對電力系統配電網與無功補償的探討思考

劉琦

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，電器數量急劇增加并得到了廣泛應用，在這種情況下，不可避免的會致使電力負荷大大增加，引導配電線路出現嚴重的能源消耗現象，同時無功功率變化現象頻繁出現，進而嚴重影響到電網運行的安全性與穩定性，甚至無法保證用戶的供電質量。本文對電力系統配電網與無功補償

關鍵詞：電力系統；配電網；無功補償；思考

1配網中無功補償方式

1.1在配電線路中分散安裝并聯電容器組

變電站內對主變所需的無功進行了補償，而對站外 線路及線路上的大量配變的 無功沒有作用，對于這一部分巨大的線路損耗必須采取就地無功補償加以解決才能真正的降低線損。但配網線路出線較長，負荷分布不均勻，如果照搬變電站的無功補償模式，勢必投資過大，且安裝維護不方便。如果采用固定地點裝固定量的電容器方法，雖然投資減少，但由于未有任何保護，經常發生電容器燒毀事故，給電網的運行造成安全隱患。且由于是固定投入，隨著線路負荷的改變，極易造成過補，從而產生倒送無功，不但不能降低功率因數，降低線損，還造成區域內電壓增高，燒毀運行中的設備，因此配網中所需的線路無功補償裝置必須能自動投切，保護可靠，造價低廉，安裝方便。

1.2在單臺電動機安裝并聯電容器。

隨著工農業，水利和城建事業的發展，大型高壓異步電動機的應用越來越廣泛，它們的功率因數一般在0.8到0.85之間，有的甚至在0.7左右，使輸配電系統送電能力下降，線路損耗增大，浪費電能.通過高壓電機無功補償裝置與高壓異步電機并聯連接，向高壓電動機提供勵磁所用的無功電流，以改善功率因數，減輕配電變壓器的負荷，降低線路和變壓器的損耗，提高配電設備的效能，補償后平均功率因數達0.95以上，有明顯的節能、改善電機起動I、運行性能的功效。例如：本地某選礦廠，裝有6KV、630KW、8極異步電動機4臺，每臺裝設400KVAR的就地補償電容器裝置，裝設后功率因數由0.8上升到0.946，電流值由48A下降為40.7A，每小時可節電58.8KW.H，每年節電5.08×105KW.H，節約電費約14萬元。缺點是低壓無功補償通常按配電變壓器低壓側最大無功功率需求來確定安裝容量，而各配電變壓器低壓負荷波動的不同時性造成大量電容器在較輕載時閑置，設備利用率不高。

2 無功補償技術在配電網中的應用特點

無功補償技術在配電網的應用中，需要注意的是，要控制好安裝設備空間、設備安裝環境、設備維護工作、施工成本和保護裝置等對周圍環境的影響。因此，在進行無功補償施工安裝時，要根據工程情況做好設置。無功補償裝置在配電網安裝中的注意事項是：（1）確定好無功補償在配電網中的容量。配網在進行無功補償時，要做好容量的控制，避免無功補償電容器由于設置過多和密度大影響散熱和安全性，因此針對配電網要選擇符合設計要求的電容器組。（2）明確好補償裝置具體的安裝位置。在對無功補償裝置進行安裝時，需要遵守的原則是無功就地均衡，并且進行安裝時，最主要的是減少主干線路上的無功電流。研究證實，配電網每條線路上，安裝1臺無功補償裝置是合適的，安裝的位置應該是負荷2/3的地方。（3）制定好無功補償裝置合理的接線方式。無功補償裝置接線的時候，要依據設計和配電網的要求選擇合適的接線方式，每一相接1臺電容器為最佳，這樣才能使補償裝置運行中的故障率大大降低。

3配網電壓自動控制系統

3.1 系統概論

在長期的發展過程中，堅強電網的構建、無功電源的應用和無功補償的增加使無功功率不足不再是配網運行中的主要矛盾，而電網無功潮流的不合理分布和大機組無功功率的不合理分配日漸凸顯。針對這種情況，從配網整體著手，對電網無功潮流和發電機機組無功功率進行了相應的協調控制，以實現配網電壓的自動調節，這是確保電網安全、穩定運行，保證電壓質量、減少網損的有效措施和必要要求。

3.2 基本原理

自動電壓控制系統的基本原理是利用SCDMA系統實現對全網各節點的遙測遙信，并對得到的數據進行實時在線分析和計算，在保證配網和相關電力設備安全運行的前提下，考慮各節點的電壓質量和省網關口的功率因數，從全網的角度，對電壓無功進行優化控制，從而實現無功補償設備的合理投入、無功分層的就地平衡和穩定電壓，并在控制主變分解開關調節次數的基礎上，實現相應的配網優化目標。結合專業軟件分析和調度自動系統的遙感、遙信、遙測和遙控功能，以計算機技術和網絡通信技術為保障，實現對配網內各變電站無功補償設備和有載調壓裝置的集中管理和控制，最終實現電壓無功優化運行的閉環控制。

3.3 系統功能

自動電壓控制系統的功能體現在多方面：能對全網電壓進行優化調節和提升電壓質量；能實現全網調節無功補償，實現無功功率的分層和就地平衡；可實現不同運行方式下的無功電壓優化控制運行；可在電壓合格的范圍內，實現高峰負荷電壓的偏上限運行，評估負荷電壓偏下限運行。

4配網中使用無功補償帶來的經濟效益

4.1 提高設備利用率

若是配網中的供電設備有功功率完全一致，那么隨著功率因數的增長，負荷電流就會相應的減少，供電設備的儲備功率增加，其傳送功率的效率也就提高了，滿足用電單位不斷增長的負荷需求。對于新建單位而言，無功補償能有效降低設備的容量，減少前期投資，并提高配網的功率因數，反過來又減少了用電單位變壓器的容量，進而減少了單位電費的開支。

4.2 降低能耗

補償前后的輸電線路傳送有功功率P不變，P=IUcosφ，而功率因數的增加會使得補償后的電壓U2>補償前的電壓U1。為了計算的簡便，我們使U1≈U2，補償前后的有功功率是不便的，那么：I1cosφ1=I2cosφ2，也就是說：I1/I2=cosφ2/cosφ1，進而也就可以計算出減少的線路損耗百分數為：（1-cosφ2/cosφ1）×100%。若補償前的功率因數為0.7，補償后的功率因數為0.95，那么有功損耗就可以減少45%。以吳川供電局10kV金海岸線為例，2010年有功損耗102kW，補償前功率因數為0.75，補償后功率因數為0.93，經計算，有功損耗減少35.7kW。因此，配網中合理運用無功補償能有效降低能耗，提高經濟效益。

4.3 減少電費

在電費上，國家明文規定了不同企業的功率因數值，如果是高于規定值，那么可以減少電費，反之，電費會相應增加。所以說，使用無功補償提高功率因數能有效減少電費開支，因此，提高功率因數能為企業帶來最為直接的經濟效益。同時，還能有效避免因功率因數低于規定值而出現受罰情況，這又節約了一筆費用。功率因數提高了，線路的傳輸和分配的有功功率損耗就減少了，電費也就少了。

5結束語

總而言之，在配網中，合理使用無功補償配置技術，不僅能夠提供供電效率，減少不必要的損耗。因此，相關部門及人員必須要引起重視，全面分析技術應用過程中出現的問題，并采取針對性措施予以解決，進而使無功補償裝置技術在配網中得到廣泛的使用，最終促進電力企業有好又快的發展。

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