摘 要：为了确保南水北调中线工程专网供电系统能够高效安全的运行，就要对其运行过程中存在的问题进行妥善处理，进而为供电系统始终处于良好的工作状态提供可靠保障。本文对南水北调中线工程专网供电系统运行过程中存在的问题进行了比较深入的论述，在此基础上，结合供电系统实际的运行情况，选取具有一定针对性的无功补偿方式，进而能够对其运行过程中存在的问题起到一定的改善作用，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
关键词： 供电系统；无功补偿；集中补偿；分散补偿
1 前言
南水北调中线一期工程主要是由总干渠和天津干渠组成的，整个渠线长度为1432m。为了确保总干渠运输功能的顺利实现，在其沿线配套有各种设备，例如，节制闸、控制闸、退水闸以及事故检修闸等，而这些设备的电能主要是由设置在沿线的35kV中心开关站、降压变电站以及输电线路等构成的供电系统所供给的，因此，确保供电系统的安全平稳运行具有十分重要的现实意义，本文以河南段为例进行简要探讨。
总干渠的河南段配套建设有35kV的供电系统专网，为河南段设备的正常运行提供持续的电能供应。其中的电源是由干渠沿线地区的110~220kV变电站引出的35kV母线，并配套设置35kV的中心开关站。在实际的电能输送过程中，中心开关站由其所在位置的电力系统引出1回或2回35kV电源，同时，开关站自身引出2回35kV线路沿着干渠上下游两侧位置进行敷设。
2 供电系统存在的问题分析
自南水北调中线工程建设完成并投入运行以来，在其35kV专网供电系统的运行过程中存在诸多问题，这就会给供电系统的安全平稳运行造成不利影响，下面将对存在的问题进行分别论述。
2.1 中心开关站功率因数偏低
通过对沿线中心开关站的运行状态进行实时的监测，能够发现部分区段35kV的中心开关站存在功率因数偏低的问题，这就给其稳定运行带来了不小的安全隐患。例如，郑州须水河供电系统运行过程中的平均功率因数只有0.3~0.4。相较于须水河段较低的功率因数而言，其他段供电系统的功率因数虽然有所提升，但是整体仍旧处于较低的水平，这就造成无功容量所占用的电力系统比例非常高，造成非常严重的电能浪费，增加额外的电费成本，严重影响企业的经济效益。
2.2 降压站母线电压高
为了确保中心开关站和降压站的安全运行，需要对其运行电压进行实时的监测，一旦发现故障就能及时采取有效的措施，进而最大限度的避免安全事故发生。通过监测发现，部分中心开关站和降压站中母线的电压超过规定的安全范围，这就会给其安全运行带来不小的威胁。由于电力设备长时间在超高电压中运行，会给设备造成严重的损伤，对于照明设备而言，其使用寿命会大大缩短；对于电气设备而言，在工作过程中发生绝缘击穿的概率大大增加，并且还会加速其老化。
2.3 供电系统无功容量过大
通过对专网供电系统的运行状态进行系统全面的监测，能够发现整个系统存在非常严重的无功容量过大缺陷，进而造成35kV沿线的供电线路和降压站变压器允许通过的容量发生不同程度的降低，这就会给其安全稳定运行造成不利影响。同时，还会进一步导致线路和设备所允许的有功功率逐渐降低，相应的系统运行余量也会呈现下降趋势，这就会导致供电系统的可靠性降低，不利于设备的安全平稳运行。
3 供电系统的无功补偿方式
根据上文对供电系统存在问题所进行的分析，可知最有效的改善措施，就是对长距离架空供电线路和电缆线路的对地电容进行科学合理的补偿，并且为了确保补偿效果，还要对位置、形式以及容量等优选，解决方案主要遵循就地补偿实现无功平衡的原则，补偿配置如下图所示，下面将对无功补偿方式进行分别论述。
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图1 供电系统无功补偿配置示意图
3.1 中心开关站(A站)集中补偿
由中心开关站A站的位置处开始进行集中补偿，整个补偿工作将由动态无功连续补偿装置SVG完成，为了确保补偿工作的高效进行，将其补偿地点设置在A站母线位置处，其补偿范围内的线路和设备主要包括：
（1）A站与变电站之间的所有电源线路对地电容需要进行补偿的无功容量为QA1，该无功容量完全是由SVG进行补偿；
（2）A站与下游开关站A站之间线路的对地电容需要进行补偿的无功容量为QA2，该无功容量的30%是由SVG进行补偿的。
3.2 中心开关站(B站)集中补偿
中心开关站B站的补偿方式与A站相同，同样采取集中补偿方式和使用SVG补偿装置，其补偿范围内的线路和设备主要包括：
（1）B站与变电站之间的所有电源线路对地电容需要进行补偿的无功容量为QB1，该无功容量完全是由SVG进行补偿；
（2）B站与下游开关站B站之间线路的对地电容需要进行补偿的无功容量为QB2，该无功容量的30%是由SVG进行补偿的；
（3）B站与下游联络开关站之间连接线路的对地电容需要进行补偿的无功容量为QB3，该无功容量的30%是由SVG进行补偿的.
3.3 断路器站(D1站)分散补偿
为了保障良好的补偿效果，在断路器站D1位置处采取固定电抗器进行补偿。断路器站D1与下游侧联络开关站M站之间线路的对地容性电流负荷中心，为了提高补偿效率，将其补偿位置设置在D1站的母线位置处，电抗器能够进行补偿的范围为A站至开关站M站之间线路的对地电容无功容量为QD11，采用无功补偿装置固定电抗器对其进行70%的补偿，在实际的补偿过程中，需要对整个过程进行实时的监测，确保能够得到良好的补偿效果。
3.4 断路器站(D2站)分散补偿
为了保障良好的补偿效果，在断路器站D2位置处采取固定电抗器进行补偿。断路器站D2与下游侧联络开关站M站之间线路的对地容性电流负荷中心，为了提高补偿效率，将其补偿位置设置在D2站的母线位置处，电抗器能够进行补偿的范围为A站至开关站M站之间线路的对地电容无功容量为QD21，采用无功补偿装置固定电抗器对其进行70%的补偿，在实际的补偿过程中，需要对整个过程进行实时的监测，确保能够得到良好的补偿效果。
4 结语
总而言之，在南水北调中线干线沿渠35kV供电系统的运行过程中，由于受到多种因素的影响，导致其在运行过程中存在诸多问题，为了对其运行状况进行有效改善，就需要结合供电系统的运行特点，为此，南水北调中线干线工程采取了有针对性的无功补偿方式，极大的促进了供电质量的不断提高，从而为企业带来良好的经济效益。
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论文作者:庞社宾,王振
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
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