摘要：无功补偿是提高电压质量、减少损失的最有效方法之一。对10KV配电线路和低压客户进行无功补偿装置的安装，既实现了无功就地平衡，同时又减少了线路中的无功耗损，降低线损，稳定电压，从而达到了预期效果。本文针对10kV配电网中低压无功补偿装置设计及应用进行了研讨。
关键词：10kV配电网；低压；无功补偿装置；设计；应用
1无功补偿的原理及意义
1.1无功补偿的原理
电力系统中，因为存在电感与电容元件等组织构成，这使得电力系统中既存在有功功率，也存在无功功率。虽然在电力系统运行中，无功功率本身不消耗电能，但是在有功功率向无功功率转化过程中必然会消耗能量，这使得电力系统的功率增大，对电力系统造成负面影响，具体包括电网的总电流增加、供电电压降低、电能损耗加大等。而配置合理的无功功率补偿，能够改善电网的潮流分布，提高电网功率因素，有效降低电网有功功率转变为无功功率时的电能损耗，提高设备的利用率与电网的传输能力。
1.2意义
无功补偿配置技术能够有效弥补配网系统中的无功缺额，确保电网系统运行的安全与稳定。在配网系统中应用无功补偿配置技术的意义主要表现为以下几方面：①能够大幅度提高配电网中的功率因数，增强了系统电压，有效降低了设备功率消耗；②提高了配电网中电压的稳定性，保证了配电网供电质量；③无功补偿装置通常安装在配电网中较长的配电线路上，从而提高配电线路的供电能力，为配电网运行的稳定性提供可靠的保证；④在配电网中安装无功补偿装置能够有效提升三相电压的稳定性。
特别像是在广东雷州这种辖区面积较大的农村电网，线路的分支线较多而且长度很长，后端的电压质量通常会比较差，经常会出现客户投诉的现象，这样就很迫切地需要对无功补偿装置的选择和应用进行研究。
2无功补偿方式的确定
无功补偿方式有集中补偿、分散补偿和综合补偿三种方式。负荷量大小、分布决定无功补偿方式，并应从低压配电系统向中、高压系统逐级进行补偿配置，以求得最佳的补偿效果。低压配电系统具有负荷较为集中，但负荷设备具有容量不同、线路短、分支多的特点，对其中设备容量较大的应采用分散补偿(即就地补偿)，容量偏小的采用集中补偿，因此，补偿方式一般应采用集中补偿、分散补偿相结合的综合补偿方式，这种补偿方式不仅可取得较好的节电效果，而且投资合理、方便控制与维护。
三相负荷对称程度决定相补或全补方式。三相对称负荷应采用全相补偿方式，即三相同时进行补偿，如工业企业电动机较多，负荷较为对称。三相负荷不对称，则应采用分相单独进行补偿，如城网生活区三相负荷多为不对称运行。负荷变化情况决定静态和动态补偿方式。负荷变化较为平稳，应采用静态补偿方式。这不仅能较好地降低线路损耗，而且投资少。负荷变化较大则应采用动态补偿方式，达到充分补偿、提高稳定电压的作用。针对上述情况，根据负荷结构和变化，动态无功补偿装置有以下几种：①城网小区变电所相控式动态无功补偿装置。②小型企业变电所监测、保护、动态无功补偿控制装置。③低压电动机动态无功补偿控制装置。它们的共同特点是：投切速度快，无浪涌电流产生，提高电压水平，保证补偿装置的使用寿命，补偿充分，功率因数波动小，对网络具有抑制谐波等功能。
3 10kV线路无功补偿的应用
3.1补偿方式的分类
对于10kV线路无功补偿而言，线路无功补偿主要补偿的是线路感性电抗所消耗的无功功率以及配电变压器励磁无功功率损耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆线路无功补偿装置可选用投切控制方式很多，常见的投切控制方式主要有无功功率、功率因数、电压、时间、无功电流等，10kV线路无功补偿有四种典型的应用模式，分别为混合补偿(即“固补＋动补”)、全自动补偿、固定补偿和滤波式补偿。
3.2确定最佳补偿度、安装位置的方法
现阶段10kV线路中的无功补偿装置采用的一般是固定投入，以最大限度地减少配电线路的电能损耗作为出发点，确保无功补偿装置能够获得最佳效果，在分散补偿电容器线路位置的安装方面应该尽可能合理，一般来说无功补偿线路线路上安装电容器组数越多，相应的也就会受到越好的降损效果，值得注意的是所安装的电容器装置一般会受到成本的限制，从提高电容器组的补偿效益，减少无功补偿装置安装的投资方面考虑，布置的电容器组的点数不能够过多，一般按1~3个考虑即可。
一般来说农网线路供电半径要小于15km，如果线路长度在1~5km之间，可以考虑在线路的2/3处安装一组补偿电容；如果线路长度在5~10km之间，可以考虑在线路的2/5以及4/5处分别安装一组补偿电容；如果线路长度在10~15km之间，可以考虑在其2/7，4/7以及6/7处分别安装一组补偿电容。
3.3计算无功补偿容量和确定分散补偿容量
1）从提高功率因素计算线路无功补偿容量
如果电力网最大负荷日的平均有功功率为PPj，补偿前的功率因数为COSΦ1，补偿后的功率因数为COSΦ2，则补偿容量可用下述公式计算。
式中，QC为所需补偿容量；PPj为最大负荷日平均有功功率；cos2Φ1为最大负荷日平均功率因数；cos2Φ2为功率因数期望值。通常将功率因素从0.9提高到1所需的补偿容量与将功率因素从0.72提高到0.9所需的补偿容量相当。
2）分散补偿容量确定方法
对于10kV线路上安装的补偿并联电容器容量的确定，应该全面考虑线路布局，坚持最佳降损的原则，并且通过计算进行确定。一般可按各条分支线的负荷电流来计算补偿容量。
如果10KV线路负荷均匀分布或者是接近均匀分布：需要安装1组电容器的时候，一般来说分散补偿容量应该为线路平均无功功率的2/3；需要安装2组电容器的时候，一般来说每组的分散补偿容量应该为线路平均无功功率的2/5；需要安装3组电容器的时候，一般来说每组的分散补偿容量应该为线路平均无功功率的2/7；坚持最小网损的原则，那么每条10kV线路所需补偿的总容量应按一定比侧分配。①需要安装1组电容器时，容量比为1/3:2/3；②需要安装2组电容器时，容量比为1/5:2/5:2/5：③需要安装3组电容器时，容量比为1/7:2/7:2/7:2/7。在实际10kV线路中，大多数时候线路负荷分布不均匀，所以说在进行分散补偿容量确定的时候，需要考虑实际线路负荷的分布情况，并且灵活运用上述方法进行分散补偿容量的确定。
结语
我国电网规模不断壮大，但电网管理技术仍有待提高，管理模式仍有待改善，电压波动大，不稳定、线路损耗等问题依然突出。要改变当前我国的用电情况，使全国范围内的用电达到好的利用率及节能效果，须安装无功补偿装置。低压无功补偿装置的应用，不仅提高了系统的功率系数，使用电过程中的功率损耗大大降低，还保障了用户用电的稳定电压，保证用户不会因为用电人数增加而致使电压太低或是用电人数少时出现电压过高的现象。
参考文献
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王立铭（1990.10-），男，广东湛江人，华南农业大学电气工程及其自动化学士，单位:广东电网公司湛江雷州供电局（广东，湛江），单位邮编:524200
论文作者:王立铭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/13
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