摘要：线路损耗是电力系统运行必然存在的问题，大型油田年用电量可达几十亿kW.h，按油田配电网平均损耗率9%计算，配电线路损耗可达数亿kW.h，降低1%的线损，就可以创造几千万的效益，而线损的降低和优化，是可以通过强化电容补偿系统的管理实现的。
关键词：电容补偿管理；配电网；节能降耗
1电容补偿概述
通常来讲，电容器的并联补偿属于现阶段非常传统的配电系统当中的一种调节电压的方式，利用负荷侧来对无功功率进行一定的补偿，来有效减少配电线路当中的无功损耗，然而当负荷发生较大的波动时，经常会导致严重的负荷侧电压过低越限等现象，并且会在一定程度上阻碍配网的安全运行，存在着非常大的弊端。而串联的电容补偿，将电容串联到对应的配电线路当中，对线路当中的电抗进行一定的补偿来有效减少配电线路当中阻抗上所损耗的电压，有着非常有效的动态调节电压方面的能力。串联电容补偿能够对配电网的实际传输功率的极限得到有效的提高，还能够极其明显的提高配电网静态的稳定性。但是，在配电系统当中，经过一定的分析研究得知，串联电容补偿有着良好的动态对电压进行调节的性能，在电压的调节过程中有着非常重要的地位。
2配电网电容补偿存在问题
2.1低压补偿
配电系统在建设之初，基本都设计了低压无功自动补偿装置，但因系统电压高和谐波等原因造成了无法投入及损坏，再加上一直以来没有功率因数考核等原因，有相当数量的补偿装置基本处于退出运行状态。
2.2高压补偿
线路高压补偿都是基于低压补偿不全、损坏基础上开展的，而且高压补偿标准不统一，补偿方式多种多样。主要表现在：（1）有的采用高压分散补偿，但因为用户负荷是时常变动的，这就使得分散补偿的精确计算非常困难，往往造成局部过补偿及欠补偿的问题；（2）有的采用高压集中补偿，一条线路只设1-2个补偿点，因低压未进行补偿，大量无功电流依旧在线路流动，降损效果有限；（3）高压补偿无法降低变压器的容量，变压器容量大的问题依然存在。因此，配电网低压补偿和高压补偿的效果并没有充分发挥，强化配电网无功补偿的节能潜力无疑是非常巨大的。如何强化电容补偿管理，以进一步降低线路损耗，使无功补偿的效果达到最优，成为我们亟待思考的问题。
3电容补偿管理与配电网节能降耗的实践应用
3.1项目概况
某10kV配电线路现状供电半径较长、导线型号较小，接入配变容量8175kVA；用电性质为居民用电、工业用电或农业生产用电；线路接线模式为单辐射。主干线全长13.17km，分支线43.203KM，主干线与分支线导线型号均为LGJ-35。目前沿线有些台区出现低电压现象。研究发现，导致10kV系统网损过大的主要原因是负荷电流在线路电感上的电压降所致。从下图1中可以明显看出，在重负荷节点26#、48#、80#电压损失非常严重。26#杆电压比母线电压降低了0.480kV，降低4.58%，到末端137#杆电压降低了1.29Kv，降低12.33%。已远远超出GB/12325规定的10kV电网电压正、负偏差绝对值之和不得超过10%的规定，严重影响了工业和民用电器设备的正常运行。本项目实施后，在目前运行方式下要将10kV负荷末端电压波动范围由现在的±20%以上控制到国家标准GB/T12325规定的±10%以内。彻底解决10kV线路存在的电压过低问题，为解决供电局的电压质量问题探索出一条投资少、见效快而又方便运行维护的解决途径。
3.2设计原则
在做10kV串补参数设计时，统一选定基准值为SB=100MVA，VB=10.5kV；在每条线路上按照电流的流向选择一些关键电杆作为观测点，选择的原则为该点负荷重、分支线长、与上一节点距离合适。未被选中的其它各电杆上的负荷向后归算到选定的电杆。在进行仿真计算时，分别选取功率因数0.8、0.85、0.9、0.95计算。本方案所有计算采用的方法是前推回代潮流计算方法，线损的结果也是潮流计算得到的结果。
3.3补偿点与串补容量的选择
（1）串补点的选择
总结从现场考察的情况，考虑到安装方便与不进行征地等复杂的协调过程，在每条线路上预先选定了一个或两个安装地点，在选定的地点上安装串补装置，会对末端电压的改善起到非常好的效果，但是仿真计算的结果看，预先选定的地点不是最好的安装地点，从计算情况计算出了最好的安装地点。现将两个补偿点（预选点#61杆、安装点#53）的补偿效果均列出以便比较。从结果中可以看出，（1）在最大负荷情况下，在#61杆补偿容抗6欧，#61杆以后各点电压均能满足要求；（2）在最大负荷情况下，在#53杆补偿容抗6欧，#53杆以后各点电压均能满足要求；（3）在最大负荷情况下，在#61杆补偿容抗10欧，#61杆以后各点电压均能满足要求；（4）在最大负荷情况下，在#53杆补偿容抗10欧，#53杆以后各点电压均能满足要求。
（2）串补容量的选择
该10kV配电网全线感抗为5.27Ω，预选的串补安装点距离变电站的距离为5.09km，我们选择不同的补偿度，观测各个测点电压的变化，母线电压10.5kV，功率因数0.9，最大负荷率25%情况下，不同补偿度各测点电压列下表如下。从上表1中可以看出，补偿量越大，末端电压抬升的效果越好，考虑到串补位置的原因，选择安装在#53杆，并且为10kV配电网未来负荷的发展留有一定裕度，所以我们建议采用串补量6Ω和10Ω的串补电容器（该装置另加有一真空接触器，可根据线路负荷发展情况，自动进行投切）。这时的补偿度分别为113.85%（串补量为6Ω）和189.75%（串补量为10Ω）。
4其他技术性的措施
（1）近年来，晶闸管和交流接触器并联结构的设计在低压补偿中得到了广泛应用，它既克服了单交流接触器无法频繁开关，又解决了纯晶闸管开关发热量大的问题；（2）因变频器的普遍使用，现在低压配电室会存在一定的谐波污染，可使用在补偿电容回路中加装串联电抗器方式来抑制谐波分量，对谐波污染较严重的地点，可以采用有源滤波器，来解决谐波超值问题；（3）就配电网现状来说，旧的低压补偿装置绝大多数还是可以维修再利用的，对谐波污染非常严重的地点只需新上有源滤波器即可；（4）实施低压补偿后，变压器运行电流降低，会出现容量偏大的情况，此时可以在正常范围内进行变压器的调整，解决“大马拉小车”的问题，减少的容量通过上报给予核减容量费，创造出更大的效益。
参考文献:
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论文作者:伍柏强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：电压论文; 负荷论文; 电容论文; 线路论文; 配电网论文; 低压论文; 谐波论文; 《电力设备》2018年第27期论文;