城市配電網無功補償優化配置的應用

李松濤

摘要 隨著社會經濟的發展和城鎮化建設進程的加快，電力企業發展速度越來越快，對城市發展和建設具有重要作用。然而配電網在實際運行過程中存在一定的無功電能損耗問題，在很大程度上降低了電力系統的運行效率，不利于城市供電事業的發展，因而對城市配電網進行無功補償優化配置是非常重要的。本文主要針對無功補償技術現狀進行分析，并探討了無功補償優化配置的具體應用措施，希望為城市配電網無功補償提供參考依據。

【關鍵詞】城市配電網 無功補償 現狀 優化配置

由于配電網在實際運行過程中需要消耗一定的無功功率，這會產生網絡損耗、占用設備容量、在變壓器和配電線路上形成電壓降落，對電力企業設備的安全運行造成不利的影響，且降低了企業的經濟效益。因而對配電網進行無功補償對降低系統損耗具有重要意義。現階段，在配電網中廣泛應用了配電變壓器監測系統，提高了配電系統的自動化性能，然而這些系統仍然以監測為主，沒有有效應用于配電網無功補償中。通常在變壓器低壓側裝設無功補償裝置來實現就地無功補償，這樣能夠降低網絡損耗，同時改善配電線路的無功分布，然而由于建設資金以及配電變壓器數量等因素的影響，要想在每個配電變壓器低壓側都安裝無功補償裝置是不現實的，因而需要研究配電網的無功補償優化配置。

1 無功補償技術中存在的問題

1.1 補償方式

現階段，很多電力部門將配電網無功補償的重點放在補償用戶的功率因數上，而實際電網運行中，能源損耗較大的原因是較為密集的相關線路損耗，因而要想實現配電網物無功補償的優化，就必須降低電網的損耗。通常來說，添加一臺補償箱能夠在一定程度上提高用戶電力負荷功率因數，降低電網損耗，但需要準確計算無功潮流，盡可能降低投資成本。

1.2 諧波危害

1.2.1 經濟效益降低

諧波會對電網中的構件運行造成不利的影響，降低電動機的功能，縮短電動機的使用壽命，同時會在一定程度上增加能量損耗，使得電力變壓器在實際運行中消耗大量能量，從而降低了設備的實際使用容量。要想滿足用戶需求，在實際使用容量降低的情況下就必然會使線損增加，從而加重浪費問題。

1.2.2 安全性低

由于諧波的影響，為配電網的實際運行帶來了一些安全隱患。首先，諧波電流對繼電器保護的檢測回路造成不利的影響，同時影響電壓和電路電流的正常運行，而電流電壓的變化又會導致繼電保護裝置發生變化，從而降低電網運行的穩定性和安全性。

1.2.3 無功倒送

在實際配電網無功補償過程中，若對電力系統過度補償，就會造成無功倒送等問題，對電力系統運行造成不利的影響。無功倒送會導致變壓器損害、線路損耗、線路負擔加重等問題。若負荷相對較低時進行無功補償，如在三相負荷沒有對稱的情況下選擇接觸控制的補償柜或采用固定的電容器補償方式，這些都會造成電力系統出現無功倒送的問題。

2 城市配電網無功補償優化配置措施

2.1 對供電網進行優化設計

在配電網無功補償優化配置中，要合理規劃供電網的電力線路，通常采用縮短供電半徑的方式進行規劃。在規劃線路時，要嚴格按照國家電網建設的相關政策和要求，同時根據實際操作中的具體用電情況明確變壓器、電流值以及電壓值的位置。此外，需要控制好配電網的供電半徑，對電網線損量進行優化，在保證供電質量的前提下盡肯能降低線損量。

2.2 嚴格進行配電管理

（1）供電單位需要制定并完善相應的管理制度，同時在進行無功補償的過程中堅持就地補償和分級補償的原則，將組織措施與相應的技術措施相結合，從而優化配電監督管理機制。

（2）要應用新型的科學技術建立線損管理網，同時可以建立相應的線損管理責任制，選擇的電表要具有超載能力強、自動化、精確化、誤差小以及防竊電等特點。

（3）需要建立完善的線損分析制度，各部門要重視線損管理，盡可能將線損降低到最小。

2.3 對配電設備進行定期檢查和更新

在進行電網更新和升級的過程中，相關工作人員需要嚴格控制供電損量，同時要保證配電設備的正常有效運行。其次，要對電網運行情況進行分析，通常來說，合金導線是電力系統中較為常見的一種配電設備，因而需要及時檢查并更換。最后，做好技術改造工作，采用新型配電變壓器，從而提高線路質量以及電力系統的穩定高效性。

2.4 對配電網無功補償容量進行優化配置

電網無功補償容量優化配置就是對輸電網在無功補償容量上進行的優化配置。一般情況下，220kV是比較常見的供電網絡，其通過500kV變電站進行供電，在分區的狀態下運行。220kV采用大截面的架空路線進行輸電，發送到中心變電站。其架空的線路要安裝電容器進行無功補償，在補償的過程中要依據電纜的長度設計電抗器和電容器。在進行220kV輸電線路無功補償容量的優化配置中，需要考慮到經濟、技術等影響因素，使無功補償的功率因素達到0.98，其具體步驟為：架空進線安裝中間變電站，要依據架空線路的實際長度對電容器補償量進行適當配置，總補償量大約為主變容量的五分之一到五分之四，然后依據附近的220KV電網進行無功補償容量的優化配置;在終端變電站方面，要采用全架空進線方式進行低壓電容補償，約為主變容量的六分之一，同時還可以采用全電纜、電纜架空的方法，依據電纜長度配置低壓電抗器、低壓電容器等，主變配置無功補償的容量要低于主變容量的五分之一。針對500kV電網進行無功補償容量優化配置時，要依據實際電源分區，將功率因素設為0.95進行，升壓的變抗阻為20%。在500kV電網補償容量優化配置過程中，要在，分區中設置兩臺主變，每臺變壓器設計為2×60Mvar的電容補償，無功補償容量要隨著負荷的增加而增加。

3 總結

在城市配電網運行過程中，要想降低電網損耗，提高電力系統的運行效率，就必須要進行配電網的無功補償優化配置，這對城市供電事業發展具有重要意義。在無功補償優化配置中，相關部門設計并完善優化配置策略，優化電網系統運行環境，充分發揮優化配置的作用，從而使其達到電網系統的規范標準，保障配電網運行的安全性和穩定性。

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