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摘要：本文对无功补偿在10kV 配电线路中的应用进行了分析。
关键词：无功补偿；10kV；容量
引言
一个标准的配电系统，电能质量指标都是以一个恒定的频率值与电压值来表示，同时以此向用户提供用电。如大众所知，在10kV以下配电系统的无功消耗总量中，低压用电设备约占65%，配电变压器约占30%。由此看来，无功补偿应用在低压配电系统中是非常必要的。
1 无功补偿分析
1.1 无功功率概念
在通过纯电阻性负载的时交流电，电能大部分转化成了热能，在通过纯感性或纯容性负载时不做功，就是无功功率。然而实际负载，并不能是纯感性负载或者纯容性负载，基本都是混合性负载，这样电流在通过负载的时候，会有一些电能不做功，即无功功率，因此要进行无功补偿来提高电能的利用率。
无功补偿即无功功率补偿，即为了保障配电系统功率因数处于正常范围的一项技术，应用这种技术能够非常有效地降低变压设备、输电线路产生的电能损耗，这可以有效地确保配电系统的正常运行同时对供电质量也有非常重要的意义。与实际情况结合分析，要实现对电能耗损的有效降低同时确保配电系统的供电力度，必须要合理并且有效的无功补偿设备和技术。相反，假如无功补偿的选择或者使用不正确，就极有可能导致供电系统电压的波动，谐波增大等其他因素。
1.2 无功功率补偿原理及原则
原理：纯电阻元件在交流电路中，负载的电流与电压为相同相位，在纯电容负载里电流的超前电压为90度，在纯电感负载里电流的滞后电压也是90度，这也就是说在纯电感中的电流与纯电容中的电流相位相差为180度，便可以相互交换并抵消，也就是当电源向外部提供电力时，感性负载向外放出的能量在两种负荷之间相互交换，感性负荷所需要的无功功率可以由容性负荷输出的无功功率来补偿，无功功率原地被解决，也就达到了补偿的意图。
无功功率补偿的原则有如下几点：1、降低无功功率在线路上流动导致的耗损，可以很好地实现无功功率补偿的就近进行。2、一般而言，应该采用固定方式补偿配变励磁无功的耗损，然而处于对电容器本身的性能及运行维护等因素的考虑，线路上配变的各个无功补偿点应该以两处为宜，不应该超过三处。应在配变无功补偿时对线路感抗所消耗的无功功率进行统筹考虑。3、对于感性负荷的用户，应该在用户处进行无功补偿，由此来补偿感性负荷与变压器绕组的无功损耗，并且由于无功负荷的变化自动投切电容器组。由电网长期经济运行情况看来，在不出现过补偿的状况下功率因素补偿得愈高愈好。
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2 10kV配电线路无功补偿的配设
2.1 10kV配电线路无功补偿方式及补偿容量选择
无功补偿在10kV 配电线路的应用，能让它的功率因数达到0.9以上，与此同时利用电压无功综合控制能够使峰功率因数与谷功率因数考核标准合格率达标，也可以使供电电压偏差合格率达标。由于在配电线路中，分散补偿较集中补偿更有效，因此，采用分散的方式在配电线路上安装并联电容器组，可以使线路负荷功率因数得到提高，同时可以做到科学节能、提高供电电压质量。
2.2 无功补偿技术的要求
（1）泄漏的比距：≥24mm/kV。（2）额定电压：10.5kV，最高工作电压：12kV。（3）接线型式：单星型，中性点不接地。（4）所有线路的连接：铜绞线（铜编织线）或铜排，引出端子铜材。（5）电容器组携自放电电阻：在5分钟之内电容器组的剩余电压从工作电压降到50V以下，并且在10分钟之内完成放电。（6）箱体：不锈钢。（7）铁构件：镀锌。（8）投切开关：真空高压接触器。（9）线路采用电流互感器：LZKW-10型开启式。（10）电容器的保护：过电压、过流、欠电压、零序、过流速断、电容器放电时间禁合。测量精度：电流电压±0.5%。控制程序：电容器投切由功率因数控制。统计功能：日最低最高电流、电压、功率因数，运行电容器运行时间，电容器投切前后运行数据。远程抄表与通信：RS485接口，完成当前运行数据下载、遥控投切、统计记录下载、整定值下载修改上传。数据记录软件：具有相对完备的设备分析和管理、通讯、打印功能。
2.3 管理与维护
在无功补偿装置安装后，使用计算机进行现场在线动态管理，调出历史资料，检查装置是否按照设置参数和方式进行自动投切。还要观察变电站补偿装置投、切时线路上电流和功率因数有无发生变化，达到目的。如果效果不理想，应及时分析原因，调整设置方式或参数，必要时调整自补和定补容量。为了使无功管理运行工作得到保障，编者必须详细编写，明确责任，严格管理。补偿装置方案一旦提出，相关部门就要对设选型定货、备的技术要求、验收试验、运行管理、安装施工、拆迁移位、维护检修等每个环节进行落实，责任到个人。（1）调度变电站运行月报表或自动化月报表中可以反映出无功补偿装置是否正常运行。（2）无功补偿装置作为重要电气设备之一，应该配合线路运行逐月检查。（3）电容器外壳的温度通过红外线测温仪进行测量，并且详细记录测量结果。（4）补偿装置电容器套管、主机套管、避雷器、支架、跌落式熔断器及绝缘子等，应该在每年秋防、春防停电时进行清扫检查。
3 10kV配电网中应用无功补偿装置存在的几个问题
人们对10KV配网建设的重视和无功补偿技术的不断发展，无功补偿装置技术开始广泛应用在配电系统中。然而，在现实实践过程中也存在一些问题，必须加以重视。
（1）补偿方式问题。现在很多部门还将无功补偿的出发点放在用户端，也就是只关注补偿用户的功率因数，并非立足于减少电力网的耗费。虽然增设1 台补偿箱会对降损有所帮助，同时提高某电力负荷的功率因数。但是必须通过计算无功潮流来实现有效的降损，以确定各位点的最优补偿量及补偿方式，这样才能使有限的资金发挥出最大的效益。这种考虑问题的方法来源于电力系统。
（2）谐波问题。电容器拥有相当的抗谐波能力，然而谐波含量过大时会对缩短电容器的寿命，甚至使电容器过早的损坏；同时因为电容器对谐波具有放大作用，所以系统的谐波被严重干扰。除此之外，在无功补偿柜的控制环节，谐波对其干扰很容易，还极易使控制失灵。因而应考虑将滤波装置添加在有较大谐波干扰，同时还需无功补偿的位置。由于这一问题很容易被忽视，这会导致一些补偿设备无故损坏。因而在设计无功补偿时一定要考虑对谐波的治理。
（3）无功倒送问题。在电力系统中无功倒送是不允许的，这是因为它可能增加变压器和线路耗损，加重线路的负担。虽然生产无功补偿仪器的厂家大都表明自己生产的设备并不会导致无功倒送，然而实际情况大都不是这样。因为接触器所控制的补偿量和补偿柜是三相同调的；而由晶闸管所控制的补偿柜，三相的补偿量固然能够分调，可是很多生产厂家只选择一相进行采样及无功分析以此来节约资金。因此在三相负荷并不对称的条件下，可能会导致无功倒送。但是对于补偿方式采用固定电容器的用户，在低负荷的条件下，就可能导致无功倒送。所以在选择补偿方式时，应当着重考虑这一点。
（4）由电压调节方式的补偿设备引发的问题。部分无功补偿设备是由电压来决定无功投切量的，这可以有效的保证用户的电能质量，然而这对于电力系统来说并不可取。这是因为虽然无功量变化引起了线路电压的波动，但是系统情况决定了线路的电压水平。当线路电压基准偏低或偏高时，无功的投切量可能与实际需求相差很多，同时会出现无功欠补或过补。
4 结语
综上所述，目前国内配网尤其是农村电网节能还有很大的潜力。合理安装电容器，使它智能化、免维护在这个领域中非常重要。配电线路安装线路无功补偿装置是一种安装简易、效果显著、并且见效非常快的节能降损的技术，这种技术先进、经济效益十分明显。值得国家的大力推广及应用。
论文作者:陈仲乾
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/9/28
标签：电容器论文; 电压论文; 线路论文; 功率因数论文; 谐波论文; 负载论文; 功率论文; 《基层建设》2016年13期论文;