10kV及以下配网电容无功补偿与节能分析

10kV及以下配网电容无功补偿与节能分析

禄博冯强

（国网陕西省电力公司西安供电公司710032）

摘要：随着电力行业的不断发展，我国的电网也基本实现了全面覆盖。在电网的配置过程中，10kV及以下配网的无功补偿得到了广泛的应用。在一些农村地区，由于供电的功率因数相对较低，因此，在10kV及以下的农村配电网线路上选择适宜的位置安装无功补偿装置，是降低电网运行过程中的损耗、提高电网运行效率的有效途径之一。从电网运行过程中无功补偿的意义和原理、无功补偿的具体方案以及我国农村电网的现状等方面入手，针对10kV及以下配网电容的无功补偿以及节能这2个方面的内容进行了分析探究。

关键词：10kV及以下配网；无功补偿；意义；节能；方案

引言

随着生产力的不断发展以及电子产品的广泛应用，人们的生产生活对于电力的需求量也在不断的增加。近几年来，人们的生活水平得到了进一步的提高，各类电子产品也逐渐出现在各个家庭的日常生活当中，这就导致了电力企业的供电能力与电力用户的消耗能力之间的矛盾越来越激烈。为了缓和电力紧缺对人们生产生活所带来的负面影响，将电力能源的效益发挥到极致，我国推行了一系列的措施加以解决。就目前的情况而言，缓和电力紧缺的最佳途径就是：在开发新电能的同时注重节约，以此来降低输电线路上的电能损耗量、改善供电质量、提高电网运行过程中的功率因数。

1我国农村电网的现状

由于我国的国土面积相对较广，农村在地理位置上较为分散，这就导致了农村电网的覆盖面积相对较广，在农网改造之前，农村电网存在一系列的问题，例如：电力管理员没有安全用电常识、电器设备陈旧、线路损耗率较高、线路经常出现跳闸、用电高峰时期变电器经常出现超负荷运作、用户端的电压偏低、负荷中心与变压器的距离相对较远等一系列的问题。为了满足农村日益增长的电能需求，电力部门进行了全面的农网改造，改造后农村电网的配变布点、变电所的设置变得更为合理，电力系统运行过程中的可靠性以及供电质量均得到了改善。目前，我国农村电网的10kV线路及其配网的供电方式基本上是多分支、大树干的单向辐射型，这些线路具有以下几种特点：末端电压质量差、线路损耗大、功率因数低、无用功消耗的电能较多、供电半径长、变压器中的平均负荷较低、负荷具有较强的季节性、负荷率低。而在10kV配网的线路上安装无功补偿装置，使其对线路进行分散补偿，这样做具有维护与管理较为方便、补偿的效率较高、回收快、投资小等优点。这样做不仅提高了电力系统的运行性能，降低了电能的损耗，而且还在一定程度上提高了电力系统的供电质量。

2无功补偿的意义、原理及其对电网的影响

无功作为稳定电网、转换电能以及传输电能过程中的关键因素，它是确保某些用电设备能够正常使用的前提条件。在电力系统的运行过程中，无功平衡以及无功补偿是提升电能质量、确保供电效益、减少线路损耗、保证系统稳定运行的前提条件。

2.1无功补偿的意义

（1）对无功功率进行补偿，提升电网运行过程中的有功功率的比例。（2）降低供电设备以及发电设备的设计容量，降低供电企业的生产成本。（3）降低电网运行过程中的线路损耗量，以此来提高线路的有功功率的运输比例，这也在一定程度上提高了供电企业在生产经营过程中的经济效益。

2.2对配网损耗的作用与影响

供电企业在进行生产经营的过程中，线损率是影响其经济效益的主要因素之一，尤其是农村供电企业，就电力企业的发展现状而言，降低电网运行过程中的线损率已经成为了所有供电企业亟待解决的问题之一。对配网线路进行无功补偿，可以提升线路的功率因数，并将配网中的线损率降到最低，以此来增加企业的经济效益。

2.3对供电电压的作用与影响

随着社会经济建设以及人们的日常生活对供电电压的质量要求不断的提高，电力系统运行过程中的电压质量优劣直接影响到人们的生产生活以及一些产品的最终质量。供电过程中，线路中有电流在流动时，线路的首尾电压会存在一定量的差额，这就是压降，一般情况下，压降与电流的升降是同步的，因此，利用无功补偿来降低电流，可以提高线路的末端电压，从而达到提升电网运行过程中的供电质量、降低电能损耗等目的。

3无功补偿装置在安装过程中的注意事项

由于农村电网中的并联电容器与变电站之间的距离较远，这就导致了无功补偿装置的安装受到空间、安装环境、维护工作量、控制成本以及保护装置的配置等方面的客观环境的影响。所以，在对农村电网进行无功补偿装置安装时，一定要结合工程的实际需求来对其进行合理的设置，在安装的过程中必须注意以下几个方面的问题：

3.1补偿点

在对农村电网进行无功补偿装置安装时，在各条线路上最好采用单点补偿的方式；同时还要确保控制方式尽量简单化，在补偿的过程中，最好不要设置分组投切。

3.2补偿容量

在对配网线路进行补偿时，一定要对其容量进行严格控制，如果补偿的容量过大就会使线路在用电低峰期出现过补偿和过电压的情况。此外，由于电杆上的空间有限，如果在同一杆上安装太多的电容器，不仅会对电容器的散热造成一定的影响，而且还会给电力系统的正常运行带来一系列的安全隐患。因此，对于10kV及以下的配电网最好采用150kvar及以下的电容器组。

3.3接线简单

在对无功补偿装置进行接线的过程中，每相最好只连接1台电容器装置，以便于降低补偿装置在运行过程中的故障率。

4无功补偿的实际节能方案

4.1确定线路的补偿容量

在对配电线路上的无功补偿装置的容量进行设置时，一定要以最大程度地降低线损为设置原则。一般情况下，无功补偿装置的容量最好为线路平均无功负荷的2/3，因此，在安装无功补偿装置时，一定到对待装线路的实际负荷情况进行全面的调查、分析，以此确定无功补偿装置的容量范围。

4.2确定补偿装置的安装位置

在选择无功补偿装置的安装位置时，一定要遵循无功就地平衡的原则，且在安装的过程中，一定要尽量减少配网主线上的无功电流。大量的实践以及研究表明，每条配网线路上最好只安装1台无功补偿装置，其最佳的位置在负荷的2/3处。通过对电容器的最佳安装位置以及无功补偿的容量这2方面的内容进行科学合理的规划，就能对电网运行过程中的线路损耗以及电压质量进行改善，使其满足经济社会建设过程中对电力的需求。

5无功补偿装置在10kV及以下配网中应用的节能效果

通过在对10kV及以下配网安装适量的无功补偿装置的调查、研究发现，安装了无功补偿装置的配电网在运行过程中，其功率因数由没有安装无功补偿装置时的0.88提升到了0.92，其运行过程中的电能损耗量降低了422369kW?h，如果按0.6元的电力单价来计算，其直接的经济效益就可以增加2万元以上。由此可见，在10kV及以下配网线路上安装无功补偿装置，不仅可以提高电网运行过程中的功率因数，而且还能为供电企业带来较大的经济效益。

参考文献

［1］罗立军.关于利用电容器无功补偿进行节能降耗的探讨［J］.广西电业，2015（1）：90～92

［2］段正忠.农村低压电网无功补偿技术分析［J］.科学咨询，2015（17）：33～34