配電網(wǎng)沿線路分散無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)例分析與計(jì)算

李朝順

(沈陽(yáng)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，遼寧 沈陽(yáng) 110003)

無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐肚蟹绞接泻芏喾N，最早使用的是按功率因數(shù)投切，后來(lái)發(fā)展為按電壓投切，按電壓投切其效果要好于按功率因數(shù)投切。對(duì)于變電站集中補(bǔ)償來(lái)說(shuō)現(xiàn)在使用的是按電壓無(wú)功綜合控制方式，最為典型的是九區(qū)圖控制。但這種補(bǔ)償方式只用于變電站集中補(bǔ)償，并不適合沿線路補(bǔ)償?，F(xiàn)在最先進(jìn)的沿線路補(bǔ)償投切方式為電壓型功率因數(shù)遠(yuǎn)程控制方式。它屬于電壓投切布點(diǎn)方式。這種方式隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)的成熟，越來(lái)越多的被應(yīng)用到實(shí)際中。

1 沿線路分散補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)對(duì)功率損耗及電壓降分布的影響

網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。補(bǔ)償前線路電壓降和功率損耗分別為

圖1 配電網(wǎng)絡(luò)圖

(1)補(bǔ)償點(diǎn)設(shè)在10kV線路首端的情況

電壓損耗下降值為：

通過(guò)以上分析可知：無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)設(shè)在10kV線路首端時(shí)，10kV線路的電壓損耗和功率損耗不變，10kV母線以上的變壓器和66kV線路上的電壓損耗和功率損耗確有了很大的改善。如圖2(a)所示。

(2)補(bǔ)償點(diǎn)設(shè)在10kV線路末端的情況

電壓損耗下降：

分析可知，無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)設(shè)在10kV線路的末端，不僅變壓器、66kV線路電壓損耗及功率損耗得到了改善，而且改善了整條線路的功率損耗，提高了末端的電壓。

2 沿線路分散補(bǔ)償無(wú)功投切方式降損效果比較的實(shí)例分析

有一條干線長(zhǎng)6km的10kV配電線路，導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ-95/20型號(hào)，R=0.302Ω/km 。線路首段的有功、無(wú)功功率和功率因數(shù)分別為640kW，430kVAR，0.85。簡(jiǎn)化后如圖2所示。

圖2 某10kV線路配電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖

(1) 補(bǔ)償前潮流分析

①有功功率損失的計(jì)算

依此類推得：

②電壓損失的計(jì)算：

依此類推：

總的電壓降為

電壓損失率

(2)按電壓投切方式下的潮流分析

設(shè)三個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)Qc1、Qc2、Qc3，總共補(bǔ)償360kVAR，每點(diǎn)的補(bǔ)償容量為Qc1=120kVAR。則從末端算起，第一補(bǔ)償點(diǎn)為83點(diǎn)，46點(diǎn)為其邊界點(diǎn)。第二補(bǔ)償點(diǎn)為26點(diǎn)，邊界點(diǎn)為19點(diǎn)。第三補(bǔ)償點(diǎn)為18點(diǎn)。

按電壓投切的無(wú)功補(bǔ)償和潮流分布如圖3所示。

圖3 按電壓投切的無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功潮流分布圖

按照前面介紹的算法，按電壓投切方式經(jīng)計(jì)算得：

總的電壓降：

(3) 按功率因數(shù)投切方式下的潮流分析

設(shè)三個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)QC1、QCi、QC1，總共補(bǔ)償360kVAR，每點(diǎn)的補(bǔ)償容量為QCi=120kVAR。則從末端算起，第一補(bǔ)償點(diǎn)為43點(diǎn)，第二補(bǔ)償點(diǎn)為19點(diǎn)，第三補(bǔ)償點(diǎn)為3點(diǎn)。第三補(bǔ)償剩余部分由變電所母線集中補(bǔ)償。按功率因數(shù)投切的無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功潮流分布圖為4所示。

圖4 按功率因數(shù)投切的無(wú)功補(bǔ)償與武功潮流分布圖

按照前面介紹的算法，按功率因數(shù)投切方式經(jīng)計(jì)算得：

總的有功功率損失為：

有功功率損失率為：

總的電壓降：

電壓損失率：

(4)按文件(農(nóng)安[2007]15號(hào))布點(diǎn)但按功率因數(shù)控制投切下潮流分析

此文件在“中、低壓配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償容量配置原則”中規(guī)定了沿線路分散補(bǔ)償布點(diǎn)的原則，但對(duì)投切的控制方式并沒(méi)有明確說(shuō)明。如果按文件規(guī)定的方式布點(diǎn)，但按功率因數(shù)控制電容器的投切，那么補(bǔ)償后的無(wú)功潮流如圖5所示。

圖5 按文件規(guī)定布點(diǎn)但按功率因數(shù)控制投切補(bǔ)償后無(wú)功潮流分布圖

總的有功功率損失為：

有功功率損失率為：

總的電壓降：

電壓損失率：

(5) 不同投切方式的比較

①對(duì)電壓降的影響比較

對(duì)電壓降的比較見圖6。

圖6 電壓損失率比較散點(diǎn)圖

②有功功率損失率與電壓損失率的比較

表1 有功損失率與電壓損失率的比較

③有功潮流比較

有功能潮流比較見圖7。

圖7 不同方式下無(wú)功潮流比較

3 沿線路分散補(bǔ)償中應(yīng)注意的事項(xiàng)

(1) 補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)量的問(wèn)題

沿線路分散補(bǔ)償具有良好的節(jié)能效果和改善電壓的作用，但并不是說(shuō)補(bǔ)償點(diǎn)越多越好，補(bǔ)償點(diǎn)越多，附加投資越大。一般線路補(bǔ)償最多不宜超過(guò)三個(gè)點(diǎn)。補(bǔ)償不同無(wú)功電流引起的有功損耗下降率的關(guān)系如表2所示。

表2 補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)量與無(wú)功電流引起有功損耗下降率

(2)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償容量問(wèn)題

每個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償容量宜選90～160kVAR，選的過(guò)大，在投切過(guò)程中易產(chǎn)生電壓波動(dòng)，另一方面，降損與改善電壓得不到明顯效果。

(3)帶有分支線路的無(wú)功補(bǔ)償

在主干線上補(bǔ)償?shù)碾娙葜荒苎a(bǔ)償電容補(bǔ)償點(diǎn)至電源部分的感性電流，不能補(bǔ)償任何一個(gè)支路的感性負(fù)荷。若某一分支線路無(wú)功負(fù)荷比較大時(shí)，只能在分支線路的無(wú)功負(fù)荷中心進(jìn)行補(bǔ)償。

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