.2.3 為了避免線路間發生貫穿性的短路，則對補償的電容器，其中性點不應直接接地。

1.2.4 在通常情況下電容器所產生的容抗當與系統中的感抗相互匹配時，則會導致諧振的發生，所以需要在無功補償的電容器回路上，裝設串聯電抗器或阻尼式限流器，從而對高波揩振電流起到一定的抑制作用。

1.2.5 無功補償裝置應裝設氧化鋅避雷器過電壓保護裝置。

1.2.6 當進行無功補償時，如果發生過補償或是電壓升高時，則會導致電容器和其他設備受到損壞，所以為了避免這種事情的發生，則需要在無功補償裝置上采用自動投切裝置。

1.2.7 配電變壓器隨器補償采用桿架式安裝，其補償裝置箱底部離地面不小于1.2m。

2 10kv配電線路并聯電容補償的配設

2.1 配電線路并聯電容補償容量配置選擇

無功補償時需要按照電力分層分區實現就地平衡的原則，這樣在具體設計時各級電網管理部分則會根據本地的實際情況進行，目前以功率因數考核指標來進行具體的要求。通常會在變電所內的主變壓器10kv側接入并聯的電容器，這樣就使10kv系統的功率因數可以達到0.9以上，同時再通過對變壓器分接進行調節和投切并聯電容器姐的方法來實現在供電高峰和低谷階段功率因數有供電電壓都能達到考核的標準。通過長期的實踐證明，對配電線路分散補償的效益會高于集中電容補償，所以可以在配電線路上分期分批 進行柱上式并聯電容器組的安裝，這樣對于提高線路的功率因數、降低線路的損耗具有非常重要的作用，同時也使電壓的質量有所保證，有效的提高了電壓無功調控的能力。

2.2 電容器組安裝位置的確定

對于電容器組容量優化配置和安裝地點優化選擇，許多專家學者曾進行深入研究，分別對配電線路負荷不同分布方式提出最優的容量配置和安裝地點。但在配電線路的實際運行中，其負荷是不規則性分布的，同時存在著較多的分支和繁雜的接線，所以很難應用一個規范的套用模式來進行。所以對于電容器的安裝地點有以下要求：電容器組宜安裝在配電線主干線的1/2以上處接且近負荷密集區；當有多組電容器時，宜分散安裝在負荷密集的分支線路上。

3 補償電容器的保護控制

3.1 控制原理

3.1.1 時段控制

一般情況下，將1天分為4個時段，即2個投時段，2個切時段。投切動作僅與時段有關，與線路的實時電參數無關（保護動作除外）。控制策略簡單、可靠，主要適用于負荷比較平穩、一般時間分段的線路。

3.1.2 電壓控制

設置電壓上下限來控制裝置投切，通常應附加1個切后再投的電壓返回值參與控制。電壓上下限的設定可不拘泥于國家標準規定的電壓范圍，要根據安裝地點，不同線路選取。

3.1.3 時間電壓控制

該控制原理是前2種控制原理的綜合，主要適用于投入時段負荷經常波動的場合。

3.1.4 功率因數控制

設置功率因數上下限及無功返回值對電容器組進行控制，適用線路負荷重的場合，不適宜用在線路經常低載的場合。其主要缺點是線路輕載時功率因數最低，補償裝置也不宜投入電容器。

3.1.5 電壓無功控制

設置電壓上下限、無功上下限及電壓返回值，對電容器組進行控制。該方案結構較復雜，程序量比較大。主要適用于負荷變化比較頻繁，波動較大的場合。

3.2 自動控制裝置保護

自動控制裝置通常設在開關控制箱內。結合戶外補償裝置的運行特點及環境的特殊性，自動控制裝置應具有基本的保護，以保證補償裝置安全運行。

4 結束語

配電網分布的范圍較廣，同時所處的實際情況也各有不同，所以在進行無功補償時需要針對各地的用電特點來進行，無論是集中自動補償還是分散補償，都是為了實現無功的最優化配置和補償，所以我們應加大對配電線路無功補償的研究力度，從而在遙控和自動投切裝置上取得更好的進展，從而實現無功補償的最優化。

參考文獻

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