摘要：根据近年来统计，10kV配电网的网损占60%左右是整个电力系统无功损耗比重很大的。因此，在10kV配电网中进行无功补偿，对降低网损有重大的意义。为此，本文分析10kV 配电线路无功补偿的应用，确定了配电网无功补偿优化及降低损耗的最佳方法。
关键词：无功补偿；电压质量；容量
随着人民生活水平的提高，电力需求不断增长，配网中的无功负荷需求量增大， 如配网中的无功补偿装置分布、配置不够合理，不能有效、及时地进行无功补偿，将会造成配电网电压质量差、线路损耗大等问题，这些都是线路在无功不足的情况下运行所造成的，因此，开展10 kV配电线路无功补偿应用研究，对于提高配电网电压质量，降低线损等都具有重要作用。
1、无功补偿的作用
1）改善电能质量
电压合格率是电网正常运行的重要指标之一。电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。电力系统向用户供电电压，是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的，当线路输送一定数量的有功功率和始端电压不变时，如输送的无功功率越多，线路的电压损失就越大，也就是说送至用户端的电压就越低。当用户功率因数提高以后，向电力系统吸取的无功功率就要减少，因此，电压损失也相应减少，从而改善了用户的电压。合理安装补偿设备可以改善电压质量。
2）降低电能损耗
在负荷功率p保持不变的条件下提高功率因数，意味着减小了负荷的无功功率Q，因而可以减少发电机送出的无功功率和通过线路及变压器的无功功率，所以也将降低线路和变压器中的有功功率损耗和电能损耗。
2 10kV 配电线路无功补偿技术的应用
2.1 10kV 配电线路无功补偿技术要求
（1）为确保电力系统安全、稳定、经济运行。在10kV 的配电线路上安装无功补偿装置，可提高10kV配电线路的电压质量，提高配电网的安全性及可靠性。
（2）根据我国电力系统发布的电力行业文件中要求，10kV 电网的功率因数要大于 0.9 ，线损率要小于 5%，同时还规定了无功补偿装置在运行中需遵循的原则和电压质量等管理条例，遵循这些条例的关键在于往 10kV电网中安装电容器，使用智能或固定式无功补偿装置来达到无功补偿的目的。在供电线路上，如使用固定式无功补偿装置，其补偿容量，要按线路低负荷来计算。如使用智能式无功补偿装置时，其补偿容量，则要按照满负荷来计算。当智能补偿与固定补偿有效结合时，就可实现较理想的效果。
（3）补偿方式的应用，在变电站主要采用集中固定式补偿，在用户端和 10kV 配电线路上主要采用分散式补偿。
（4）实行无功补偿时，要满足就地平衡原则。由于配网线路结构复杂，补偿方法难以统一，主要采取自动与固定、集中与分散相结合方式进行，具体做法是，首先在变电站里根据主变压器容量的15%来配置固定式补偿的电容器组；其次，在低压用户的负荷中心安装智能补偿的电容器；最后在线路上的负荷中心安装自动补偿的电容器组。
（5）无功补偿的应用暨要考虑减少线损，也要考虑提高线路电压和功率因素的效果，因此，在线路上安装电容器要实行多点或单点补偿。针对单点补偿，它的地址要选择在距离线路端的三分之二位置，补偿容量是无功负荷 2/3；针对两点补偿要装设在距离线路端 5/4和 5/2 处；对负荷很大且线路很长的线路最好采用智能补偿装置，线路上可采取三点分散式补偿；线路较长或分支负载较大的路线，多点补偿最好采用分段、分支线安装无功补偿装置。补偿时要结合实际情况，线路不能存在太多补偿点，且要简化补偿控制模式。补偿装置可安装避雷器和熔断器来实现过电压和过电流保护。
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2.2 10kV 配电线路无功补偿的容量计算和安装位置选择应用
10kV 配电线路结构复杂、负荷分散，一般采用无功分散补偿较佳。下面就补偿的容量分配、分组和安装位置的选取提几点看法，以供参考。
（1）10KV 配电线路无功补偿容量的计算。配电网大多是辐射性电网，它们有较多的负荷点和线路分支。因此，应先将各个分支线当作无损的线路，把无功负荷总量，即Q 在干线的各个节点上面集中，当干线上存在小负荷时，就要将其一起合并在大分支线的上面。最后，按照网损的微增率得出全网最优的补偿容量。配电线路上无功补偿容量应适当控制，并且在线路负荷低谷时，不应出现过补偿向系统倒送无功。
（2）10kV 配电线路无功补偿技术应用的安装位置选择。安装地点应符合无功就地平衡的原则，一般对于均匀分布无功负荷的配电线路，其补偿容量和安装位置按[2n/（2n+1）]（其中n为不小于1的整数）规则，沿线的无功补偿点以安装一处为适宜，最多不应超过二处，可以直接连接于主干线上和负荷较大的分支线上。简单线路：大负荷的上端，小负荷的下端，尽量找开关的接点处。复杂线路：大负荷的2/3。注意考虑运输车辆、施工吊车进入，避免因地形而无法施工。无功补偿装置不能与配变同台架安装。因为，同台架安装自动无功补偿装置，可能会产生铁磁谐振，引起过电压和过电流，烧坏配电变压器或损伤电容器。
2.3 补偿电容器控制与保护
补偿电容器控制与保护，主要是考虑选择何种补偿容量、安装的地点以及自动化控制装置控制原理适用与否等。控制原理是否合理决定着补偿效果和补偿装置利用率。
（1）控制原理。①功率因素的控制原理，设置好功率因素的上下限以及无功的返回值，以达到控制电容器组的目的，这控制原理在线路负荷较重场合适用，线路轻载场合不适宜，缺点主要是当线路轻载情况下，因功率因素较低，对于补偿装置不适合将电容器投入；②电压无功的控制原理，设置好电压因素的上下限以及电压的返回值，以达到控制电容器组的目的，这控制原理在负荷变化频繁和较大波动场合适用。
（2）装置保护。一般情况下，在开关的控制箱里设置自动控制的设备，根据户外的补偿装置运行特点与环境特殊性，对应的自动化控制装置也应该基本来确保补偿装置的安全有效运行。
（3）数据管理。抄表目的在于抄取记录、时钟校准、择选控制策略、修改控制的定值等，并且在运用后台管理相关软件基础上，分析记录数据，以此来判别控制原理适用性以及控制定值合理性。
（4）自动化控制装置主要功能。以W ZK-I 为例，W ZK-I高压电容器其自动化控制装置有着健全监测功能，并且在现场可以选择不同控制原理，同时有不同方式抄表接口能够选择。它主要功能是：①记录的功能，将每次动作之前与之后电流、电压、动作时间以及无功功率都要记录到位，与此同时记录电容器其运行的总时间、动作次数，整点时间功率因素、功率、电流、电压以及每天最大最小值和出现的时间；②电测参数的监测功能，实时监测功率、无功功率、电流以及电压等因素；③保护功能，保护功能包括缺相、电容器的放电时间、过流速断、过流、欠压、过压等功能；④控制功能，这功能主要体现在自动化控制装置的内部安置有五套控制策略，用户可以在现场选择合适的方案来控制；⑤通信接口，接口配置的是RS232，可以选择 GPRS 的抄表接口或无线电，能够抄取自动化控制装置实时电测的参数、记录值和控制定值；⑥显示功能，可以实时显示当前工作状态、过流速断在保护时电流值、控制定值、补偿的总时间、动作的次数、检测电参数以及显示时钟等。
3、结束语
由此可见，在10kV 线路安装无功补偿装置，对10kV 线路电压的调节有积极的促进作用，是调压措施的一种补充，具有很强的可行性和可操作性。同时对降损起到了良好的效果，具有可观的经济效益。
【参考文献】
[1陆安定.功率因数与无功补偿[M].上海：上海科学普及出版社，2004.
[2]程浩忠.电力系统无功与电压稳定性[M].北京：中国电力出版社，2004.
论文作者:赵晓东1,赵世磊2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：线路论文; 电压论文; 装置论文; 负荷论文; 功率论文; 电容器论文; 容量论文; 《电力设备》2017年第22期论文;