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摘要：l0kV的配电线路展开优化设计进而达到节能的目标是电力行业所面临的最大难题，对10kV 配电网无功优化自动控制系统进行设计，对无功补偿的原理与具体设计方案进行阐述，本文对10kV 配电网无功优化自动化控制系统的设计，旨在提升用电效率，促进现代配电系统的经济效益与社会经济的可持续发展。
关键词：电力电网；10kV 配电网；电压调整；无功补偿
前言
目前，在我国现有的电力系统之中，l0kV电压等级的输变电系统是全部配电系统的重要部分，直接与用户展开连接。通过选择电压控制参照量，基于功率因数通过TCP/IP 协议以及下位控制机的电压互感器获得具体数值，分析无功优化自动化系统构成，设计系统框架，对配电网进行无功优化能够有效改善电能质量、提升电压合格率、降低线损，减少碳排放和提升供电企业利润，同时也是实现上述内容的必然条件。最后对无功补偿装置投切控制，最后通过软件设计完善自动化控制系统。
1 电压控制参数选择
10kV 配电网运行的状况需要通过具体指标进行衡量，其中包括馈线首端功率因数以及电压合格率两个指标。其中馈线首端的功率因数与线路有功负荷以及感性无功的大小、分布有关。同时，根据整个配电网运行线路的运行状况，即馈线首端功率因数与现场电压内容，动态控制补偿电容器的投切，通过此种方法达到无功优化的根本性目的。功率因数内容可通过变电站调度自动化系统中获取有功功率与无功功率计算得来，为控制电容器自动投切与执行机构供电。现场电压则需要电压互感器从10kV 线路取得电压，通过控制器进行运算识别出运行中的现场电压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，本文在控制参数的选择方面，选择10kV 线路首端无功功率、功率因数以及现场电压作为控制电容器投切的具体参数。
2 配电网无功补偿原理
无功补偿是无功优化的重要组成部分，主要是通过在电网中安装补偿电容器等无功补偿设备元件，提供电动机或者变压器运转时所需要的电能，减少电网线路传输中的无功功率。其中电网输出功率方面主要包含两种，通过转化热能、光能以及机械能等方式直接消耗电能的属于有功功率；不消耗电能，只是将电能转化为其他形式的能，例如转化为磁能促使电网中的电子元件工作，此种功率被称之为无功功率。
3 无功补偿的作用分析
配电线路的无功补偿装置通过检测线路的功率因数和电压，自动投切电容器，从而改善功率因数，减少线路损耗、提高电压质量。主要包括如下：（1）减少线路损耗。线路有功功率损耗算式为：Px=R（P2+Q2）/U2，减少无功功率输送将使功率损耗大大降低。（2）提高电网输送能力。根据视在功率与有功功率的关系：P=Scos￠，在视在功率一定时，功率因数越高，所输送的有功越大。（3）减少电压损失。当采用无功补偿后，使输送的无功功率Q减少，从而使电压损失减少，改善了电压质量。
4 无功补偿方式的选择
配电网无功补偿的主要方式有五种：变电站补偿、配电线路补偿、随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。
变电站补偿：针对电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是平衡电网的无功功率，改善电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10kV 母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点，缺点是这种补偿方式对10kV配电网的降损不起作用。
配电线路补偿：线路无功补偿即通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。线路补偿点不宜过多；控制方式应从简，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；保护也要从简，可采用熔断器和避雷器作为过流和过压保护。线路补偿方式主要提供线路和公用变压器需要的无功，该种方式具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点，适用于功率因数低、负荷重的长线路。缺点是存在适应能力差，重载情况下补偿不足等问题。
随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电动机同时投切的一种无功补偿方式。县级配电网中有很大一部分的无功功率消耗在电动机上，因此，搞好电动机的无功补偿，使其无功就地平衡，既能减少配电线路的损耗，同时还可以提高电动机的出力。
随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压熔断器接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。随器补偿的优点是接线简单，维护管理方便，能有效地补偿配电变压器空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配电变压器利用率，降低无功网损，提高用户的功率因数，改善用户的电压质量，具有较高的经济性，是目前无功补偿最有效的手段之一。缺点是由于配电变压器的数量多、安装地点分散，因此补偿工作的投资比较大，运行维护工作量大。
跟踪补偿：是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在用户配电变压器低压侧的补偿方式。这种补偿方式，部分相当于随器补偿的作用，主要适用与100kVA及以上的专用配电变压器用户。跟踪补偿的优点是可较好地跟踪无功负荷的变化，运行方式灵活，补偿效果好，但是费用高，且自动投切装置较随机或随器补偿的控制保护装置复杂，如有任一元件损坏，则可导致电容器不能投切。其主要适于大容量大负荷的配变。
5 结论
根据上述分析可知，随着经济建设的飞速发展，人民的生活水平逐渐的提高，电力客户对电能质量的要求也愈来愈高，配电线路是连接电力系统和用户的重要环节，对10kV 无功优化自动化控制系统进行设计，通过无功补偿控制原理进行分析并对控制参数进行选择，设计整个系统运行框架，做好10kV配电线路的无功优化及自动化控制对于电网的发展具有非常重的意义。
参考文献
[1]袁贵中.10KV配电网无功补偿技术分析[J].电源技术应用.2012（10）
[2]肖红波.10kv配电网线路变配电安装技术[J].科技创业家，2013（17）
论文作者:杨美芹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/18
标签：线路论文; 电压论文; 功率因数论文; 功率论文; 电容器论文; 电网论文; 变压器论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;