淺談農村電網無功補償

蘇靜

摘 要：對農村電網進行科學合理的無功補償，有利于農網穩定和經濟運行。首先介紹了農網進行無功補償時需遵循的原則，在此基礎上對現有無功補償方式進行分類，并對各種補償方式優缺點及應用情況進行詳細闡述；其次對某地區10 kV農網無功補償系統構成進行描述；最后總結了農網進行無功補償的重要意義。

關鍵詞：農村電網 無功補償 網損 電壓質量

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0200-01

農村電網線路長、分支多、結構分散、負荷不均勻等特點，導致農村電網功率因數較低，遠未達到國家相關標準。此外，隨著農村家用電器使用量逐年增加，對無功功率消耗也急劇增大。農網無功容量補償不及時、功率因數低會造成電能的損耗和經濟效益低下，嚴重時造成系統電壓崩潰。對農網進行科學合理無功補償，可提升農村電網經濟運行水平和電壓質量，為農村發展提供可靠、優質、經濟的電能。

1 農網無功補償原則及方式

1.1 農網無功補償原則

按照我國農網無功補償的原則，確定補償方案時應綜合考慮無功補償裝置的最優化布局和各補償方案的經濟性，具體包括以下幾方面。

第一，為減少因無功功率流動引起的網損，充分利用該區域電網的無功補償設備，應遵循無功就地平衡的原則，并將該區域無功平衡與分區、縣、站的無功平衡綜合考慮。

第二，對于35 kV及以下電壓等級線損較大的農網，無功補償時應以降低網損為主，同時兼顧調壓。

第三，以分散補償為主，并與集中補償并存。應對配電網進行逐級補償，既要在配電線路處進行分散補償且配電變壓器低壓側及用戶處有就地補償裝置，同時也要求在變電站配置集中補償設備。

1.2 農網無功補償方式

遵循以上原則，農網無功補償方式可分為：變電站集中補償、低壓集中補償、線路補償、隨機補償和隨器補償。

變電站集中補償。目前在農網中除大容量客戶外，縣級電網基本采用該補償方式。在變電站10 kV（6 kV）母線上集中裝設無功補償裝置，用于補償高壓輸電線路和變電站主變無功損耗，提高終端變壓器線路電壓、改善功率因數。集中補償裝置主要有：并聯電容器、同步調相機和靜態補償裝置。該補償方式利于補償設備管理及維護，但對10 kV農村配電網降損效果不佳。

低壓集中補償，又名跟蹤補償。在配電變壓器0.4 kV低壓母線處裝設多組電容器（包括固定補償容量和投切容量）進行集中補償，主要用于補償變壓器出線及農網無功損耗，對減少配電線路的電能損耗作用不大。固定補償容量用于補償用戶本身的基礎無功負荷，可隨設備補償；投切容量用于補償無功峰荷，補償容量可根據無功負荷情況進行投切，如：時間段、無功負荷大小及功率因數等。為避免農網變壓器空載或輕載運行時無功過補償，低壓集中補償容量不宜過大。對于大容量用戶，在受單臺電動機補償容量或投運時間的限制時，相較于隨器、隨機補償，跟蹤補償無需調整補償額度，僅通過調整各電容器組的投切時間段即可達到較好的補償效果。跟蹤補償可跟蹤無功負荷變化進行投切，運行方式簡單靈活，運維工作量較小，但跟蹤補償所需的自動投切裝置功能較復雜，投資也較隨機、隨器補償的控制保護裝置要大。

線路補償。這種補償方式在農網應用較多，通過在線路桿塔上裝設并聯電容器，為路徑長、功率因數低、負荷重的線路和公用變壓器提供無功補償。線路補償裝置一般在距離出線變電站較遠距離處安裝，受安裝環境影響較大，不宜設置過多的線路補償點；線路補償裝置相關控制設備成本高，不宜采用分組投切控制；補償容量應適中，不應出現過補或欠補；保護裝置應盡可能簡單，可采用避雷器作過電流保護、熔斷器作過電壓保護。

隨機補償。它是將無功補償裝置直接并聯在用電設備上以補償無功需求，如：機械負荷、電動機等。隨機補償可減少電壓損失，保證電壓水平；改善用電設備啟動和運行條件；減少線路損耗，增加電能供應，提升電網設備利用率。但隨機補償建設費用需企業自行承擔，目前在農網應用及效果差強人意。

隨器補償。它是在需補償的配電變壓器低壓側裝設分散補償裝置，對該變壓器空載損耗和漏磁進行補償，實現無功就地平衡，可改善電壓質量、降低損耗、提高用戶功率因數，是變壓器目前最常見的補償方式。由于農村每日、每月負荷波動較大，一般采用微機跟蹤負荷變化并投切電容器進行補償。由于農網中配電變壓器數量多且位置分散，進行隨器補償投資及運維費用較大。

2 農網無功補償系統設計

根據某地區10 kV線路和變電站的環境特點，架構了既可進行實時跟蹤又能進行補償的無功監控系統，包括采集層、傳輸層、存儲層和計算分析層。

2.1 采集層

數據采集層由測量采集模塊構成，主要包括多功能電表和數據采集器。電表可實時采集電網運行參數，如：電壓電流、瞬時有、無功功率以及功率因數等，并記錄電表運行狀態。遠程監控終端用作數據集中采集器，主要監測配變電能質量、進行數據實時遠傳和抄收，并與電能表通過RS485串行總線進行數據傳輸。

2.2 傳輸層

數據傳輸層由數據收發模塊構成，包括PC機和主站服務器，負責各模塊間數據傳輸。PC機通過TELNET協議遠程連接集中采集器獲取解析數據；PC機通過TCP/IP網絡協議與主站服務器建立端口連接，傳輸測試數據。

2.3 存儲層

數據存儲層主要由數據存儲模塊構成，包括數據庫軟件、監控軟件等。應用開發軟件，構建電網抄表數據管理系統，通過調用數據庫中數據并顯示，用戶可直觀監控電網運行情況。

2.4 計算分析層

計算分析層由無功補償計算分析模塊構成，包括輸入、輸出兩部分。通過對輸入口輸入測量數據進行計算分析，輸出適當的無功補償量。

3 結語

隨著三農經濟的發展，如何在保證農村電網安全可靠運行的基礎上，有效配置資源、降低網絡損耗、改善電能質量，成為現代農網配電領域研究的重點問題。對農網進行科學合理無功補償，有利于降低變壓器和輸電線路損耗、提高線路功率因數、改善電能質量、減少農村企業功率因數調整費用，對農村電網優質、經濟、高效運行意義重大。

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