浅谈农网配电线路无功优化补偿

浅谈农网配电线路无功优化补偿

梁军生陈忠前

烟台市光明电力服务有限责任公司招远分公司山东招远265400

摘要：农村电网线路长、分支多、结构分散、负荷不均匀等特点，导致农村电网功率因数较低，远未达到国家相关标准。此外，随着农村家用电器使用量逐年增加，对无功功率消耗也急剧增大。农网无功容量补偿不及时、功率因数低会造成电能的损耗和经济效益低下，严重时造成系统电压崩溃。对农网进行科学合理无功补偿，可提升农村电网经济运行水平和电压质量，为农村发展提供可靠、优质、经济的电能。

关键词：分散补偿；电容器；无功补偿

引言：电网无功补偿是一项建设性的技术措施，对电网安全、优质、经济运行起着重要作用。虽然配变无功补偿容量小、电压低，但工程中却有很多技术问题值得认真分析和思考。本文对配电线路的无功补偿方案进行了分析和探讨。根据电力企业的实际情况，进行合理的选用，以期达到配网线路经济运行的目的。

1无功补偿的分析

1.1变电站集中补偿

变电站的无功补偿主要是对主变的补偿。变压器的损耗包括绕组的损耗和铁芯损耗两部分，其中绕组损耗是随负荷变化而变化的，因此应采用自动投切无功补偿装置，使其能根据负荷情况相应投入补偿容量。变电站集中补偿，其优点是可以提高母线电压，增加有功出力，降低35kV侧损耗。其不足是补偿电容集中装设在变电站10kV母线上，对于变电站的许多10kV出线来说，由于线路长，分支多，特别是末端集中负荷的出线，无功功率仍需经过长距离输送，在线路上仍有大量无功功率和有功功率损耗，所以这种方式对6kV-10kV配电线路降损作用效果不明显。

1.2配电线路的分散补偿

配电线路分散补偿，是指把一定容量的高压并联电容器分散安装在供电距离远，负荷重，功率因数低的10kV架空线路上，主要补偿线路上感应电抗所消耗的无功功率和配电变压器励磁无功功率损耗，还可以提高线路末端电压。分散补偿电容器降损效果从理论计算和实测证明都大于集中补偿。

但配电线路分散补偿也有不足，因分散补偿电容器安装在线路上，这样就造成管理上的不便，有许多电容器因不能及时维护，易出现爆炸和鼓肚损坏的现象。

2农网变电站和配电线路电容器补偿的最佳方案

2.1安装位里的确定

无功补偿装置安装地点的选择应符合功率就地平衡的原则，尽可能减少主干线的无功电流。一般对于均匀分布无功负荷的配电线路，其补偿容量和安装位置应按2n/（2n+1）（其中n为不小于1的整数的规则求得补偿方案。考虑到无功补偿装置的运行维护、补偿效益及投资回收期限，沿线的无功补偿以安装一处为宜，最多不应超过两处，可以直接连接于主干线和较大的分支线上。

2.2电容器容的选择

应掌握这样的原则：补偿电容器容量应适当控制，并且在线路负荷低谷时，不应出现过补偿向系统倒送无功。根据我局农网的特点和农村配电网补偿容量不足的情况，可按通过的经济功率因数0.93-0.95对电容补偿容量进行近似计算。但目前我局农网负荷分布比较分散，负荷季节性强，用电设备的容量小，配电变压器空载损耗大，功率因数较低。针对这种情况，我们在实际计算时除各支公司、城区变电站及线路按经济功率因数计算外，其余各农村变电站及线路都按0.8-0.85的功率因数进行计算。

通过计算补偿总容量确定后，如何确定变电站集中补偿和线路分散补偿的容量呢？根据资料表明，国外都主张在线路上以基本不输送无功率为标准，所缺少的无功依靠随机随器的补偿方法。但是，在配电线路上安装多少补偿电容器为经济合理，最终还是以补偿后配电网络线损率达到最小的原则来确定的。我局农网负荷大致有以下几种情况，我们根据不同的负荷分布情况给予不同的配置。

a.负荷集中于主干线的末端，当负荷集中在主干线末端时，当然无功负荷应在用电负荷区进行补偿，效果最佳。

b.负荷沿主干线均匀分布，当负荷沿主干线均匀分布时，假设线路前一段的无功负荷由变电站母线上的电容器进行了补偿，且线路上装设一组电容器时，补偿电容器的配置容量应选择集中补偿为全线无功负荷的2/3，且分散补偿要安装于距离变电站2/3最为妥当。如在线路上安装两组电容器时，则集中补偿为全线无功负荷的1/5容量，分散补偿为全线无功负荷的2/5为宜，且分散补偿安装在距变电站2/5和4/5距离处，补偿效果才较理想。

c.对于沿主干线负荷非均匀分布的复杂情况。当分支线与主干线呈90。夹角时，分散补偿电容器容量约为全线无功负荷的4/5且要安装于距变电站功率为宜。当分支线与主干线呈60。夹角时，分散补偿电容器容量约为全线无功负荷的4/5，集中补偿电容器容量约为全线无功负荷的1/5，装设位置距变电站3/5处为宜。

3农网变电站及配电线路无功补偿的注意事项

在线路上安装的电容器容量应为线路平均无功功率的2/5为宜，每组容量不应大于100kvar-150kvar，最大不宜超过300kvar。一般布点应在1/2处。

在一个供电区内，补偿应选择线路长、负荷重的线路。对于轻负荷、铁损大到占全线损耗70%以上的线路，暂时不要装设电容补偿。否则电压升高，增加铁损，加大损耗；在有条件的情况下，为方便分散补偿电容器的维护，线路上补偿电容器应尽量装于靠近村边或配电室附近。

为提高用户功率因数，无功应就地平衡：用户装设电容器无功补偿，可采用低压电容器，接于低压母线或馈线上；对有较长线路的用户，也可考虑加装高压电容器，联接于配电装置的10kV出线上；线路分散补偿电容器组容量150kvar及以下时，可采用跌落式熔断器作控制和保护，其熔断器的额定电流按电容器组额定电流的1.43倍-1.55倍选取；150kvar以上时应采用柱上断路器或负荷开关自动控制。

为防止线路非全相运行时，有可能发生铁磁谐振引起过电压或过电流，损坏电容器组和变压器，线路分散补偿电容器组不应与配电变压器同台架设，并使用同一组跌落式熔断器；补偿电容器组中性点不应直接接地，避免电容器组某相贯穿性击穿，引起线路相间短路；在无功补偿的电容器回路上，宜装设适当参数的串联电抗器；避免电容器容抗与系统感抗相匹配构成谐振，起到抑制高次谐波的作用；无功补偿装置应装设氧化锌避雷器过电压保护装置。配电变压器随器补偿宜采用杆架式安装，其补偿装置箱底部离地面不小于1.2m。

4结束语

以上数据说明配电线路补偿容量约占线路平均无功负荷的1/3至6/7，其余应由变电站的无功装置进行补充同时数据还反映，在配电线路安装电容器进行无功补偿，当线路实现最佳无功补偿时，降损可达86%-98%，显示出在配电线路实行无功补偿的可行性和优越性。在当前农网系统中以多方式进行降损增效的时候，变电站及用户侧无功补偿都己已得到广泛应用。

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