低壓配網無功補償配置技術的應用分析

杜海濤　王偉　王楊　蔣乘滿　侯玉

【摘 要】在國內科學技術不斷完善更新的背景下，先進的技術逐漸走進人們的生活中，其中無功配置技術在低壓配網中的得到廣泛應用。不同類型的輸電和配電設備都可產生無功功率，并且低壓配網中線損的比例比較差，占總線損的二分之一。在這種情況下，化工企業針對低壓配網實施無功配置技術尤為重要。針對這一問題，本文將首先分析無功配置技術重要性，并探析當前主要類型，最后提出具體應用策略。

【關鍵詞】低壓配網;無功補償配置技術;化工企業

一、應用低壓配網無功配置技術的重要性與原則

基于低壓配網應用無功配置技術能夠有效彌補低壓配網中存在的缺陷，確保系統具有穩定性、安全性。將無功配置技術應用在低壓配網中主要有下面幾個方面的重要性。合理應用無功配置技術能夠提高功率因數，增強系統的壓力，并且降低功率能耗，在保證電壓運行穩定性的基礎上，促使供電質量達到最優。基于低壓配網，通常情況下，在配電線路中安置無功配置技術，主要目的是提高配電設備供電能力。另外，將無功配置技術應用在低壓配置中，可確保三相電壓具備穩定性。無功補償配置的原則主要是確定總體和局部達到平衡性。局部地區無功電力可受到補償位置和補償容量不合理的影響不能實現平衡性，導致無功電力持續交換，并實施長途輸送，這些問題直接導致功率消耗和電網消耗上升。故此，應該將平衡性作為根本，充分研究局部地區補償的方案，并排列出最優組合，確保補償效果達到最佳。補償變壓器無功損耗主要是進行集中補償，可以有效降低無功電力，從而減少無功損耗，但是應該重點關注的問題是不會對配電網的無功損耗產生影響。為減少線損，應該將無功功率和補償放在同一個位置，真正的實現分散性補償。例如10kv無功裝置應該遵從以下幾方面的原則：①設計無功補償裝置的控制回路、電氣接線應該符合國家現行標準;②無功補償裝置中的實驗方法和檢驗規則等技術條件應該符合電力行業標準DL/T604-2015規定;③選擇正規生產廠家，要求廠家提供驗證書、ISO9001體系認證證書。

二、低壓配網無功配置技術類型

①個別無功配置技術：個別補償技術主要是將電容器和電動機兩者并聯，從而取代系統，起到節約成本、縮短啟動時間和提高啟動電源的時間，個別無功配置技術主要應用在低壓網絡和電動機中。②分組無功配置技術：分組無功配置技術主要是指在配電室中安置電容器，確保電容器可以發揮自身最大的功效，降低低壓配網的能源消耗量，提升重復利用率。將分組和個別兩種補償形式相結合可以形成集中無功配置技術，確保電容器安全性不受到侵害。③分散無功配置技術：分配無功配置技術主要是基于用戶末端運用無功配置技術，降低線路損耗，確保電壓平衡性。

三、低壓配網無功配置技術應用的策略

（一）綜合考量多種因素

在正式應用無功配置技術時，應該從多種方面思考問題，充分考量可以發生的事情，根據各專業理論性知識，例如電力工程和機械繪圖等，將其進行有機結合，確保發揮無功配置技術最大功效。在具體應用的過程中，應該遵守“分級補償”的原則，若在正常使用的過程中發現其中存在的問題，各個部門之間應該協調溝通，從而制定可實行的解決方案，提高低壓配網工作的穩定性。此外還應該將集中無功配置技術和分散無功配置技術相結合，確保無功配置技術具有科學性，從而獲取經濟效益。

（二）確定電力系統和設備匹配性

基于低壓配網運用無功配置技術，不僅需要引進先進的設備，還應該考慮兩者匹配程度，確?，F場施工人員具有較高的技術水平。技術人員既需要掌握操作流程和技術要點，又應該了解設備的性能，在具體應用的過程中實施嚴格的控制及監督，防止出現經濟損失。此外，還應該詳細記錄設備運行中產生的數據信息，真正的達到提高無功補償效率的目的。將集中無功配置技術和分散無功配置技術高度融合，確保化工企業工作內容可以和無功補償相結合，確保無功配置技術的科學性，通過加強管理無功補償，提升無功補償產生的經濟效果。各電壓等級變電站應該根據電網與電源建設，合理配置無功補償裝置，安裝的無功補償裝置應該保證系統諧波不發生明顯的波動，高壓側功率因數應高于0.95，低谷負荷功率因數應該小于0.95。采取220KV線路的電網，在建設110kv變電站時，應該根據電纜進出狀況安置感性無功補償設備。

（三）確定補償位置及補償容量

基于低壓配網，應該確定補償的位置，在確定的過程中應該遵從“無功就地平衡”的原則，這種做法可以在較大程度上縮減電流。在工作的過程中，產生的電壓波動應該在規定的范圍內。有功功率和無功功率、電壓損耗三者之間存在密切的聯系，因此，當無功情況較多時，就地供應并不能達到供應需求。為減少無功電流，應該保證無功配置安裝位置的合理性和科學性，合理選擇電容器裝置的位置。在低壓配網中存在負荷與分支的情況，并且大部分低壓配網均會產生輻射。根據這種情況，應該將無功損耗線路當作分支線，從而得知，無功負荷總量是分支線中負荷量總和?！峨娙萜餮b置設計規范》中明確國家標準，在選擇補償容量時，應該根據電網損耗微增率確定。對不同變電站來講，應該配置無功補償裝備，其中分別包括容性和感性，變電站配置的無功補償容量應該按照無功規劃，計算調相調壓應該根據《無功電力和電力系統電壓技術導則》確定，導則中明確規定2200kv變電站的35kv-110kv母線可以存在電壓偏差?！度珖╇娨巹t》對負荷功率因數做出具體規定，功率因數應該大于0.90。

（四）考量應用環境

無功補償電路元件和運行環境的可靠性、平穩性為無功裝置關鍵。在考慮電路元件時主要考慮元件本身質量和效率，確保可以實現自動化。針對應用環境，應該結合安裝形式確定。安裝形式可以分成三種，分別是“箱式變補償設備”、“配電房內補償柜”、“柱上補償箱”。柱上補償箱在戶外安裝，會受到環境影響。因此，應該綜合考量外界的降水量和濕度、溫度。在選擇設備的過程中，設定補償系統應該為外界環境預留可容度。

四、優化低壓配網無功配置技術

①無功采樣：將無功電流作為控制量，并且采集三相電壓及電流信號。參考的數據是用戶確定的功率因數，在處理階段借助控制單元，確定ABC三種無功待補量，最后發送投切信號。②投切容量：利用電容器組和接線方法改變電容器的容量，根據具體情況任意組合，可以確定無功配置技術在低壓配網中具有較強的靈活性。針對投切開關，可借助固態繼電器投切無觸點，響應的速度應該在20m/s，可以實現零電壓投和零電流切，達到降低沖擊力度的目的。③組合投切、優化投切和記憶投切：將電容器內部的三相共補和三相分補相結合，在三相待補量中，提取最小電容補充量，將最小補充量當作共補容量，遵從“取平補齊”原則完整分相提取，隨后實施組合投切，從而有效解決存在的過補和欠補的問題，并且還可節省電容器，具有良好的經濟效益。

結束語：綜上所述，將無功配置技術應用在低壓配網中，既可以提高供電的效率，還可以減少損耗。故此，化工企業管理者必須引起高度重視，深入研究技術應用廣泛應用，促使化工企業可持續發展。上述從綜合考量、確定電力系統和設備匹配性、明確補償位置及補償容量、考量應用環境四個方面提出應用無功配置技術的策略。通過本文的深入分析，為化工企業提供參考依據，促使我國化工企業可持續發展。

（作者單位：中糧生化能源（龍江）有限公司）