山東茌平縣調對提高變電站10kV母線功率因數工作的探索

耿長路，李汝寧，宋啟金（國網山東省電力公司茌平縣供電公司，山東 聊城 252100）

山東茌平縣調對提高變電站10kV母線功率因數工作的探索

耿長路，李汝寧，宋啟金
（國網山東省電力公司茌平縣供電公司，山東 聊城 252100）

功率因數是電力系統的一個重要技術數據，是衡量電氣設備效率高低的一個量化指標。提高功率因數可以降低電網的損耗，改善電能的質量。針對茌平電網內部分變電站存在10kV母線功率因數偏低的情況，茌平縣調在提高變電站10kV母線功率因數方面進行了初步的探索與實踐。

電力系統；功率因數；10kV母線功率因數

0　引言

在電力系統中，發電機或變壓器等都有一個額定容量，它們輸出的平均功率的大小取決于負載功率因數的大小。功率因數越低，輸出的平均功率越小，設備的利用率就越低。另外，當負載的平均功率一定時，功率因數越低，輸電線路上的電壓損失和功率損耗就越大。因此，提高功率因數具有重要的經濟意義。

1　提高電網功率因數的意義

（1）提高電網的傳輸能力，改善設備的利用率。由功率因數的定義可以得到有功功率與視在功率的關系：P=S cosθ （1）

當有功負荷一定時，若功率因數越大，所需的視在功率就越小，無功負荷就越小。由此可見，提高功率因數可以充分發揮設備的潛力，提高設備的利用率［1］。

（2） 降低線路末端的電壓損失，改善電壓質量。電網線路的電壓損失如下式所示：

式中，P是線路的有功負荷；Q是線路的無功負荷；R與X分別是線路的電阻與電抗。由（2）式可以看出，當線路輸送的有功功率P一定時，提高功率因數可以降低線路末端的電壓損失。

2　茌平電網功率因數調查

山東省電力調度控制中心下發的《配網調控管理規程》中規定：10kV母線功率因數一般不得低于0.95［2］。我們從iES-600系統中調取了2015年度茌平電網內18座變電站的10kV母線功率因數平均值，發現110kV新城變電站、35kV馮屯變電站及35kV韓屯變電站的10kV母線功率因數偏低，不符合規程中的規定，其功率因數平均值僅為0.928，需要采取措施來改善此三座變電站的10kV母線功率因數。

3　茌平縣調為提高功率因數所采取的措施

我們討論匯總了可能造成變電站10kV母線功率因數偏低的因素，匯總如下：⑴沒有及時調整無功補償裝置容量；⑵無功補償裝置陳舊，容量偏小；⑶諧波污染；⑷無功補償裝置選型不當；⑸沒有及時排除接地故障；⑹調控人員配置偏少；⑺沒有對調控人員進行相關業務培訓；⑻變電站AVC系統使用率低。

我們針對匯總出的8種因素，逐一進行分析排查，最終確定了引起茌平電網內功率因數偏低的因素主要有：⑴沒有及時調整無功補償裝置容量。其中110kV新城站并聯電容器單組容量過大，投入即過補，導致電壓偏高。⑵無功補償裝置陳舊，容量偏小。⑶變電站AVC系統使用率低，茌平電網內18座變電站中，僅有5座變電站配備了AVC系統。針對這三種種情況，我們制定了相應的措施。

（1）對110kV新城變電站并聯電容器進行分組改造。我們結合茌平電網負荷現狀對各變電站無功補償裝置進行了容量校核計算，對變電站技改工作提出合理建議。針對110kV新城變電站無功補償裝置單組容量過大，我們通知設備運檢部門對其進行分組改造，拆除部分單只電容器，使容量達到與負荷相匹配的數值，即可滿足電網運行的需求，又提高了110kV新城變電站的功率因數水平。

（2）對35kV馮屯變電站、韓屯變電站無功補償裝置進行更換改造。針對35kV馮屯變電站、韓屯變電站近年來負荷增長較快，但無功補償裝置陳舊且容量偏小，對這兩座變電站的無功補償裝置進行更換。更換完畢后，變電站10kV母線功率因數平均值已達到了規程中規定的指標值。

（3）對茌平電網AVC系統不能正常使用的變電站建議相關專業進行處理。對不能正常使用的變電站，我們及時通知通信、自動化專業組處理，保證變電站AVC系統能夠正常使用。

4　實施效果

通過實施以上措施，茌平電網內變電站10kV母線功率因數平均值達到0.96，我們采取措施后取得的效果進行了效益分析。

（1）顯性效益。當電網輸送功率一定時，設P為輸送的有功功率，R為系統電阻，△P1為功率因數提高前的損耗，△P2為功率因數提高后的損耗，則系統損耗減少為：

減少損耗的百分比為：

式中，I1=P/（3U1cosθ1），I2=P/（3U2cosθ2），為分析方便，認為U1=U2，則減少損耗的百分比為：

代入功率因數提高前后的數值計算后得出減少損耗的百分比為8.7%。

（2）隱性效益。提高10kV母線功率因數的同時，也提升了茌平電網電壓質量，農網低電壓情況得到了有效改善，提升了公司國有企業為民服務的良好形象。

茌平縣調將此次探索實踐的內容寫入了班組大講堂中，對全員進行培訓，同時要求對茌平電網各變電站10kV母線功率因數進行持續追蹤，按季度進行統計分析，確保功率因數平均值保持在規程中規定的標準值以上，為茌平電網的安全、穩定、優質、經濟運行提供了強力保障。

5　結束語

提高功率因數必然會對國家的能源利用、企業的經濟效益起到積極的促進作用，是保證電力系統電能質量、降低損耗以及安全運行所必不可少的條件［3］。提高電網功率因數是一項需要持之以恒不斷改善和提升的系統工程，它既需要國家在規章制度和監管機制方面加以規范，也需要設備運行、檢修、施工以及用戶等單位加以重視，只有這樣，才能使功率因數始終保持在較高的水平。

［1］戰佩艷.提高功率因數的意義及其方法［J］.通化師范學院學報，2005，26（02）：40-42.

［2］國網山東省電力公司.山東電網配網調度控制管理規程［M］.山東：山東科學技術出版社，2015.

［3］張繼賢.低壓電網提高功率因數的補償技術探討［J］.有色冶金節能，2012，2（01）：34-36，43.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.146