浅谈关于县级电网无功补偿的分析与探讨

摘 要：目前，随着社会经济的发展提高，现今我国农村电网基础较薄弱，不能适应农村经济的发展和农电负荷的高速增长，普遍存在农村电网电压质量较差的问题。本文就笔者多年的工作经验对农村电网的电压质量问题及电网无功补偿的必要性、目的和无功补偿的合理配置原则等方面，进行详细的阐述的阐述与分析。

关键词：农村电网；无功补偿分析

中图分类号：TV文献标识码： A

1.阐述低压无功补偿的的基本涵义

在电力电网中一般功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占的百分数，在电力网的运行中，我们希望是功率因数越大越好，则线路中的视在功率将大部分用来供给有功功率，减少了无功功率的消耗，适当提高用户的功率因数，不但可以充分发挥发、供电设备的生产力、改善电压质量、而且可以提高效益及电能的节约。

2.目前县级无功负荷发展现状及影响

2.1 目前，绝大多数农村变的非普工业用电越来越多，由于低压动力客户都没有进行无功就地补偿，网改时由于种种原因未考虑低压无功补偿问题，导致农村变的功率因数很低，因此，从技术面分析，无功功率引起的有功损耗已经成为影响线损率最主要的技术因素。

2.2 在县级电网配电变压器随机补偿方面还不是充足，目前只有 100KVA 及以上的专变用户安装补偿电容器，而大量的公网变没有进行无功补偿，造成电网功率因数低，无功损耗严重。为了提高电压质量，对容量 30KVA 以上的变压器逐台进行就地补偿与配电变压器同投同切，使无功得到就地平衡。

2.3在无功管理方面不够的重视，管理人员对无功作用模糊不清，部分供电企业有三分之二左右的配变没有安装无功表，无人知道配变无功电量和功率因数的情况，更别说对台区的功率因数进行考核了。

2.4 配网用户初装时为节省一次投资，逃避功率因数奖惩的考核，将单台大容量变压器申请为多台小容量变压器供电。这是我们在管理中的疏忽，这是对用户无功管理的漏洞。

2.5当网络输送无功功率对系统中的有功功率就有一定损耗，当有功功率一定时候，无功功率越大，则网络中的有功功率损耗就越大。从线路损耗功率公式可以看出

（Ue为额定电压）

2.6在经济条件下，县级10kV 及以下配电网，无功补偿的容量很少。进行无功补偿的 10kV线路只占全 10kV线路的百分之十几甚至更少，无功补偿的容量只是杯水车薪。

3.无功补偿的原理

3.1电能输出的功率一是有功功率；二是无功功率，把电能转变为机械能、热能化学等能，利用这些能做功，这部分功率称为有功功率，而无功功率是设备能够做功不可缺少的条件之一，电流在电感元件中做功时候，电流超前于电压90度，而电流在电容元件中时，电流迟滞后语电压90度，在同一的电路里，电感电流与电容电流方向相反，互差180度，磁元件电路中的比例的安装电容元件，使两者相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间夹角缩小，从而提高电能做功的能力。如图一所示

波形图 相量图

3.2在低压电网中，90%以上为感性和电阻性负载，电流滞后电压一个角度，如果安装电容补偿设备后，将补偿设备和负载并联，从而感性电流减小，提高系统中的功率因数。如图二所示

4.进行无功补偿的技术措施分析

4.1 对35kV变电站进行集中补偿措施的方式

针对输电网的无功平衡采取集中补偿，是改善输电网功率因数、提高终端电压的条件之一。这些补偿装置一般连接在10kV母线上，具有管理容易、维护方便等优点，网改后的县级电网中 35kV 变电站基本都配置了并联电容器，对 10kV 侧的无功负荷进行补偿，以保证功率因数合格。

4.2 进行配变低压集中补偿措施的方式

在针对无功负荷较重、功率因数较低、电压波动较大的配变低压侧进行集中补偿，根据配变负荷波动水平，运行参数的变化选择投入相应数量的电容器进行跟踪补偿减少电能损耗。

4.3 10 kV线路柱上补偿措施的方式

10 kV线路送出端大多变压器没有配置补偿装置，致使 10kV送出端功率因数 COSφ 值很低。其主要原因是众多的小容量变压器时常在低负荷下运行，使得空载及漏磁损耗，家用电器的无功耗加起来占据了线路大量无功功率，致使线损增加。在现有的补偿方式中，最难以解决的就是小容量负载。另外考虑防止无功倒送的问题，无功倒送会增加配网损耗，加重配电线路的负担，是电力系统所不允许的。由于杆上安装的并联电容器远离变电站，易出现保护不易配置、控制成本高、维护量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题，所以要注意以下几点：

（1）补偿点宜少，一条配电线路宜采用单点补偿；（2）控制方式从简。杆上补偿不宜设分组投切，且采用接触器开关，防止停电检修倒送电。（3）补偿容量不宜过大。补偿太大将会导致过补偿现象；4）接线宜简单，以降低整套补偿设备的故障率；（5）保护方式简化。主要采用熔断器和氧化锌避雷器作为过流和过电压保护。

4.4 进行用户终端分散补偿措施的方式

根据《供电系统设计规范》（GB50052- 1995）指出,容量较大,负荷平稳宜单独就地补偿。故对于企业和厂矿中的电动机，应该进行就地无功补偿；针对小区用户终端应该开发新型低压终端补偿并满足以下要求：①智能型控制；②体积小,易安;③功能完善,造价较低。并更能体现①线损率可减少 20%；②减小电压损失；③释放系统能量。缺点是由于各配变低压负荷波动的不同时性造成大量电容器在较轻载时的闲置，设备利用率不高。

5.实施无功补偿的管理措施的分析

5.1县级运维管理部门应按照无功电源容量和可调节能力，编制年、月度的无功电力调度方案，并以此实施调度。以改善电压质量为目的。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为： U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV) 两部分损失：PR/ Ue输送有功负荷P产生的；QX/Ue输送无功负荷Q产生的； 配电线路：X=（2~4）R，U大部分为输送无功负荷Q产生的 。变压器：X=（5~10）R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器U几乎全为输送无功负荷Q产生的。 从公式看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动

5.2 县运维管理部门应根据负荷变化规律和电压状况、力率水平，及时调整无功补偿设备,以满足电压曲线和功率因数指标要求。高峰负荷时，先投切补偿设备，电压仍不满足再调节主变分头; 低谷负荷时，顺序与之相反。

5.3 县级运维管理部门负责管理和指导电力用户电压调整及无功补偿设备的安装。降低系统的能耗。使补偿前后线路传送的有功功率不变，如P= IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1,这样线损 P减少的百分数为： ΔP%= (1-I2/I1)×100%=（1- COSφ1/ COSφ2）× 100% 。当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20%～45%。

5.4 县级运维管理部门应对用户无功补偿设备的安全运行、投切时间、电压偏差值等状况进行监察与指导。既要防止高峰低力率运行，防止反送无功电力。

结束语

综上所述，在县级电网中进行无功补偿、提高功率因数和搞好无功平衡，是一项建设性的降损技术措施，这样不仅显著提高了地区电网电压质量，降低电网线损，增强供电能力，改善供电质量和可靠性，提高了社会效益和经济效益。