摘要：近年来，由于电网容量的增加，对电网无功要求也与日俱增。无功电源是保证电力系统电能、电压质量、降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。本文对提高10 kV配电线路功率因数进行了研究。
关键词：10kV配电线路；功率因数；措施
无功补偿技术是提高电网功率因数及供电能力、减少电压损失和降低网损的一种有效措施。同时，无功补偿电容器具有无功补偿原理简单、安装方便、投资小，有功损耗小，运行维护简便、安全可靠等优点。因此，在当前随着电力负荷的增加，要想提高电网系统的利用率，稳定线路功率因数，通过采用补偿电容器进行合理的补偿，能提高供电质量并取得明显的经济效益。
一、10 kV配电线路特点
10 kV配电线路有以下特点：综合配电变压器日负荷峰符差大。配电变压器的平均负荷率低，季节性波动大，并且大多数综合配电变压器没有安装随器电容补偿装置，或随器电容补偿装置烧坏已退出运行，无功缺口较大；排灌配电变压器负荷季节性波动大，在排灌高峰期用电集中，到冬季配电变压器为防止被盗，仍处于运行状态。但其平均负荷率和功率因数都较低；个别专用配电变压器没有无功补偿装置，或由于无功补偿装置维护不力而损坏，已退出运行；供电半径长，无功消耗多，功率因数低，线路损耗大，末端电压质量差。
二、提高功率因数的意义
由于在交换电路中，功率因数是非常重要的技术数据。其数值的高低影响着电气设备的利用率以及电能的消耗等。所谓的功率因数，其主要是针对于两端网络，对其两端的电压和电流之间的相位差进行取余弦值。因此可以看出，线路中的功率不仅与两端网络的电压和电流相关，同时还与功率因数有着重要的关系。而在线路中，负载的大小和类型影响着功率因数的数值大小。当线路中的功率因数较小时，就需要通过加大电流量来使电器正常工作，这就会引起由于线路上电流较大而使焦耳热损耗不断升高，从而影响电器的寿命。因此，为有效降低线路中的电流量，降低损耗从而延长电器的使用寿命，就需要提高功率因数。
三、工作目标的控制管理
1、遵循的原则。提高供电线路功率因数，必须遵循科学的技术原则，一是以减耗降损为主的调压与降损结合原则；二是以散补为主的集中与分散的补偿结合原则；三是以补偿低压为主的高压与低压补偿结合原则。
2、管理目标。配电线路功率因数达到0.95以上。补偿分二步实施：第一步：2014年对原有低于0.85的配电线路进行补偿；第二步：2015年-2016年对低于0.90的线路进行补偿；最终实现10kV配电线路达到0.95以上的目标。
3、管理的效果。从2014～2016年3年间投资改善线路功率因数的实践来看，效果非常明显。第一年投入139.5万元，功率因数从0.85增至0.943；第二年投入26万元，功率因数从0.943增至0.945；第三年投入89.13万元，功率因数从0.945增至0.95．
四、提高l0 kV配网线路功率因数的技术措施
1、完善管理机构。为使电网提高功率因数工作高质量的完成任务，如期实现建设目标，供电企业要成立相应的领导小组，单位一把手任组长，主管副职任副组长，各职能部门负责人任组员。根据施工方案要求，制定工程施工量化管理细则，做到责任明确，奖罚有度，分项考核。
2、对现有10kV配电线路电容器运行情况的调查分析。以某市电业局共有公用10kV线路64条，2014年6月-9月，组织技术人员对61条10kV公用配电线路（其中3条线路出线短，没有安装）安装的无功补偿装置110套(24340 kvar)，进行了运行调查，发现运行75套，占安装电容器的68.18%；无运行35套，占安装电容器31.82%。从检查情况看管理原因：调试不当造成有13台，占37.14%；电源反向接反有3台，占8.57%；电容器被盗造成有2台，占5.71%；互感器极性接反造成有7台，占20%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设备原因：因内部变压器烧坏造成有4台，占11.43%；因外接互感器烧坏造成有1台，占2.86%；因内部电机损坏造成有3台，占8.57%。其他原因：线路停运造成有1台，占2.86%；电容器报废造成有1台，占2.86%。通过对调查情况的分析研究，发现各类未运行原因所占比例：管理原因占71.42%，是影响电容器运行的主要原因；设备原因占22.83%，是影响电容器运行的次要原因；其它原因只占5.72%。
3、影响电路无功补偿设备投切的因素
1)工作人员不懂设备的工作和控制原理。由于供电线路实施无功补偿技术属于新技术，从业员工对其工作原理和控制器使用技术不懂，控制参数设置不当，致使设备难以正常投切。
2)工作人员不了解设备使用技术。该设备主要功能是稳定电压，一旦线路电压不稳或线路接地，装置设备有电流通过，控制器实施过流速断保护功能，自动锁闭，无功补偿设备停止工作。过流速断属于自动化保护技术，而控制器重新工作，需要人工复归，从业员工不了解设备使用技术，不随机复归解锁，使设备难以自动投切。
3)接线失误。CT二次接线极性反接和一次安装相续不对（A电流B.C电压或A.B电压C电流）而造成装置采样误差过大，导致自动控制不合理。
4）无功补偿装置安装位置不合理。无功补偿装置应选择负荷比较集中的前端安装；如果提高末端电压，无功补偿装置应选线路2/3处或靠末端安装。检查中发现无功补偿装置安装在负荷点后端安装，造成无功装置采集不到线路负荷，不能投切。
4、优化改进无功补偿设备管理使用技术措施。1）第一步采取的措施。①首先对13条无功补偿装置明显不够的配电线路安装无功补偿装置31套（9700kvar）。补偿前功率因数为0.791，补偿后功率因数提高到0.943；②因管理原因和技术原因的26条线路，通过生产厂家对无功补偿装置进行维护、调试，基本上达到了0.85以上；③之后又对低于0.85的线路进行跟踪、分析，增加无功补偿装置4套，总容量1000kvar。补偿前功率因数为0.83，补偿后功率因数提高到0.958。2）采取的第二步措施。对低于0.90的9条线路和部分损坏的电容器进行补充和更换，安装补偿电容器13组（3300kvar）。补偿前功率因数为0.87，补偿后功率因数提高到0.955。
5、投切的技术管理措施。1）加大功率因数考核力度，实行重奖重罚。提高管理人员的工作积极性，当线路出现电压不平衡或线路接地时，及时恢复控制器解锁装置。并加强人员培训，使管理人员熟悉、掌握无功补偿装置的接线方式、调试方法及无功管理的重要性；2）加大技术力量的投入，合理选择无功补偿安装地点。通过对无功补偿容量的准确测算，合理配置无功补偿容量，并且防止无功倒送或无功补偿不足。
6、1O kV配网线路安装无功补偿电容器的技术措施。1)通常，在配网的每条线路上安装2至3个无功补偿电容器为宜；对其它线路已经安装好的进行调整，按照多去少添的原则进行调整。2)以配网的每条线路为单位，若只安装1个无功补偿电容器，位置要选在距线路首端的三分之二处较为合适；若安装两个，第一个安在距线路首端的五分之二处，第二个安在距线路首端的五分之四处。3)对供电负荷不稳定的线路，应安装2个无功补偿电容器，负荷较低时应用固定电容补偿；负荷超载时，应用自动补偿电容补偿。4)引导电能消费大户，投入资金安装无功补偿电容器，提高线路运行效率。
五、结语
随着经济转型的不断深入，电力行业得到了快速的发展。同时，科技的提高使居民的生活水平得到了显著的提升。人们对电力行业的要求也与日俱增，随着用电需求的快速增加，使电网无功的压力增大。在电网系统中10kV配电线路对电力的传输起到了重要的作用，其传输质量的好坏直接影响了电能的质量，在配电线路上的功率因数的高低对电压质量和电能损耗有着重要的影响。
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论文作者:刘霞,黄勤朋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/7/5
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