10KV配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析及改善措施研究

張大海 朱珍珍

大豐市上海農(nóng)場(chǎng)生活服務(wù)有限公司 江蘇省 鹽城市 224100

10KV配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析及改善措施研究

張大海 朱珍珍

大豐市上海農(nóng)場(chǎng)生活服務(wù)有限公司 江蘇省 鹽城市 224100

第二作者：朱珍珍，1990年生，女，漢，江蘇，江蘇大豐，大豐市上海農(nóng)場(chǎng)生活服務(wù)有限公司，助理工程師，學(xué)士學(xué)位。

電能質(zhì)量已經(jīng)逐漸成為全世界共同關(guān)注的重要問題，電能質(zhì)量關(guān)系著電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，本文分析了無功對(duì)線損和電壓的影響，采取配電變壓器隨器補(bǔ)償以及配電線路分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式，提出對(duì)10KV配電網(wǎng)的電能質(zhì)量改善措施。

10KV配電網(wǎng)；電能質(zhì)量；電網(wǎng)；無功補(bǔ)償

1 引言

電壓質(zhì)量是電力能源的一項(xiàng)重要指標(biāo)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人民生活水平的提高,廣大用戶對(duì)供電電壓質(zhì)量要求越來越高。電能質(zhì)量的研究?jī)?nèi)容主要包括電壓偏差、頻率偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相電壓不平衡等，下面主要對(duì)10KV配電網(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行分析研究。

2 影響10kV配電配電網(wǎng)電能質(zhì)量因素

10kV配電網(wǎng)絡(luò)主要存在著供電質(zhì)量差、功率因數(shù)低以及線損大等弊端。尤其是農(nóng)村的10kV配電網(wǎng)，由于它的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理、配電變壓器負(fù)載率低、負(fù)荷的季節(jié)性強(qiáng)等問題，因此造成了網(wǎng)絡(luò)功率因數(shù)頻繁的變化，電網(wǎng)的線損率一直很高。10kV配電線路普遍都存在著電壓偏高或者過低的問題，出現(xiàn)這些問題的原因是多方面的，除了導(dǎo)線過細(xì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理以外，主要還是無功功率過剩或是不足。

3 10KV配電網(wǎng)電能質(zhì)量改善措施

在電力系統(tǒng)中，配電系統(tǒng)的電壓受到無功功率的影響極大，無功功率不足的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓降低，而無功過剩的時(shí)候，又會(huì)使得電網(wǎng)電壓偏高。因此保證以及維持電網(wǎng)電壓質(zhì)量的基礎(chǔ)就是無功功率平衡。無功補(bǔ)償應(yīng)該依據(jù)便于調(diào)整電壓和分級(jí)就地平衡的原則來進(jìn)行配置。降損和調(diào)壓互相結(jié)合，以降損為主；分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償互相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主，從而能提高10KV配電網(wǎng)電能質(zhì)量。

3.1 并聯(lián)電容器，就地平衡無功功率

提高配電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低線損，改善電壓質(zhì)量，最有效的手段是在受電端加裝并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置，再按照電壓和功率因數(shù)的情況，自動(dòng)的投切電容器組，控制無功潮流就地平衡。

當(dāng)電網(wǎng)傳輸功率的時(shí)候，電流將在變壓器阻抗 ⊿、線路上產(chǎn)生電壓損耗 U。它的關(guān)系式表示如下：

當(dāng)線路安裝并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置（無功補(bǔ)償容量為 QC ）后，其線路的電壓損耗由下式表示：

并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置投入運(yùn)行所引起的靜態(tài)電壓升高，即

上面的式子中 ： U---電壓損耗，V

QC---補(bǔ)償投入的電容器容量，kvar

P---線路傳輸?shù)挠泄β剩琸W

R、X為線路電阻、電抗，Ω

UN---線路額定電壓，kV

Q---線路傳輸?shù)臒o功功率，kvar

從上式中不難看出，電壓降隨著無功功率的變化而發(fā)生變動(dòng)，由于安裝并聯(lián)電容器，就地平衡無功功率，抑制了無功功率在電網(wǎng)中的傳輸，相應(yīng)地減少了線路的電壓損耗，可以有有效提升配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。

3.2 無功分區(qū)分壓就地平衡

要保持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平，就需要有足夠的無功補(bǔ)償容量，實(shí)行無功分區(qū)分壓就地平衡，同時(shí)還需要有足夠的無功調(diào)節(jié)能力，在允許的電壓偏差范圍內(nèi)，使用補(bǔ)償和調(diào)壓電容器相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)低谷負(fù)荷時(shí)較低電壓運(yùn)行和高峰負(fù)荷時(shí)較高電壓運(yùn)行的逆調(diào)壓的要求。

3.3 無功優(yōu)化補(bǔ)償

3.3.1 配電線路分散補(bǔ)償

在選擇無功補(bǔ)償裝置的安裝地點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)遵循無功就地平衡的原則，以盡量地減少主干線路上的無功電流為目的。一般的情況下，對(duì)于均勻分布無功負(fù)荷的配電線路而言，它的補(bǔ)償容量與安裝位置按[2n/(2n+1)](其中n為不小于1的整數(shù))的規(guī)則，從而求得最佳的補(bǔ)償方案。考慮到無功補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償效益、運(yùn)行維護(hù)以及投資回收期限，沿線的無功補(bǔ)償點(diǎn)以安裝一處為適宜，最多也不能超過兩處。可以直接連接在較大的分支線上和主干線上，各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)的容量最好不超過100～150kvar。

補(bǔ)償電容器組安裝到配電線路上之后會(huì)使線路電壓降發(fā)生變動(dòng)。在選擇補(bǔ)償點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)充分地考慮安裝地點(diǎn)的電壓的范圍，其不得超過電容器組額定電壓的1.1倍。所以，為了保證供電的可靠性和安全性，有助于降低線損，需要利用公式（1）、（2）、（3）來校驗(yàn)補(bǔ)償前后的電壓，從而避免在負(fù)荷低谷時(shí)發(fā)生電壓偏移超過規(guī)定值或功率因數(shù)超前的情況。否則，就會(huì)因?yàn)檫^補(bǔ)償造成向系統(tǒng)倒送無功，反而使線損、電壓損耗上升，線路上的電壓上升得過高，增加電容器的介質(zhì)損耗，從而發(fā)熱，影響其出力以及縮短了它的使用壽命。

3.3.2 配電變壓器隨器補(bǔ)償

配電變壓器隨器補(bǔ)償，指的是在配電變壓器低壓側(cè)直接安裝低壓補(bǔ)償電容器，和配電變壓器同投同切，用來補(bǔ)償感性用電設(shè)備的無功功率損耗和配電變壓器自身勵(lì)磁無功功率損耗。從節(jié)能降損的角度來考慮這一問題是合理的。在選擇無功補(bǔ)償裝置容量的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)負(fù)荷水平，按照提高功率因數(shù)的要求來進(jìn)行合理地配置。而負(fù)荷又會(huì)影響以致帶動(dòng)無功補(bǔ)償容量是隨其變化而變化，所以，當(dāng)采用配電變壓器隨器補(bǔ)償方式時(shí)，應(yīng)使用無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，自動(dòng)投切一部分電容器組，從而達(dá)到最佳的補(bǔ)償功率因數(shù)。

4 結(jié)束語

本文從無功功率平衡角度，分析無功對(duì)線損和電壓的影響，采取配電變壓器隨器補(bǔ)償以及配電線路分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式，提出對(duì)10KV配電網(wǎng)的電能質(zhì)量改善措施。

[1]李峰. 配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析及改善措施研究[D].山東大學(xué),2006.

[2]陳彤彤. 農(nóng)村電網(wǎng)線損計(jì)算分析與降損措施研究[D].山東大學(xué),2006.

[3]李正新. 10kV以下配電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化及控制系統(tǒng)研究[D].長沙理工大學(xué),2013.

[4]魏博. 含有小水電的韶關(guān)配網(wǎng)無功電壓?jiǎn)栴}解決方案研究[D].華南理工大學(xué),2012.

張大海 ，1990年生 ，男 ，漢 ，江蘇，江蘇興化，大豐市上海農(nóng)場(chǎng)生活服務(wù)有限公司，助理工程師，學(xué)士學(xué)位。

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1007-6344（2016）03-0139-01

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