配電變壓器無功補償容量配置方法

萬熾光

（東莞市新意念電氣安裝工程有限公司，廣東　東莞　523000）

配電變壓器無功補償容量配置方法

萬熾光

（東莞市新意念電氣安裝工程有限公司，廣東東莞523000）

2009年，我主持全虎門鎮公共變壓器的節能降耗工程，在實施節能降耗過程中，由于原有變壓器的無功補償裝置及電容運行時間長及部分機件失效、損壞，從而使電網無功功率過高，通過更換無功補償裝置及電容并取采動態補償方式進行改造實現了節能降耗目的。

變壓器；節能降耗；無功補償

電網輸出的功率包括兩部分：一是有功功率，二是無功功率。直接消耗電能，把電能轉變為機械能、熱能、化學能或聲能，利用這些能作功，這部分功率稱為有功功率。沒有真正消耗電能，只是把電能轉換為另一種形式的能，這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件，并且，這種能是在電網中與電能進行周期性轉換，這部分功率稱為無功功率；如電磁元件建立磁場占用的電能，電容器建立電場所占的電能。

研究資料表明，0.4kV的抵押配網無功損耗占110kV以下電網損耗的半數以上，因此配電變壓器無功補償的重點應放在低壓配電網上，而且電力工作人員均形成了一個共識，即低壓配網的負荷構成對象主要為家用電器和感性電動機，因此，在無功補償時應首先考慮到這類負荷的特點進行補償，例如對家用電器和電動機進行補償時一般采取就地補償方式，對配電變壓器高壓側（380V）則進行集中補償，所采用設備為微機控制的低壓并聯電容器柜等等。

1　常用的無功補償方式

1.1集中補償：在高低壓配電線路中安裝并聯電容器組；

1.2分組補償：在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯補償電容器。

3　對專線用戶進行補償

對專線用戶進行補償時，由于該類用戶的負荷主要在線路末端聚集，線路上不接配變裝置，通常情況下補償所需容量計算公式為：

因此，專線用戶無功補償裝置通常情況下設置在線路末端，且安裝在降壓變壓器的低壓側，負荷所需無功電流由補償裝置供給。

4　對負荷分布較為均勻的線路（主要為10kV公用配電線路）進行無功補償

對負荷分布較為均勻的線路（主要為10kV公用配電線路）進行無功補償時，可在變電站10kV母線上裝載容量恒定的并聯電容器，其目的在于對主變壓器所吸收的無功電力進行補償，同時還可根據線路長短和負荷大小，在線路上裝設單組或3組電容器，電容器組均能自動投切，提升無功補償的靈活性。

5　對負荷分布不均勻的線路（主要為10kV配電線路分支線）進行無功補償

對負荷分布不均勻的線路（主要為10kV配電線路分支線）進行無功補償時，可根據實際情況，例如無功負荷分布，并聯電容器運行等，將線路分為多個分段，依次分開補償。通常情況下，全線裝設的電容器組在3組以下，對無功補償電流進行計算時，需從末端線路開始往前推，原則上不讓本段無功負荷從前面的線路輸入。且線路電容器組與負荷分布均勻的線路相似，同樣需實現自動投切，避免低谷負荷時電壓偏高或補償過量。

6　配變裝置0.4kV低壓側補償

在目前10kV的送電系統中，通常是單條線路連接多臺甚至二三十臺容量大小不等的配變裝置，這些裝置所接的用戶較為分散，且所用容量較小，例如75kVA以下的變壓其占總變壓器的70％以上，且大部分變壓器每天有將近14個消失處于空載運行狀態，少數變壓器在額定容量的30％左右運行，若在用電高峰期，則會出現無功不平衡現象，對這種10kV供電系統，通常采取在母線上裝設集中補償的并聯電容器組，但這種補償方式僅能增加母線與變壓器之間和上一級電壓等級線路的功率，而母線首端功率因素無法得到改變，因此，對10kV供電系統進行無功補償時，應選擇在配變裝飾0.4kV低壓側裝設低壓無功補償裝置進行分散補償。

目前0.4kV低壓側補償裝置的主要方式包括以下幾種：

6.1隨機補償。指將低壓電容器通過熔斷器與電動機實現對接，通過電路控制，實現電動機和保護裝置的同步投切；

6.2隨器補償。是指將低壓電容器通過熔斷器固定連接在配變裝置的低壓側，用來對變壓器勵磁和漏磁所產生的無功損耗進行補償；

6.3跟蹤補償。是指以投切裝置為控制保護裝置，將低壓電容器組接在大用戶0.4kV母線上，該方式相當于起到了隨器補償的作用，此外，可選取三組低壓電容器作為自動或手動投切裝置，對電網中變動的無功負荷進行隨時補償。

7　無功補償經濟效益分析

10kV線路補償量通常以公用變壓器裝接容量的10％來確定，若公用變壓器容量在70000kVA，則補償容量可定位7000kvar，無功經濟當量值可取為0.06，電容設備若按年運行3000小時來計算，則每年可減少126萬千瓦時的電量損失，若以0.4元/度的價格來算，則每年有50多萬元的經濟效益。

若在變壓器低壓側出口安裝無功補償設備，容量按變壓器容量25％計算，根據無功補償效果，低壓側補償無功當量值可取為0.12，若對容量在100kVA或以上的公用變壓器進行自動投切裝置無功補償時，所需的補償容量為17500kVA，電容設備投入運行若按4000小時計算，則每年可節省840萬千瓦時的電量，每年可獲得330萬元的經濟效益，因此配變裝置補償的節能降損具有較高的經濟效益。但上述分析僅僅是從無功補償對功率因數的提高方面來計算效益，若從降低輸配電網電能損耗、節約電網建設投資、改善輸配電質量等方面進行優化，則經濟效益更為可觀。

TM714.3

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1003-5168（2015）-12-0110-1