10kV配网线路无功优化补偿浅谈

10kV配网线路无功优化补偿浅谈

赵利斌

国网河北省电力公司高邑县供电分公司河北石家庄050000

摘要：电力系统的无功潮流合理分布的，不仅保证了电力系统为电力用户提供优质的电能，而且还直接确保了电网自身的运行安全性与经济性。但是如果无功电源的容量不足，则系统运行电压就难以保证。同时因为电网容量增加必定会对电网的无功要求提出更高的标准。

其次，网络功率参数以及电压的降低会影响到电气设备的正常运行，导致网络传输性能将有所减弱的不良后果，进而，我们努力要彻底的解决配电网络无功补偿的现象，这对于保证电网稳固性以及节省能源是非常有帮助的。

关键词：10KV；配网线路；无功补偿

前言：随着科技的发展，社会用电量呈现逐渐升高的趋势，因此，目前电力系统电网覆盖范围广、供电半径长、输送点多，在一定程度上导致了电力系统运行过程中存在较高的线损率。配电网是电力系统中发生电力产销关系的最终环节。由于配电网面广线长，通常都是线损大户，而随着配电网负荷日益增长，无功需求相应增加,损耗也随之增加，而配电网无功合理的补偿可以很好地降低电能的损耗。无功补偿装置的安装往往会受到空间、环境、工作量、成本以及配置等各方各面因素的影响，因而为达到节能的要求，电力企业必须要按照工程的实际需求要安装无功补偿装置。无功补偿作为电力系统安全运行的重要保障之一，对降低电力系统运行过程中产生的损耗、降低电力能源的使用有着至关重要的作用。

1无功补偿的基本原理

无功功率：它是交流电网系统的根本特征。当电网提供具有感抗负载的时候，则必须供给两种功率：有功功率与无功功率。其中有功功率是把电能转换其他形式能量，如热能，机械能，光能等；无功功率则是应用在电路内电场和磁场，并在带有感抗的设备中建立及维持磁场。例如，电能转换为机械能时，使电动机中具有一定的旋转磁场来驱动转子转动；传送电能时则是在变压器中建立交变磁场。因此，无功功率有着非常大的作用，只是因为在交变磁场中，一个完整周期中吸收和释放的能量相抵消，结果是能量没有消耗，这种功率称为感性无功功率，然而如果在一个周期内上半周充电与下半周放电的功率相等，则称为容性无功功率。

2无功补偿存在的问题

由于对配电网建设的重视和以及功补偿技术的迅速发展，低压侧的无功补偿技术逐渐在配电系统中开始普及。虽然经过一段时间的发展，在由有触点补偿到无触点补偿以及由静态补偿到动态补偿等领域都获得了丰富经验，然而在实际的应用中也渐渐暴露出某些问题，必须引起重视。

2.1优化问题

鉴于目前的无功补偿的出发点往往是安装在用户侧，只是单纯地注意补偿用户的功率因数这一指标。但是如果要实现比较有效的降损，必须要由电力系统的角度出发，通过计算出整个网络的无功潮流来确定配电网的补偿方式、补偿地点及最优补偿容量，只有这样才能使有限资金发挥最大的经济效益。无功优化配置的最终目标是在确保配电网电压水平同时还要尽可能地减少损耗。由于其需要对补偿后的系统运行产生的费用支出以及有关的操作费用要加以控制，力求实现成本的最小化，进而计算操作十分的繁杂。

2.2补偿方式问题

现如今的绝大多数的机构的无功补偿的切入点通常都是设置在用户方，也就是侧重关注补偿用户的功率因数，并不重视电网结构上产生的能源损耗，诸如为了提升电力负荷功率因数，可结合实际情况增加补偿箱的数量，这只是治标不治本的方法。但是如果要要实现有效降损，就必须通过科学计算无功潮流，来确定各个补偿点的最优补偿方式、补偿量，最大限度的发挥游戏那资金的作用。

2.3测量问题

现今10kV配网线路上的负荷点一般没有仪表计量，并且工作人员专业技术水平及管理水平良莠不齐，无法保证仪表记录的同时性和准确性，因此对配电网的无功优化计算和潮流计算造成很大的困难。所以要争取带有专用变压器房的用户的支持，让他们能够按照一定的要求进行记录。而且低压的终端用户一般只是安装有功电度表，无法实现功率因数的测量，这也是低压无功补偿不能普及的主要原因所在。

2.4谐波问题

电容器虽然具备一定的谐波能力，但是如果谐波含量过太时就会影响电容器的寿命，甚至导致电容器过早损坏，而且因为电容器对谐波具有放大作用，所以谐波严重的干扰了电力系统。另外，动态无功补偿柜控制环节容易受到谐波干扰，导致控制失灵，因此在具有较大的谐波干扰、需要考虑到补偿无功的方面，同时也应考虑添加一定的滤波装置，但是这一问题往往被忽视，造成某些补偿设备无故地损坏，所以在做进行无功补偿设计的时候必须要考虑谐波治理。

2.5无功倒送问题

电力系统是不允许出现无功倒送的现象，因为它不仅会增加线路与变压器损耗，还会加重线路负担。然而无功补偿的设备生产厂家，虽然都强调了自己的设备不会出现无功倒送，但实际的情况并非如此。只有对于接触器控制补偿柜的补偿量是可以三相同调的，对于晶闸管控制补偿柜，只是做到了三相补偿量分调，但是还有许多厂家为节约资金，只是选择一相采样以及无功分析，所以在三相负荷出现不对称的情况时，就可能导致无功倒送；对于应用固定电容器来进行补偿的用户，在负荷出现低谷时，也可能导致无功倒送。所以在选择补偿方式的时候要考虑到这一点。

2.6电压调节方式无功补偿带来的问题

某些无功补偿设备是根据电压来计算无功投切量，这有利于确保用户电能质量，但是对于电力系统来说却并不可取。虽然由于线路电压波动主要是由无功量的变化引起，但是线路电压水平是根据系统具体情况而定，如果线路电压基准偏低或偏高时，无功投切量可能和实际的需求相差甚远，就会导致无功过补或是欠补。

结论：无功补偿的设备配置要按照“合理布局，全面规划，就地平衡，分级补偿”的原则，应把降低线路的损失和调压相互结合，以降损为主；又要把集中补偿和分散补偿相互结合，以分散补偿为主；同时还要将供电部门补偿和用户补偿相互结合，以就地平衡为主，搞好无功补偿的配置与管理，做好无功优化补偿，从而取得无功补偿最大经济效益。

参考文献：

[1]谭霖.10KV线路补偿下的配网无功优化系统的研究与实践[J].自然科学(全文版),2017(01):251-251.

[2]吴永晓.10kV及以下配网电容无功补偿及节能分析[J].经济管理(全文版),2016(08):136-136.