無功補償裝置在10kV配電網節能工程中的應用

賀院平 國網山西省電力公司原平市供電公司

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無功補償裝置在10kV配電網節能工程中的應用

賀院平 國網山西省電力公司原平市供電公司

摘 要：本文主要探討了無功補償裝置在10kV配電網節能工程中的應用，旨在為相關工作者提供借鑒。

關鍵詞：無功補償裝置 10kV配電網 節能工程

10kv配電網作為我國電網中的重要系統，主要負責電力運輸、分配調度以及連接發電廠等工作，目前10kv配電網系統的負荷容量逐漸增加，對無功功率總需求也在不斷增長，而且只依靠于配網發電機產生的無功容量，難以滿足配電網對無功功率的需求，所以必須合理應用無功補償裝置，降低10kv配電網系統產生的能耗，實現節能減排的目的。

一、無功補償實現配電網節能降損

（一）提高電器設備電能綜合轉換效率

在運行過程中，10kv配電網會受到電磁環境的影響，會消耗配電變壓器以及輸電線路的電能，并使其轉換成熱能，由此可以看出，10kv配電網的各種元件在運行過程中，必然會消耗部分電能，難以實現100%的電能傳輸。為了減少運輸過程中的電能消耗，可以通過并聯電容器，加強對整個10kv配電網的調控（圖1為10kv配電網無功優化控制示意圖），將流過配電變壓以及輸電線路的電流值控制在合理的范圍之內，減少有功損耗的產生，最大限度的提升電能綜合轉換效率。

圖1 10kv配電網無功優化控制示意圖

從圖110kv配電網無功優化控制示意圖，可以看出10kv配電網在投入并聯電容器前投入并聯電容器之后，系統有功功率發生了明顯變化，在投入并聯電容器之間，系統的功率角為φ1，視在功率、相應有功功率分別為0B、0A；在投入并聯電容器至之后，系統中功率角增加為φ2，視在功率、相應有功功率分別調節到OD、OC。所以在10kv配電網安裝補償裝置，可以有效的降低系統的能耗，提高配電網的電能轉換率。

（二）提高配電網系統供電電壓質量水平

在配電網系統運行過程中，經常出現供電電壓不穩定的情況，這主要是有兩方面原因引起的，一方面是由于系統有功不平衡引起的，另一方面是由于無功容量不平衡引起的，同時我們也可以用下面的式子來表示電壓波動，近似為：

為了解決系統電壓波動的穩定，可以采用無功補償電容器，并將其并聯到配電網系統中，這時配電網電壓波動可以用下面式子來表示，近似為：

對比（1）和（2）兩個式子，可以看出無功補償電容器的安裝，在很大程度上，加強了配電網系統的穩定性，實現了系統運行電壓綜合質量水平的有效提升。

（三）減少電費支出

為了減少電費支出，必須降低配電網運行有功功率的損耗，提高電能轉換率，進而實現減少電費的目的。所以必須不斷采取有效措施，不斷優化電氣設備控制系統，同時合理使用無功補償裝置，充分發揮無功補償裝置在10kv配電網的作用，以此提高電能供應質量，實現綜合服務水平的有效提升。另外還可以根據用戶使用的功率因數情況，進行電費優惠活動，進而實現節約電費的目的，提高10kv電網運行的經濟效益和社會效益。

二、10kv配電網無功補償綜合經濟效益分析

在10kv配電網運行過程中，無功功率消耗單元主要是一些非線性變配電設備，其中在所有無功功率消耗單元，供、用電設備所占比重較大，在系統運行過程中，一旦出現無功消耗過大、無功補償設備補償不準確等問題，必然會降低系統功率因素，進而會降低電能供應質量水平，造成10kv配電網系統更多的電能損失。

（一）補償模式經濟當量分析

10kv配電網系統具有多種補償模式，如10kv線路補償、高壓集中補償以及0.4kv低壓集中補償等，將變電站系統的無功經濟補償當量設置為零值點，對10kv線路補償、高壓集中補償以及0.4kv低壓集中補償模式的經濟當量進行計算，并進行對比分析，結果為：10kv線路補償的無功經濟當量為0.023-0.051；高壓集中補償的無功經濟當量為0.015-0.029；0.4kv低壓集中補償的無功經濟當量為0.036-0.073。

從這三種補償模式的經濟當量計算結果來看，0.4kv低壓集中補償的無功經濟當量最高，這表示無功補償裝置，最好安裝在10kv配電網系統中的末端位置，這樣有利于10kv配電網系統安全、經濟的運行。

（二）補償模式單位投資經濟效益分析

表1 不同補償模式單位綜合投資費用

表1對不同補償模式單位綜合投資的費用的情況進行分析，可以看出這四種不同的補償方式，單位綜合投資費用最低為綜合投資34元/kvar的隨器補償，所以10kv配電網系統運行過程中，可以采用低壓變壓器隨器補償模式，同時根據10kv配電網系統結構特性，建立完善的10kv配電網無功補償優化策略，從而提高10kv配電網系統運行的經濟性、安全性以及穩定性。

三、結束語

綜上所述，無功補償裝置在10kv配電網節能工程中產生了重要作用，它可以降低10kv配電網系統運行過程中產生的能耗，同時提高電能供應的質量水平，增加配網系統運行的經濟效益。

參考文獻：

[1]解麗君. 無功補償裝置在10kV配電網節能工程中的應用[J]. 中國高新技術企業,2011,12

[2]周勝峰. 無功補償裝置在10kV配電網的應用[J]. 中華民居(下旬刊),2014,09