广东电网有限责任公司东莞大朗供电分局 523000
摘要：随着电力事业的快速发展，我国电网覆盖面积越来越大。在电网配置中，10千伏配网输电路无功补偿得到了普遍应用。在部分农村地区，因为供电功率因数比较低，所以，在10千伏配网输电路中安装恰当的无功补偿装置，是减小电网运行损耗、提高电网运行效率的重要手段。本文在介绍相关概念及原理的基础上，分析10千伏配网输电路无功优化补偿方案，为10千伏配网输电路的正常运行提供可靠依据。
关键词：10千伏；配网输电路；无功补偿
随着生产力的快速发展，电子产品的不断运用，人们生活、生产对于电力的需求量也在逐渐增加。近些年来，在人们生活水平不断提高的形势下，各种电子产品也逐渐应用到了各个家庭中，致使电力企业供电能力和电力用户消耗能力之间出现了巨大的矛盾。为了缓解电力紧张对人们生活、生产的影响，充分发挥电力能源的作用，一定要加大无功补偿策略的运用，以此来降低输电路电能损耗量，改善供电质量，进而促进电网的正常运行。
一、相关概念及原理
（一）功率因数与无功功率补偿
功率因数指的就是在电网运行中，电气设备、变压器、电动机等既有电感又有电阻的电感性负载，在电压与电流相量之间具有一个相位差，其相位角的余弦为cosθ，此为功率因数。功率因数主要就是有功功率与视在功率的比值，是对电力用户用电设备使用情况、电能利用情况、用电管理情况的体现，是一项非常重要的技术指标。
无功功率补偿指的就是将感性负载与容性功率装置连接在同一电路中，当感性负载释放能量的时候，容性功率装置就会吸收能量；当容性功率装置释放能量的时候，感性负载就会吸收能量，所以，两者之间的能量是互相转换的，感性负载吸收的无功功率可以在容性功率装置输出的无功功率中得到补偿。
（二）无功补偿原理
在交流电网系统中，无功功率作为一种根本特征，在电网提供感抗负载时，就会供给两种功率：无功功率、有功功率。其中，有功功率就是将电能转变成其它形式能量，如机械能、热能、光能等。无功功率主要运用在电路磁场与电场中，并且在带有感抗的设备中构建与维持磁场。如电能转变成机械能，使电动机的旋转磁场驱动转子转动；电能传送中，主要就是在变压器中构建交变磁场，所以，无功功率作用非常大。在交变磁场中，因为一个周期释放与吸收的能量可以互相抵消，所以导致能量没有损耗，此种功率就是感性无功功率，如果在一个周期内，上半周充电和下半周放电的功率一致，那么就是容性无功功率。
在正常情况下，电力用户端不仅可以在电源上获取有功功率，还可以获取无功功率。无功负荷一般均会产生以下问题：其一，在发电机供电的时候，普遍存在着发电机输出功率小的问题；其二，在变压器供电的时候，因为视在功率确定，当无功功率增大时，就会降低电能传输量；其三，随着无功功率的不断增大，不仅会减小电力用户端电压，还会增大线路电能损耗。
无功功率补偿原理：将感性功率负荷和容性功率负荷装置并联在同一电路中，当感性功率负荷释放能量的时候，容性功率负荷就会吸收能量；当容性功率负荷释放能量的时候，感性功率负荷就会吸收能量，在此两种负荷中，能量是互相交换的。由此可以看出，感性功率负荷吸收的无功功率就可以在容性功率负荷输出无功功率中获取补偿。
二、10千伏配网输电路无功优化补偿方案
在10千伏配网输电路运行中，合理选择无功补偿点与补偿容量，可以在确保系统电压水平的基础上，增强系统电压的稳定性，减少无功功率的远距离传输，在一定程度上减小了有功电网损耗，降低了发电成本。通常情况下，配网输电路无功优化补偿方案有：变电站集中补偿方案、配电线路补偿方案、配电变低压集中补偿方案等。
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（一）变电站集中补偿方案
针对输电网无功平衡而言，主要采用变电站集中补偿，其装置有静止补偿器、并联电容器、同步调相机等，目的就是调节输电网功率因数、补偿主变无功损耗与提高终端变电所电压。因为补偿装置主要安装在10千伏母线上，对负荷无功功率进行补偿，因此，具有管理简单、维护便捷的特点，但是此种补偿方案无法降低配电网损耗。
为了实现变电站无功功率及电压的综合控制，主要通过调节电容器组合有载调压抽头的并联状态予以完成，其方法为九区图法。但是通过实践研究表明，投切太过频繁就会对电容器开关和分接头的使用年限产生不良影响，并且增加运行维护的工作量，因此，在实际工作中，要对操作次数进行合理确定。如果应用电力电子开关，那么不仅会增加控制成本，还会增加开关功率损耗，为此，需要对变电站高压电压无功控制技术进行深入研究与改进。
因为变电站无功补偿能够提升高压电网功率因数，对平衡系统无功与维持变电所母线电压有着重要作用，所以，可以根据负荷增加情况对变电站无功补偿容量进行合理设计与安排，在确保电压运行稳定与无功补偿效果良好的基础上，尽量减少电容器组投切开关操作次数。
（二）配电线路补偿方案
因为大多数公用变压器均没有安装低压补偿装置，加之变压器消耗的无功功率较大，致使变电站与发电厂担负的无功缺额较大。当大量无功沿着线路传输的时候，就会造成配电网损耗非常大，在此形势下，可以进行配电线路无功补偿。
配电线路无功补偿主要就是在线路杆塔上安装电容器，以此来实现无功补偿。因为线路补偿距变电站的距离较远，所以，普遍存在着控制成本高、维护工作量大、保护难配置、安装环境恶劣等情况。为此，补偿容量设置不宜过高，如果太高就会出现线路轻载的问题，进而发生过补偿、过电压等情况。除此之外，因为杆塔空间有限，在同一杆塔上安装太多电容器，不仅不安全，还会影响电容器散热。同时，在实际工作中，注意补偿点的设置，不要过多，保证控制方式从简，禁止使用分组投切控制；保护从简，主要采用氧化锌避雷器、熔断器对多电流与过电压现象予以保护。
（三）配电变低压集中补偿方案
在无功补偿中，配电变低压集中补偿方案是一种应用最为普遍的方式。随着电力用户日负荷量的不断增加，跟踪负荷波动、微机控制等的广泛运用，其总补偿容量在几十到几千不等。通过配电变低压集中补偿方案的运用，可以提高电力用户功率因数，平衡在线无功，减小配电网损耗，增强电力用户电压质量。
配电变低压集中补偿方案的优势主要有：补偿之后功率因数比较高，具有良好的降损效果，但是因为配电变压器数量较多，安装较为分散，导致补偿投资较大，运行维护工作量较大，进而要求厂家生产一些成本较低的高质量装置。
结束语
总而言之，在10千伏配网输电路运行中，必须重视无功补偿的运用，保证无功补偿设备配置的合理、科学，尽量实现调压与降低线路损耗的结合，实现降损目的；同时，加强集中补偿与分散补偿的结合，保证补偿效果良好。在10千伏配网输电路无功补偿中，主要可以采用变电站集中补偿、配电线路补偿、配电变低压集中补偿等方式，对提高电网运行功率因数与运行效率有着积极意义，值得深入研究。
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论文作者:叶梓晖
论文发表刊物:《基层建设》2015年11期
论文发表时间:2016/11/7
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