摘要：从一定程度上讲，农村配电网无功补偿现在已经成为了确保电网经济而安全运行的重要途径和主要手段，是促进电压质量进一步提升和降低电能消耗的关键性举措。尤其是在科学技术快速发展的今天，人们的生活水平不断提高，而伴随着的是用电需求量也逐渐增多，对用电质量的要求也愈来愈高。无功补偿不仅能提高农村电网的经济运行水平，降低电能损耗，提高供电企业的经济效益，同时还能降低用户的电费支出，减少工农业生产的投资。
关键词：农村配电网；无功补偿
近年来，由于农村电网用电容量的扩大与电压等级的增多，用电负荷不断增长，无功电源不足与电网电压质量低劣的问题相应比较突出，低功率因数的运行与电压降低会使电气设备容量得不到充分的发挥，电能损耗增加，效率降低，限制了线路的送电能力；严重时甚至会损坏用电设备，造成电压崩溃，使系统瓦解而造成大面积停电。因此，开展对农村电网的无功补偿的研究，对有效降低电能损耗，增加供电企业供电量，为企业和社会带来客观的经济效益有重要意义。本文结合工作经验和相关专业知识，围绕农村配电网无功补偿的现状以及补偿方式展开研究分析。
1.无功功率补偿的必要性
随着农村电网的发展和负荷的增长，尤其是大量家电等低功率因数电器进入农村家庭，使农村低压电网的功率因数更趋下降。对中低压配电线路实施无功补偿与其他补偿方式相比，补偿后有更好的效益，因此对农村中低压配电网进行无功补偿很有必要。
2.农村配电网负荷与电网结构的特点
目前，农村配电网无功负荷主要有三部分组成：①配电变压器的空载无功功率损耗；②农网中专用变压器用户的感性负载；③农村排灌、打水使用电动机。季节性强是农村电网负荷的主要特点。在收割稻子时节或抗早排涝期间，变压器处在满负荷运行状态，而在非农灌高峰用电期间，变压器负载率较低，只需提供群众生活用电。
现在农村配电网的网络结构上还存在着很多不足，如部分中压配电线路的供电半径过长；低压线路截面过小，供电半径过长；配电站、配电变压器布点太少；部分设备是利用原有的旧设备，电能损耗大，供电可靠性低等。
3.农村配电网常见的无功补偿
（1）变电站集中补偿和跟踪补偿方式
为了电网无功的分配均匀和平衡，在变电站予以集中补偿的方式可以很好地促进电网功率的提高，促进系统终端的变电站母线电压得到很好的改善，在一定程度上使得变电站高压输电线路以及主变压器的无功消耗得到补偿，避免浪费。无功补偿的装置主要涉及到并联电容器、静止补偿器以及同步调相机。类似这些补偿装置主要集中于变电站得10kV母线上，所以在维护上较为方便和简单，管理也十分有序。而劣势就在于这样的无功补偿途径，在降低农村配电网中所起的作用有限。
跟踪补偿方式主要是在大用户配电变压器中插入低压电容器的一种无功补偿方式。这种无功补偿方式在使用上有一定限制，主要针对于配电变压器100kVA的专用用户，能够代替随器、随即这两种补偿方式，其补偿效果也比较可观。而无功跟踪补偿方式的好处就在于其可以对无功负荷的变化进行较好的跟踪检测，运行方式较为灵活，同时也保证了其无功补偿效果。其有待完善之处就在于其保护控制装置较为繁琐，前期的投资金额数目偏大。
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（2）随器补偿和随机补偿方式
所谓随器无功补偿就是低压电容器借助于低压熔断器和和配电变压器之间的连接，来对配电变压器空载进行无功补偿的一种方式。配电变压器在空载或者是载荷量不重的时候，农村配电网无功负荷不可或缺的重要组成部分是空载励磁无功。随器无功补偿方式的优点在于其连线比较容易、简单，可实施性强，管理上也不是很繁琐，可以有效地对配电变压器的空载无功进行补偿，将农村部分配电网的无功基荷进行了均衡分配，有利于促进配电变压器使用效率和用户功率因素的提高，完善了用户电压质量，具有一定经济性的同时也降低了配电网的破损，是目前农村无功补偿较为实用和普遍的一种方式。其不足之处在于配电变压器在数量上过多，安装的地点较为分散，投资金额也增加了，另外其运营维护工作任务重而大，管理上较为不便。
随机无功补偿方式就是把电动机和电容器相互并联在一起，借助于保护装置、控制以及电动机同步投切的无功补偿方式。它适用于电动机的无功消耗补偿，主要是补偿励磁无功，能够很好地对配电网无功峰荷进行一定的限制，从而在降低配电线路损耗的同时也有利于促进电动机出力质量的提升。
（3）农村配电网杆上的无功补偿方式
农村配电网杆上的无功补偿方式就是借助于线路杆，在上面通过安装电容量来实现无功补偿的一种方式。总的来说，农村配电网杆上的无功补偿方式较适用于单点补偿，其控制手段和方式较为单一，控制简单、方便，为了阻止轻载过补偿情况的出现，随机无功补偿方式的补偿容量不能过大，其维护简化，采用的是避雷爆炸与熔断器来充当过电压和过电流的维护。线路补偿方式一般是提供公用变压器和线路所需要的无功，这样的无功补偿方式具有投资金额小、操作简单、见效速度快等特点，较适合于功率因素不是很高、负荷量轻的长线路。而这种无功补偿方式的缺点在于，其保护装置的配置难度系数高、控制成本大，这是因为其在线路杆上安装的并联电路和变电站的距离较远，同时在电压、电流过重的时候它容易出现无功补偿补助的问题。
4.实例
（1）末端用户低电压情况
某线主干线路长6.65km，未安装线路无功补偿装置、末端电压较低。台区低压侧电压在190～225V之间波动，每天中午和晚上电压偏低，最低达到190V。
（2）解决方案
选择功率因数低的线路，增加线路高压无功自动补偿，并在线路末端台区配变低压侧增加低压无功自动补偿装置，通过中压和低压无功优化补偿，提高线路末端电压，解决台区末端用户低电压问题。
增加无功补偿设备后，电网电压稳定，设备利用率得到提高，可降低线损率，并有效提高线路末端电压，所有试点台区低电压情况都得到了显著改善。另一段采用分组自动投切无功补偿装置，根据负荷变化提供不同的无功补偿量，在全天各个时段，末端电压均符合电压质量要求，达到预期研究的目标。
5.总结
近年来，由于农村电网用电容量的扩大与电压等级的增多，用电负荷不断增长，无功电源不足与电网电压质量低劣的问题相应比较突出，低功率因数的运行与电压降低会使电气设备容量得不到充分的发挥，电能损耗增加，效率降低，限制了线路的送电能力；严重时甚至会损坏用电设备，造成电压崩溃，使系统瓦解而造成大面积停电。因此，开展对农村电网的无功补偿的研究，对有效降低电能损耗，增加供电企业供电量，为企业和社会带来客观的经济效益有重要意义。本文结合工作经验和相关专业知识，围绕农村配电网无功补偿的现状以及补偿方式展开研究分析。
参考文献
[1]张勇军，任震，本河等.于配网潮流计算的杆上无功补偿优化算法研究〔J〕.华南理工大学学报，2001；29（4）：22-25
[2]李颖峰，低压配电网无功补偿方式以及优化研究[J]电气应用.2008（19）
论文作者:宋勇,孟凡浩,刘希波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签：方式论文; 农村论文; 电压论文; 电网论文; 线路论文; 变压器论文; 配电网论文; 《电力设备》2017年第31期论文;