（广宁县恒兴实业有限公司）
摘要：随着人们生活水平的不断提升，电网用电的需求也随之加大，在电力系统运行过程中，无功补偿技术起到至关重要的作用，能够有效改善线损的增加和电压质量低等的问题。但在无功补偿技术的实践应用中，会存在一些不容忽视的问题。另外，在补偿装置的应用方面，如果使用或选择不够合理，就会有可能导致供电系统出现谐波增大、电压波动等问题，尤其对于目前的偏远地区的电网用电量需求的急剧增长，必须引起足够的重视，因地制宜选择合理的补偿方式，以提升电网安全、可靠运行。现本文先介绍10KV电力线路安装无功补偿技术的作用，并提出了无功补偿在应用方面存在的问题，接着结合农网的实际情况对无功补偿的应用进行分析，供大家参考。
关键词：10kV电力线路；无功补偿技术；作用；问题；
前言
在电网覆盖范围日益扩大的今天，输电线路也随之不断地增长，使输送点也增加了很多，在一定程度上加大了电力系统运行的线损机率。因此，为提高配电网低压无功补偿的效率，解决10KV线路配变台区的低电压，更应该合理选择好无功补偿装置的投入方式，才能够有效提高无功补偿在配电网需求的精确性，才能够改善供电环境，使电网功率因数得到提升，以降低供电变压器和输送线路的损耗，提高电网的运行质量。
1 合理选择无功补偿技术方式的重要性
近年来，对于一些偏远地区的10KV电网配电负荷增长的形势，应充分利用无功补偿技术的节能降耗优越性，提升其功率，合理改善配网电压的运行质量。在偏远地区电网10KV的线路一般较长，且负荷分布普片存在不均匀，使需要安装的补偿点比较多。若按变电站的无功补偿模式进行，不仅会加大投资费用，还收不到明显的补偿效果，同时，在安装维护方面比较困难。所以，如采用在固定地点安装固定容量的补偿方式，投资的费用虽然相对较少，不过，因没有加切任何的保护，如一旦配网出现恶劣的运行条件，就会极易出现电容器烧毁的故障，严重影响电网的安全运行。还有，因补偿容量是固定的，在日常的配网运行中，会随着线路负荷的波动性，而比较容易导致发生过补或欠补的现象，造成无功倒送，不仅达不到降低线损的目的，还有可能导致局部电压升高，甚至烧毁运行设备。由此可见，10kV配网线路无功补偿方式，必须从平滑补偿、自动投切、方便安装、可靠保护等方面进行考虑，才能更好地适应当地配网的运行情况，实现无功补偿在10kV配电线路中降低耗损的积极意义。
2 10KV电力线路安装无功补偿的作用
（1）补偿无功功率，可增加电网中有功功率的比例常数。
（2）减少发、供电设备的设计容量，能够有效降低投资成本，如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95时，装1Kvar电容器可以节省设备容量0.52KW；反之，增加0.52KW对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。所以，对于新建、改建电力工程来讲，应把无功补偿充分考虑在内，从而设计容量的减少，以实现降低资金投入。
（3）降低线损机率，由公式ΔΡ%=（1-cosθ/cosΦ）×100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数，cosθ为补偿前的功率因数则：cosΦ>cosθ，所以提高功率因数后，线损率随之下降了，设计容量也减少，进而投资成本也降低了。还有，可以增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。因此，功率因数是考核经济效益的重要指标，规划、实施无功补偿是必不可少的。
3 10KV配电网无功补偿存在的相关问题
3.1 补偿方式的选择问题
目前，大多数部门开展的无功补偿仍是以用户侧为主，也就是说，只是关注到对用户的实际功率因数进行补偿，而没有对电力网造成的损耗进行有效降低。如果想要使某电力负荷自身的功率因数得以有效提高，就需要增设相应的补偿箱，其通常对降损具有良好的作用。但是，想要确保降损的有效性，就要对其的补偿方式及补偿量进行优化确定，从而使资金的效益得到最大化的发挥。其主要是站在电力系统的角度对问题进行考虑。根据实践显示，想要使10kV线损产生的损耗有效降低，就要在配电的变压器低压侧安装相应的补偿装置，也就是实现分散就地补偿。比如在配网10kV线路的无功补偿选取方面，通常采取在变电站进行集中补偿，这样只能够对站内主变所需的无功实施补偿，而对于10kV线路及线路上的大量配变无功根本得不到有效的补偿。所以，在线路的无功损耗方面，应选用就地无功补偿，以有效降低线损的问题。
3.2 谐波的干扰问题
对于电网的谐波污染问题，电容器有很好的抗谐波能力，特别是谐波污染的频率较高时，其滤除性更加显著。但谐波的含量较大时，就会对电容器的实际寿命造成影响，并使其过早地损坏。除此之外，在对动态的无功补偿进行控制的时候，通常会被谐波干扰而导致控制失灵。因此，当受到较大的谐波干扰时，在需要补偿无功的具体地点上添加相应的滤波装置。该问题通常被忽略，进而导致相关的补偿设备出现无意损坏。可见，在对无功补偿进行布局设计的时候，有必要从谐波的治理方面进行考虑。
3.3 无功补偿容量的问题
过度补偿通常会导致无功倒送，是电力系统中不能出现的问题，由于其会致使线路以及变压器的损耗加大，从而造成线路的负担相应加重。对于用户使用固定电容器补偿而言，当低谷负荷的时候，通常会出现无功倒送。而通过接触器控制实施的补偿柜，其补偿量通常为三相同调，而在三相负荷无法对称的状况下，就会出现无功倒送。而通过晶闸管控制实施的补偿柜，其三相的具体补偿量虽然能够分调，但是，大部分厂家为了实现资金的节约，就会只做一相采样以及无功分析。因此，在对补偿方式进行选择时，需要对其实施充分考虑。
3.4 电压调节的补偿问题
部分无功补偿的设备通常需按照电压对其无功的投切量进行确定，其能够对用户的实际用电质量进行有效保障，但不利于电力系统的运行。由于线路的电压产生的波动是因为无功量所导致的，而线路具体的电压水平却是由系统所决定的。当线路的电压基准较低或者较高的时候，无功的具体投切量就会和实际状况产生较大差异，并产生无功欠补或者过补的现象。
3.5 投切振荡问题
因为属于电容式分级补偿，闭环控制的方式，通常会产生投切振荡。也就是负载无功的功率无变动时，补偿电容仍旧会频繁投切，如果产生振荡，不仅会影响其工作，而且还会对补偿装置造成损坏，并对补偿电容以及接触器的寿命造成严重的影响。总之，需要尽可能防止发生投切振荡状况。
4 10kV电力线路无功补偿技术在配网实践中的应用研究
4.1 10kV多级投切自动补偿装置结构
10kV多级投切自动补偿装置通常是以两组及其以上的真空式投切开关的电容器、保护使用电流、电压互感器、限流电抗器所组成，通过型号为12的电压无功式综合控制器对投切实施控制，并标出远方通讯为458号的数字接口，并可与WH-200型号的无功实施综合控制，并联机根据潮流实施综合性控制。其装置还安装了USB3000系列微机保护单元，每组电容器都有二段过流和零序保护功能，当某组电容器出现故障时，可自动切除该组电容器并闭锁，不影响整套装置的正常投切，根据实际情况配置不同规格的电抗器，以限制合闸涌流及高次谐波对电容器的损坏。
10kV多级投切的自动化补偿装置可以应用在交流50Hz、6～10kV电力线路以及无功消耗集中区（如工业园）的无功就地补偿，尤其在无功负荷变化较大或补偿容量较大（600kvar以上）的线路上。如GBW-12/3/1000型高压无功补偿装置选用箱变型整体结构，安装容易，设备投资回收快，降损效果明显。下面以GBW12/3/1000型自动补偿装置为例，详细论述在电网中的应用。
4.2 GBW12/3/1000型自动补偿装置的特点及应用
以下为GBW12/3/1000型自动投切补偿装置的接线原理图（如图1所示）。
图1 GBW-12自动补偿装置接线原理图
（1）多级的平滑平稳式补偿，防止欠补或者过补。该补偿的装置通常是根据电力线路的具体无功需要，分别实施电容器组，并给予两动、一静两动、三动、一静三动等补偿形式，以及8种容量的电容器进行组合，开展补偿，尤其可以在无功峰谷变化较大或补偿容量较大的工矿企业电力线路。由于实施多种的投切容量相组合，通常不会产生单级补偿而引起的欠补以及过补状况，功率因数的平均值为0.95以上，具有良好的降损效果。
（2）线路电压的合格率的提高。通过型号为GBW-12电压的无功补偿实施智能的控制，并根据无功需量将电容器的补偿无功进行自动投切，并对线路电压实施综合考虑，确保补偿中的电压平稳，从而对电压质量实施改善。
（3）根据逻辑顺序进行投切，防止投切震荡。因为网络中的大部分属于感性负荷，因此，在线路停电之后，在实施送电时，线路当中没有退出的感性负荷就会在电压产生变化时，与同系统中的电容器实现并联谐振，致使系统电压产生振荡，导致设备损坏。型号为GBW-12的自动的补偿装置需根据振荡安装的顺序实施电路投切，并设置为先送电然后按照时间逻辑实施投切，防止电压过渡中出现容性以及感性负荷的振荡。
（4）多重保护，确保可靠运行。型号为GBW-12的自动化补偿装置通常会对过压、过流、停电、欠压等电容器实施自动退出的保护，并对谐波含量等有关保护方案进行自动化检测，对于谐波的线路而言，通常以抑流的方式，对电容器组的具体运行以及投切具备的可靠性进行保障。存有重合闸的线路，型号为GBW-12的自动化补偿装置通常能够在线路停电的时候，迅速切除，送电之后再恢复投切，防止电容器没有充分放电，导致电压叠加而出现电容器爆炸。
5 总结
综上所述，10kV配电网在实施无功补偿的时候，切记不能由于补偿容量较小、电压等级较低等原因，而忽视对补偿设备所对系统侧造成的影响。想要使无功功率所引起的传输损耗有效减少，在配置无功补偿的设备时，就需要根据“分级补偿，就地平衡”的原则实施规划，并合理布局。
参考文献：
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[3]张健.10kV配电线路无功补偿技术[J].山东工业技术，2016（18）：193-194.
论文作者:陈校文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/26
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