10千伏及以下配网电容无功补偿及节能分析

10千伏及以下配网电容无功补偿及节能分析

王露苹

(国网冀北电力有限公司乐亭县供电分公司河北唐山063600)

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的电力工程的发展也有了很大的进步。在电力系统网络中的各个部分、环节、设备，都会消耗掉许多的无功功率，当然10千伏及以下配电网也是如此。10千伏及以下配电网处于电网的最末端，如何正确的进行节能降耗和改善电压质量，对供电企业来说就需要采取相应的有效措施，搞好低压无功设备的补偿率，提高用电设备的电能利用率，改善功率因数，并且还要合理的选择无功补偿点和确定的补偿的相应容量，就可以有效的降低能耗的成本和发电的成本。

关键词：10千伏及以下；配网电容；无功补偿；节能分析

引言

随着我国社会当前经济发展速度的不断提升，人们生活水平的不断进步以及整个社会电力事业的不断发展，电器设备使用率大幅度增加，一方面大大方便了国民生产生活的需求，提高了生活质量，另一方面，大量的无功功率形成了线损，电能损耗速度大幅度增加使得电力系统网络正在日趋复杂，给电网企业降低了经济效益。为能够进一步节约越来越稀缺的电力能源，有效缓解供电紧张问题，供电企业采取了很多针对性的措施。本文作者结合工作经验，简要分析了10千伏及以下的配电无功补偿、节能的方法和作用，希望供同行及广大电力用户参考。

1.对10kV及以下配网进行无功补偿的意义

在配电系统中，无功功率主要是通过补充电能量和磁能量转换造成的能量损失，进而实现整个系统的稳定性，虽然不同于有功功率会产生能量消耗，但电场能量和磁场能量在转换过程中配电系统的各电气设备会因为电压降而产生电能损耗。在电力系统实际运行过程中，不仅系统的网络元素会产生一定的无功功率消耗，电力系统的中的各种负荷（如变压器，电机端，用户端的电冰箱、空调等）在正常操作期间将吸收无功功率。因此，使用合适的补偿方法对整个配电网的无功功率进行补偿，使得无功功率稳定在适合系统运行范围内，可以有效地降低线路因传输无功在配电系统中造成的能量损失，进而实现整个系统的稳定性。

2.10千伏以及以下配电网在运行过程中存在的相关问题

从我国现阶段的电网以及社会的进步方面进行分析，10千伏及以下配电网在运行过程中存在问题主要包括：一是当前经济发展，人们对于电能的需求大大增加，配电网与用电客户的联系较为密切，这就导致10千伏及以下配电网的负荷增长速度变得越来越快，越来越大，这就导致供电企业在配电网的无功补偿方面花费的时间、精力较大，同时10千伏及以下配网补偿设备匹配不到位，供电企业不能够全方位的规划10千伏及以下配电网的补偿设备。二是10千伏及以下配网的补偿方式是在附近相对集中的变电站内采用大容量的电容器进行，很容易造成无功的过补偿，再加上10千伏配电线路的路径较长，导致10千伏及以下配网的线路损耗非常大。

3.10kV配电网补偿

技术人员要结合实际需求建构切实有效的配电网补偿方案，以保证相关信息系统和运行维护齐头并进，从而更好地处理无功补偿问题。具体补偿方案分别为全补模式，即全部变压器都进行380V侧低压补偿；部分补偿模式针对额定功率在100kVA以上的变压器进行低压补偿；在此基础上要加上10kV杆上补偿。对3种不同的补偿方式进行细分，能直观地展示相应问题和运行优势，确保补偿结构贴合智能化改造的具体要求，也能有效提高发展水平和运行阶段，实现整体运维操作模型的最优化。

（1）全补过程，技术人员在农网中的所有配电变压器都进行380V侧低压补偿。在实际运行过程中，负荷运行可以选择最小负荷、一般负荷以及最大负荷运行3种基本运行方式。且技术人员只是需要对不同负荷运行方式进行集中确定，并且保证补偿容量能进行并联操作，并进行有效分组。通过对并联电容器进行利用，提升全部补偿效果。同时，对无功分组的运行补偿方式予以有效利用，从根本上减少无功负荷在10kV线路中流通的实际运行长度和参数结构，一定程度上有效降低线损程度，确保电压有效升级。

（2）低压补偿

低压台区作为一个整体来说，变压器进行补偿就可以满足台区的电压质量，一般低压台区按照变压器容量的20~30％进行补偿，采用分容量自动投切的方式，根据需要补偿的容量，分组进行自动投诉，避免出现过补偿问题。

10千伏线路电容器补偿线路无功，一般安装在距线路末端1/3处。也是采用自动投切的方式，根据这条线路的功率因数确定补充的容量。一般为500千乏。分成三组，大致为100、200、200。特点就是补充及时，可靠，不出现过补偿问题。

占用无功最大的设备就是电机，因此农村水利线路和农村综合变压器需要进行无功补偿，这和用电性质有很大的关系，纯阻电路不需要无功补偿，电机，电器，则需要补偿。杆上10千伏电容器和变台低压电容器对改善电压质量，提高功率因数效果明显。尤其是采用了自动无功补偿装置，可以根据线路或者台区的功率因数，分容量自动投入电容容量，可以起到立竿见影的作用。

（3）变电站集中补偿方式

变电站按照变压器容量的30％设置电容器组。最大的问题就是投入时候容易过补偿，如果发生过补偿，对电压质量影响很大。

变电站集中补偿的方式主要是从平衡输电网无功功率的角度进行补偿的，在这种补偿方式当中，主要补偿装置有并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要是用改善配电网的功率因数来达到补偿的目的。集中补偿方式一般将补偿装置连接在变电站的10kV母线上，这种设计虽然能有效的降低无功补偿管理的难度，维护起来也比较容易和方便，但是在配网降损等方面却难以起到有效的作用，其经济性能会受到一定的影响，因此此种补偿技术已经不多见。

4低压配网无功补偿优化模式与最佳配置

4.1优化模式

经过对不同配网补偿方式的分析，综合对比来看，低压配网的无功补偿适合选择2/3法则来实现补偿模式的发展和优化。具体体现为：选定某一电源线路，确保其处于无功负荷状态下，对其实施三等份划分，那么其2/3的地方就是最适合配置无功补偿装置。

4.2最优配置

最优配置的前提是，科学、合理地定位无功补偿设备的位置，并正确地选择补偿容量。实际可以从以下方面来把握：

第一，依据2/3法则来优化配置无功补偿设备，使其处于主线无功负荷2/3的地方。第二，科学标识出不同线路上的无功负荷的分布状况，再将一个分叉主线对应变化为两个。第三，经过变化得到的两条无分叉主线各自来做好最优配置。

现阶段，低压配网无功补偿已经得到了供电部门的充分重视，由于其主要存在于10kV变电站内部，补偿不足容易对变电站系统带来多方面的问题，例如：无功功率损耗、线损、供电服务水平下降等等，这些问题必须引起充分的重视，加大对电网的设计与规划力度，采取科学、合理的无功补偿方法来实现对配网的优化，这样不仅能够维护配网的安全、稳定运行，同时能够确保配网的安全、有效运转，也能够达到节能环保的效果。

结束语

10千伏及以下配电网络是指在电力网中起电能分配作用的一类电压等级的电力网络。10千伏及以下配电网一般是由配电线路和配电开关类的设备，再加上柱上变压器以及配电箱等组成的配电网络。配电网无功补偿方案在电力系统中是非常重要的一部分，相关技术人员在进行无功补偿方案的选择时一定要依据配电网络的现实情况，科学的配电网无功补偿方案直接影响着电力系统的安全可靠性以及经济性。

参考文献:

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