6 kV配電線路無功補償技術的研究

張雷

摘 要 針對某油田配電線路運行狀況進行研究，將無功功率對配電線路的影響作用闡述清晰，配合無功補償原理制定配電線路無功容量安裝方案。特定實踐經(jīng)驗表明，無功補償裝置在配電線路桿上實現(xiàn)安裝能夠滿足小規(guī)模投資、高補償效率和方便維護要求，對一些功率因數(shù)不高且負荷較重的遠距離配電線路比較適用，因此后期推廣價值極為廣闊。

關鍵詞 配電線路；無功功率；因數(shù)；無功補償；實施細則

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0075-01

我國電網(wǎng)結構中的6 kV配電線路大部分屬于樹狀結構形式，整體供電半徑長，分支元素眾多，其連接的小容量配電變壓器和異步電動機分布面積廣闊并且感性負荷效應強烈，在運行環(huán)節(jié)中需要向此類設備提供無功功率。這樣，大量無功電流在配電線路中流過就會滋生不必要的電壓損失和功率消耗隱患。

1 6 kV配電線路滋生功率損耗問題的原因研究

配電線路的功率損耗是電流值平方處理再與線路電阻相乘得到的數(shù)據(jù)結果。三相電路結構中，當網(wǎng)絡結構和輸送有功功率保持既定狀態(tài)時，總功率損耗就直接由負荷功率因數(shù)決定，經(jīng)過實驗研究證明，功率因數(shù)上升0.1單位時，線路功率對應損耗作用可以減少19.7%。按照這種思路分析，在受電端實施無功補償技術之后，功率因數(shù)提高反應能夠實現(xiàn)輸電系統(tǒng)電能損失減少要求，進而抑制電壓波動作用，同時增強系統(tǒng)穩(wěn)定性效用，提高用戶端部電壓穩(wěn)定性。

1.1 無功補償原理論述

6 kV配電線路中的配電電壓與異步電動機同屬于感性負荷，所謂無功補償就是將電容器實現(xiàn)并聯(lián)處理，能量在感性負荷和容性負荷之間進行交換而不發(fā)生消耗作用，就是說感性負荷所需的無功功率完全可以借由容性負荷輸出的無功功率實現(xiàn)補償處理。其原理內容表現(xiàn)為：電感線圈在交流電路中主要負責磁場無功能量的建立職責，其獲取渠道主要利用線圈與電容之間的往返震蕩獲得，如果借用某種措施令無功功率達到就地平衡效果，就能夠有效避免無功電量在電源與負荷之間長距離交換而產(chǎn)生的能耗作用，電源在不同負荷電能提供上就更加輕松，進而保證電源的利用效率。

電力系統(tǒng)無功平衡要求內部電源能夠發(fā)出的無功功率要滿足不低于實際負荷所需的無功功率要求。對于油田企業(yè)來說，大量動力設備的運行決定電網(wǎng)需要開展大量的無功效能提供工作，這是導致油田配電線路功率因數(shù)不高、電能損耗過大的必要原因。面對這一具體情況，為了提高配電線路的功率因數(shù)，合理減緩電網(wǎng)損耗效應，有關電力保護部門開始實施以變電所為中心，分區(qū)逐步對配電線路進行分散無功補償?shù)墓?jié)能策略。

1.2 電容器組安裝位置確認

6 kV配電線路連接的變壓器分布區(qū)域廣泛，但變壓器的容量基本維持在100 kva范圍以下，其負荷延展存在一定的規(guī)律，這樣能夠輔助不同電容器組容量優(yōu)化配置和安裝地點確認工作。在環(huán)形供電網(wǎng)絡中實現(xiàn)結構安裝時，由于線路整體配備兩個以上的聯(lián)絡開關線路，正常情況下只需選取一個經(jīng)濟功率斷開點實施運行，所以電容器被直觀地安裝在配電線路主干線負荷密集位置上，或者在負荷密集區(qū)域分支線路上進行分散安裝，此類補償模式設置在無功負荷中心，能夠滿足就地測量和補償?shù)墓δ軛l件，并且避免系統(tǒng)無功功率的灌入，升壓降損的應用實效較為明顯。

2 桿上無功補償模式分析

6 kV配電線路大部分使用桿上無功補償技術，主要針對現(xiàn)場變壓器數(shù)量眾多、供電半徑較長線路所需的無功功率實現(xiàn)補償處理，此類補償技術整體投資規(guī)模較小，能夠同時達到高補償效果和快速回收水平，比較符合現(xiàn)場電力維護和管理的特征；尤其面對功率因數(shù)不高并且負荷效果嚴重的遠距離油田配電線路結構，輔助功效極為明顯。電容器組主要在架空線路的塔桿上實現(xiàn)并聯(lián)搭接，接線技術和單相電容器裝置處理輕便，能夠輕松滿足整套補償設施的故障率防控效果。

在保護方式上主要配備熔絲和氧化鋅避雷器進行突發(fā)過電壓和電流波動效應克制。某地油田配電線路自實施無功補償技術改造之后已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)十臺HWX-10-1型線路補償設備安裝，并且能夠結合線路實際電壓和功率因數(shù)進行智能分析，使得線路上并聯(lián)電容器進行自動跟蹤校驗；特定環(huán)節(jié)中技術人員完全可以透過運行參數(shù)整定操作實現(xiàn)任意控制范圍的直觀調節(jié)，將電路運行過程中不必要的欠補和過補隱患消除，穩(wěn)定電網(wǎng)功率因數(shù)在固定范圍內的浮動反應；這類結構同時具備失壓保護功能，特別是產(chǎn)生突發(fā)停電狀況時，能夠將電容器進行快速切除，并且在一定時間段內抑制閉鎖電容器的再次運營特性，杜絕線路重合閘后電容器帶電投入對電網(wǎng)機理結構造成的沖擊影響。

具體來說，無功補償技術是現(xiàn)下日常電網(wǎng)建設過程中應用實效最高、經(jīng)濟能度作用較為合理的技術手段，長期以來一直接受電力管理部門的高度重視和長期改造研究。6 kV配電線路安裝并聯(lián)電容器裝置實現(xiàn)無功功率補償效益，能夠滿足小規(guī)模投資要求，同時布置結構簡單、整體維護工程規(guī)模小，進一步保證線路功率因數(shù)的提高效用，改善線路電壓質量。

3 結束語

盡管無功補償控制績效較為優(yōu)越，但如果整個油田全部實現(xiàn)分散補償裝置建設，就會造成廣域的故障點分布危機，并且管理工作落實難度較大，因此適當?shù)募醒a償處理也未嘗不可?？紤]到電容器的老化和線路負荷增加等隱患問題，這就需要有關技術人員定期對無功補償量進行核實驗證，必要情況下實施規(guī)模調整；同時開展變壓器結構的防竊電功能追加研發(fā)工作，克制竊電行為造成的電網(wǎng)損耗作用，最終維持供電部門長期的工作控制績效水準。

參考文獻

[1]杜修柯.電網(wǎng)配電線路的最優(yōu)無功補償研究[J].電力電容器與無功補償，2008，12（03）.

[2]王國強.對油田供電線路進行高壓電容移相補償?shù)奶接慬J].中國科技信息，2008，22（16）.

[3]余勇.增加電網(wǎng)無功補償?shù)男芊治鯷J].有色金屬加工，2009，13（05）.

[4]李曉峰.線路無功補償電容器的可靠運行問題[J].電力電容器與無功補償，2010，16（03）.

[5]楊思源.淺談功率因數(shù)與供電效率的關系[J].中國高新技術企業(yè)，2010，20（12）.endprint