10 kV配電線路無功自動補償裝置的設計與安裝

劉雪優

(四川電力職業技術學院 電力設備技術系，四川 成都 610072)

0 引言

電力電纜是用于傳輸和分配電能的電纜，電力電纜常用于城市地下電網、發電站引出線路等。在電力系統的主干線路中，電力電纜用來傳輸和分配大功率電能，而10 kV電力電纜主要作用是電能的傳輸與分配，是電力系統主干線中不可缺少的部分。雖然無功自動補償裝置具有補償效率高、回收較快的優勢，但在實際投入運行后則會產生各種各樣的故障。由此，10 kV配電線路無功自動補償裝置的設計與安裝十分重要，相關部門人員應該引起重視。

1 10 kV配電線無功自動補償裝置概述

無功補償裝置在10 kV配電線路運行中具有重要的作用，其中，有載調壓變壓器、同步調相機等都是常用的無功補償裝置。在這些常用的裝置中，屬于無功負荷的是有載調壓器，可以消耗掉電網中的無功功率，因此，通常不會作為無功電源。同步調相機可以根據配電網的無功功率的實際，進行補充與控制。在實際應用中，10 kV的配電線路的無功功率低時，同步調相機可以當電源，提供無功功率，如果無功功率較高，同步調相機就會控制無功功率。并聯電容器可以對電網、用戶進行補償控制。此裝置安裝便捷，能耗小，通常在戶外的電桿上安裝，電容器的容量要選擇10 kV配電線路流動最小的無功負荷，防止出現無功倒送的情況[1]。10 kV配電線路無功自動補償裝置的設計，原理主要涉及電路輸出有功功率與無功功率。用電設施在運行過程中，需要有功功率作為運行功率，將無功功率損耗掉，同時，電能也被轉化為了其他形式的能源消耗掉了。在電感元件與電容元件里，電流做功的溫度及方向是有差異的，將無功自動補償技術合理運用到配電線路中，可減少電能損耗，保證較好的供電質量。

2 10KV配電線無功自動補償裝置的設計

2.1 無功補償裝置位置確定

在設計無功自動補償裝置時，根據10 kV配電線路情況，安裝于線路負荷的2/3處。要改善電壓質量，降低線路損耗，需要合理配置無功補償容量，而且電容器的最合適的安裝點要結合實際情況進行選擇。通常，電容器的安裝組數越多，線路的損耗就會越低，但由于電容器的造價較高，在安裝組數量較多的情況下，會提高設備成本與維護成本。在實際的負荷線路中，安裝兩組電容器既能起到降低線路損耗的目的，又可以降低維護成本。無功補償的裝置安裝要根據實際的工程需要，來確定合理的補償位置，在同一配電線路中，補償方式以單點補償為主，而桿上補償盡量避免分組投切的方式。接線方式與保護方式以簡捷為主，按照需求嚴格進行執行，以此穩步提升裝置的補償效率與效果，最大優化補償效果。

2.2 無功補償點確定

無功補充裝置可以有效地減少負荷線路中電能的損耗，提供供電質量。但是補償點需要科學地確定好，只有確定好了補償點，才能更好地讓負荷電壓得以優化。通常情況下，用功損耗主要包括有功與無功電流，補償電容器的安裝可以最大限度地減少無功電流，這樣的話，有功損耗也就相應地降低了。補償點的計算，需要在每個節點最佳容量補償的情況下，從大到小依次降低有功線損的排列，從而將備選補償點計算出來。補償點的選擇通常選在節點處，如果要計算出最佳補償點，還需要利用非節點基礎計算補償算法，確定出最佳的補償點。

2.3 無功補償容量確定

對無功自動補償裝置設計，無功補償容量確定十分重要，補償量要合適，過大或過小都不能很好地起到補償作用，只有補償量在合理的區間內，才能將過電壓、過補償等現象有效地避免，以此優化電容器散熱效果，提升電容安全性。對補償容量的合理確定，可提高電壓水平與降低線損，最終達到促進的作用。

3 10 kV配電線無功自動補償裝置的安裝與維護

3.1 合理選擇裝置安裝位置

對補償裝置在10 kV配電線路中安裝，首先要注意選擇安裝位置，合理、科學的安裝位置可對10 kV配電線路起到積極的作用。在安裝該裝置時，主要將10 kV配電線路負荷集中在末端部分，最終采取用戶就地補償措施。通常情況下，在安裝補償裝置可以協助用戶更好地管理電壓電力容量，裝置數量一般1～2組，可以有效地降低無功電流的流通率，更好地確保用戶的用電安全。裝置的安裝要避開電源位置，盡量在非負荷集中區進行安裝。在實際的應用中，為了確保安裝有效且安全，通常將無功自動補償裝置在配電線路的1/4處或2/3處安裝[2]。另外，就是在實際的安裝過程中，要盡量地避開負荷的集中區域，最好在線路集中負荷的前方，而且安裝流程要在確保人員安全、裝置有效的基礎上，盡量地簡化、減少工作的時間，降低工作人員的工作強度。總而言之，補償裝置的安裝位置要結合線路的實際分布情況進行，還要考慮工程的實際情況。只有科學合理地選擇適當的安裝位置，才能發揮補償裝置的作用，從而保障10 kV配電線路正常、有效運行。

3.2 全方位把控裝置安裝過程

無功自動補償裝置在10 kV配電線路中安裝與普通的電路設備安裝不同，該裝置安裝技術要求較高，各項參數控制、操作細節等需要根據規定嚴格執行。首先，具體安裝過程中，線路的電源控制目的要分析清楚，根據電壓控制目的，將電容器的參數進行合理的設計，確保其穩定運行。其次，要嚴格把控安裝人員的整體素質，施工人員要具備專業安裝技能，施工技術等，對容易出現的漏洞進行嚴格把控，保證設備的安裝質量，這其中包括電壓錯位、電流錯位以及互感器損壞等情況[3]。最后，補償裝置安裝完畢后，相關的安裝人員要進行檢測，結合線路以及設備的情況，如果發現有異常，要及時地進行故障排除，查看是否存在安裝不到位、線路連接異常等情況，直到檢測正常才算完成了安裝過程。安裝過程要嚴格按照標準流程進行，安裝之后要進行有效的檢測，這樣才可以保證無功自動補償裝置安裝符合實際的運行要求，才能有效地保證電流穩定、安全地運行。

3.3 維護管理裝置運作工作

待無功自動補償裝置安裝完成之后，要加強效率的動態管理，根據以往的運行資料對配電線路情況查詢，合理的評測運行的狀況，如果運行狀況超出運行的標準，且沒有進行自動投切現象，要及時地采取措施。其次，該裝置在運行時，以變電站為出發點，動態的監測裝置的功率及電流發展情況。一旦出現運行異常，就要重新地設置參數，以此進行調整相關因素后進行補救。另外，為了提高無功管理的有效性，需要做好閉環管理的各項職責工作計劃，設計、驗收及安裝等環節對裝置進行詳細管理，從而實現無功補償裝置管理維護的本質價值[4]。因此，對無功補償裝置，其監測與維護過程注意有4點，第一，合理使用自動化月報表的相關依據，要嚴格觀察裝置運行情況。第二，對裝置的自身安全及運作軌跡具體信息做定期檢查，通過巡視、停運檢查等來判斷無功補充設備的運行狀態，如果發現異常，要進行檢修，提高無功補充設備的使用率，保證線路運行安全。第三，借助紅外線測溫儀進行設備的溫度測試，尤其是電容器裝置以及電氣連接部分，要每月進行紅外線測溫，如果發現溫度出現異常，要及時進行維護檢修。并制定表格確保檢測數據情況。第四，及時清理配電線路中設備的外表，包括無功補償裝置的絕緣子、主機套管以及避雷器等元器件，結合設備清理工作，同時開展檢測工作，確保設備在正常工況下，能安全穩定地運行。

4 無功補償的效益分析

選取某供電所的部分10 kV線路為例，探討無功補充在10 kV線路的實際應用效果。該供電所的兩條10 kV線路(A線路、B線路)屬公用線路，線路長，而且用戶多，線路的負荷比較大，到了夏季用電高峰，電壓低的情況經常發生。因此，該供電所根據實際用電需求，在這兩條10 kV的公用線路上安裝無功補償設備。在A線路主干線上安裝兩臺補償設備，負荷較大的分支線上安裝一臺無功補償設備，設置3個補償點；B線路主干線安裝一臺補償設備，負荷重的分支線安裝一臺補償設備，設置兩個補償點[5]。2019年8月，對A線路及B線路的用電情況進行測試，A線路的功率因素在無功補償前是0.91，無功補償后提高到0.96，實際降低損耗25 685 kWh，經濟效益客觀。B線路的主要用戶是農村用戶，在無功補償前，經常出現電壓低的反映情況，無功補償后，電壓得到提高，反映電壓低的情況減少。因此，無功補償不僅可以降低線路損耗，還可以有效地進行調壓，促進了輸電線路的穩定運行。

5 結語

綜上所述，本文通過對10 kV配電線路無功自動補償裝置的設計與安裝探討，了解到無功自動補償裝置的類型與特點，根據實際情況合理設計與安裝無功自動補償裝置，減少對電網運行的損耗，保證其對供電質量與效率，以此提高10 kV配電線路運行的穩定性。