10KV配電網電能質量分析及改善措施研究

張大海 朱珍珍

大豐市上海農場生活服務有限公司 江蘇省 鹽城市 224100

10KV配電網電能質量分析及改善措施研究

張大海 朱珍珍

大豐市上海農場生活服務有限公司 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，大豐市上海農場生活服務有限公司，助理工程師，學士學位。

電能質量已經逐漸成為全世界共同關注的重要問題，電能質量關系著電網的安全經濟運行，本文分析了無功對線損和電壓的影響，采取配電變壓器隨器補償以及配電線路分散補償相結合的方式，提出對10KV配電網的電能質量改善措施。

10KV配電網；電能質量；電網；無功補償

1 引言

電壓質量是電力能源的一項重要指標，隨著國民經濟的迅猛發展和人民生活水平的提高,廣大用戶對供電電壓質量要求越來越高。電能質量的研究內容主要包括電壓偏差、頻率偏差、電壓波動與閃變、三相電壓不平衡等，下面主要對10KV配電網電能質量進行分析研究。

2 影響10kV配電配電網電能質量因素

10kV配電網絡主要存在著供電質量差、功率因數低以及線損大等弊端。尤其是農村的10kV配電網，由于它的電網結構不合理、配電變壓器負載率低、負荷的季節性強等問題，因此造成了網絡功率因數頻繁的變化，電網的線損率一直很高。10kV配電線路普遍都存在著電壓偏高或者過低的問題，出現這些問題的原因是多方面的，除了導線過細和電網結構不合理以外，主要還是無功功率過剩或是不足。

3 10KV配電網電能質量改善措施

在電力系統中，配電系統的電壓受到無功功率的影響極大，無功功率不足的時候，會導致電網電壓降低，而無功過剩的時候，又會使得電網電壓偏高。因此保證以及維持電網電壓質量的基礎就是無功功率平衡。無功補償應該依據便于調整電壓和分級就地平衡的原則來進行配置。降損和調壓互相結合，以降損為主；分散補償和集中補償互相結合，以分散補償為主，從而能提高10KV配電網電能質量。

3.1 并聯電容器，就地平衡無功功率

提高配電網的功率因數，降低線損，改善電壓質量，最有效的手段是在受電端加裝并聯電容器補償裝置，再按照電壓和功率因數的情況，自動的投切電容器組，控制無功潮流就地平衡。

當電網傳輸功率的時候，電流將在變壓器阻抗 ⊿、線路上產生電壓損耗 U。它的關系式表示如下：

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

并聯電容器補償裝置投入運行所引起的靜態電壓升高，即

上面的式子中 ： U---電壓損耗，V

QC---補償投入的電容器容量，kvar

P---線路傳輸的有功功率，kW

R、X為線路電阻、電抗，Ω

UN---線路額定電壓，kV

Q---線路傳輸的無功功率，kvar

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

3.2 無功分區分壓就地平衡

要保持整個系統的電壓水平，就需要有足夠的無功補償容量，實行無功分區分壓就地平衡，同時還需要有足夠的無功調節能力，在允許的電壓偏差范圍內，使用補償和調壓電容器相結合的方法，實現低谷負荷時較低電壓運行和高峰負荷時較高電壓運行的逆調壓的要求。

3.3 無功優化補償

3.3.1 配電線路分散補償

在選擇無功補償裝置的安裝地點的時候，應當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，對于均勻分布無功負荷的配電線路而言，它的補償容量與安裝位置按[2n/(2n+1)](其中n為不小于1的整數)的規則，從而求得最佳的補償方案。考慮到無功補償裝置的補償效益、運行維護以及投資回收期限，沿線的無功補償點以安裝一處為適宜，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，各個補償點的容量最好不超過100～150kvar。

補償電容器組安裝到配電線路上之后會使線路電壓降發生變動。在選擇補償點的時候，應當充分地考慮安裝地點的電壓的范圍，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）來校驗補償前后的電壓，從而避免在負荷低谷時發生電壓偏移超過規定值或功率因數超前的情況。否則，就會因為過補償造成向系統倒送無功，反而使線損、電壓損耗上升，線路上的電壓上升得過高，增加電容器的介質損耗，從而發熱，影響其出力以及縮短了它的使用壽命。

3.3.2 配電變壓器隨器補償

配電變壓器隨器補償，指的是在配電變壓器低壓側直接安裝低壓補償電容器，和配電變壓器同投同切，用來補償感性用電設備的無功功率損耗和配電變壓器自身勵磁無功功率損耗。從節能降損的角度來考慮這一問題是合理的。在選擇無功補償裝置容量的時候，應當根據負荷水平，按照提高功率因數的要求來進行合理地配置。而負荷又會影響以致帶動無功補償容量是隨其變化而變化，所以，當采用配電變壓器隨器補償方式時，應使用無功自動補償裝置，自動投切一部分電容器組，從而達到最佳的補償功率因數。

4 結束語

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

[1]李峰. 配電網電能質量分析及改善措施研究[D].山東大學,2006.

[2]陳彤彤. 農村電網線損計算分析與降損措施研究[D].山東大學,2006.

[3]李正新. 10kV以下配電網無功電壓優化及控制系統研究[D].長沙理工大學,2013.

[4]魏博. 含有小水電的韶關配網無功電壓問題解決方案研究[D].華南理工大學,2012.

張大海 ，1990年生 ，男 ，漢 ，江蘇，江蘇興化，大豐市上海農場生活服務有限公司，助理工程師，學士學位。

K928

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1007-6344（2016）03-0139-01

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