10kV电力用户无功补偿平衡点的选择的探讨

10kV电力用户无功补偿平衡点的选择的探讨

刘汉辉

（江门明浩实业集团有限公司529000）

摘要：伴随着我国经济和科技的飞速发展，配电系统的负荷也日益增长，无功需求更是相应增加，无功补偿慢慢得到大家的重视。在10kV电力用户配电网中进行无功补偿，对降低网损的意义非常重大。本文主要针对10kV电力用户无功补偿平衡点的选择，通过实例的进行具体的分析，并对10kv电力用户无功补偿系统设计融入实例总结，希望有所帮助。针对10kV电力用户无功补偿降低配电线路的功率损失，进行了具体措施的提出。

关键词：10kV电力用户无功补偿平衡点

1引言

在我国当下的10kV电力用户当中，无功补偿是发生电力消耗的众多原因中最为关键的，一般情况下，我们会认为将功率因素补偿到0.9～0.95之间，已经和相关标准相符，可事实上这依然不能满足实际电力的消耗情况。根据社会经济效益的需求，提出了10kV电力线路无功补偿的方法，它通过找到无功补偿的平衡点，将其无功补偿保持在最低点，从而降低10kV配电网的无功补偿，对供电公司而言，就是用较少的投资获得最大的经济效益。

2.无功补偿的基本原则

无功功率和有功功率都是输配电网中必不可少的组成部分，无功功率对供电系统的正常运行很重要。功率因数过低，电气设备将得不到充分的利用、电力网络的传输能力也会跟着下降，另外损耗量增加，系统电压的下降还会造成设备的损坏。所以解决好网络补偿问题，对网络降损节能有着极为重要的意义。我国电力管理部门早已充分认识到无功补偿的重要性，因此提出了无功补偿的基本技术原则，以求达到良好效果。

2.1无功补偿是全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则。通过集中和分散补偿相结合的方式、以分散补偿为主，高压和低压补偿相结合；以低压补偿为主，静态和动态补偿相结合，调压和降损相结合、以降损为主。

2.21OkVA及以上高压供电的电力用户无功补偿后，变压器一次侧功率因数应达到0.95以上；其它电力用户功率因数应达到0.90以上。

2.3无功补偿装置的使用应该根据各电压等级的变电站的实际需要，然后根据算法计算结果确定无功补偿的容量。

3.实例分析

在我国城乡供电网中，10KV线路是主要干线，特别是在农村配电网中，供电半径大、负荷季节性强、用电时间集中，所以功率因数非常低，有的地区的功率因数低于0.6，整个供电网长期处在无功不足的状态下运行，这就造成了线路损耗量极大，电压的质量也很差，在10kV配电网中进行无功补偿，十分必要。

例如：

某线路为我乡变电所的主要干线之一，全长25km，导线型号为LGJ-120，配变总台数108台，容量为7085kVA。在上半年运行中，1月份该线路输送有功电量为480000kW?h；无功电量为430000kvar?h。经查变电所运行记录，该线最大有功功率为2700kw，最小有功功率为500kW，经常运行有功功率为1200kW，母线功率因数为0.78。

3.1情况分析

根据此线路的有用电量和无用电量，我们可以确定其功率因数在0.78-0.81之间，此数值并没有达到上文所诉的0.9～0.95的相关标准。

从中我们可以确定最大无功功率、经常负荷时无功功率和最小负荷时最小无功功率，分别时2100Kvar，960Kvar,400Kvar。

3.2补偿方式和补偿容量

由于线路长、负荷大，我们实施固定补偿和自动补偿相结合的补偿方式，选取线路上的3个地方进行分散补偿。根据线路无功功率固定损耗为280kvar，选用2×100kvar固定补偿在线路两处进行补偿。自动补偿容量则根据经常运行负荷状态下的无功功率减去固定补偿后的一半来确定为300kvar。

效果比较：

1）最大负荷时无功功率补偿全部投入作业，功率因数提高为：

上述实例中，如果自动补偿容量暂时选定为200kvar，有可能会发生无功补偿振荡，导致投切频繁。所以此线路供电的功率因数应控制在0.86—0.93之间，这样才是符合农村电网要求的。

4.10kv电力用户无功补偿系统设计

根据上述简单的实例，我们详细总结一下在10kv电力用户无功补偿系统在设计上应该重视的问题，希望对以后减少线路电能有功损耗量有所帮助。

4.1补偿点和补偿容量的确定

安装补偿电容器对提高系统功率因数、改善电网质量、降低变压器及线路损耗能有着明显的作用，它的基本原理是通过减小无功电流，从而减小无功电流的流动引起的有功损耗。我们可以通过对网络中除电源节点外的所有节点实行此算法，按照每个节点补偿最佳容量后降低的有功耗损，按从大至小的顺序排列，就可以得出候选的补偿节点。上述实例只是简单选取三个补偿点进行试验和计算，利用遗传算法对得到的候选补偿节点来求解补偿节点及补偿容量，能够寻到更佳的补偿点，再利用遗传算法求出补偿容量。

值得提的是，补偿点和补偿容量要贯彻的原则：

1)补偿点宜少，一条配电线路上不宜采用多点补偿；控制方式从简。

2)补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时的过电压和过补偿现象.

3)接线宜简单，最好是每相只采用一台电容器装置，以降低整套补偿设备的故障率。

4.2补偿位置确定

无功补偿装置安装地点的选择应符合无功就地平衡的原则，尽可能减少主干线上的无功电流为目标。不同电容器组最佳装设位置的计算公式如下：Li=(2i/2n+1)L式中，L为线路长度，n为电容器组数，Li为第i组电容器的安装位置，i=1……n通过测算，根据实践中经验，一条线路安装一台无功补偿柜一般安装在线路负荷三分之二处。通过合理配置无功补偿容量，选择电容器最佳装设地点，能改善电压质量，还能降低线路损耗。

4.3无功补偿方式

无功补偿方式是在各个用户中安装无功补偿装置，如在高低压配电线路中分散安装并联电容机组；在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器，用以进行集中或分散的就地补偿。

当前，10kV电力用户无功补偿装置基本上都是安装在低压0.4kV侧旁，并且采用欠补偿运行的方式，功率因数一般补偿在0.90到0.95的范围内。通过安装在变压器低压侧的功率因数控制器，来采集用电负荷的相电压、相电流及其功率因数角。然后通过控制功率的因数角，对用电负荷的无功进行全额补偿，但是即便变压器的励磁无功是一个常数，也还是无法采集变压器本身消耗的无功。变压器的漏磁无功是随着用电负荷的变化而变化的，如果要解决这些问题，就得将功率因数控制器安装到变压器高压侧，同时也可以确定电力用户的无功补偿平衡点在何处。

5.结束语

随着人民生活水平的提高，在一条10KV电力用户接入若干配电变压器的情况随处可见，但是却存在低压无功欠补偿的工作形态，导致10kV配电网电力用户中有着很多无功功率，这种无功功率的存在，使得配电网中的有功功率损耗严重，并且由于这种情况的存在，直接导致无功补偿的功率因素无法控制在0.90~0.95之间。通过运用无功补偿平衡的方法，我们可以相对精确的确定无功补偿的补偿点和补偿量，并通过适当的补偿方式，对线路进行无功补偿，进而减小10kV配电网线路中的有功功率损耗，改善电力用户的用电质量，更能减少运行费用，提高社会经济效益。

参考文献

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[2]张勇军，任震，廖美英等，10kV长线路杆上无功优化补偿[J].中国电力，2000.

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