配電網(wǎng)無功補償設(shè)備應(yīng)用探討

祝習(xí)宇

摘 要：近年來，電力行業(yè)取得了較快的發(fā)展，配電網(wǎng)作為電網(wǎng)的最末端，直接與用戶相連，由于配電網(wǎng)無功功率存在著一定程度的損耗，所以需要通過合理的無功補償，從而確保電力系統(tǒng)能夠有效的維持在標(biāo)準(zhǔn)的電壓水平內(nèi)，使有功網(wǎng)損得以降低，確保網(wǎng)絡(luò)輸送容量的提升，降低發(fā)電成本，所以需要選擇科學(xué)合理的無功補償配置方案，確保無功補償設(shè)備的合理布局和配置。文中分析了無功補償設(shè)備的合理配置原則，并進一步對配電網(wǎng)無功補償現(xiàn)存的幾個問題進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；無功補償；配置原則；應(yīng)用

1 無功補償設(shè)備的合理配置原則

電網(wǎng)在運行過程中，各級網(wǎng)絡(luò)及輸配電設(shè)備都會消耗一定數(shù)量的無功功率，而所消耗的無功功率數(shù)量配電網(wǎng)占有較大的比例。所以需要科學(xué)合理的對無功補償設(shè)備進行配置，從而減少無功功率傳輸過程中的所產(chǎn)生的損耗，在配置時可以采用分級補償及就地平衡的原則進行合理布局和規(guī)劃。

1.1 總體平衡與局部平衡相結(jié)合

城鄉(xiāng)電力網(wǎng)在運行過程中，要確保其無功電力達到平衡，則不僅需要確?？h組電網(wǎng)的無功電力處于平衡狀態(tài)，而且分站和分級的無功電力也要滿足平衡的原則，確保無功電源布局的合理性，這樣就會實現(xiàn)無功電力的就地平衡，避免出現(xiàn)無功電力過剩的情況。一旦無功電力過剩，則其導(dǎo)致電力向外輸出，電壓偏高，而一些電路上的無功電力則會減少，導(dǎo)致電壓下降，這種情況下，無功電力則會向上進行索取，從而導(dǎo)致不同分區(qū)之間的無功電力的長輸送和交換，增加電網(wǎng)損耗。所以在對無功補償設(shè)備進行總體規(guī)劃時，需要以總體平衡作為基礎(chǔ)點，合理對各個布局的補償方案進行優(yōu)化，確保實現(xiàn)補償效果的最佳狀態(tài)。

1.2 供電部門補償與用戶補償結(jié)合

在城鄉(xiāng)電網(wǎng)運行過程中，無功功率的消耗量，用戶占百分之五十至六十的比例，而其余的無功功率則消耗在輸配電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，所以對于無功功率在補償，單純就用戶進行補償或是單純對輸配電網(wǎng)絡(luò)進行補償都達不到補償?shù)男Ч?，所以為了確保無功功率在網(wǎng)絡(luò)中輸送量的減少，則需要由供電部門和用戶來對其共同進行就地補償，就地平衡。

長期以來，在很多地區(qū)實際的電力無功補償中，往重慶只單純對用戶進行補償，對于供電網(wǎng)絡(luò)雖然裝設(shè)了補償設(shè)備，但為了怕出事故，避免麻煩，則不使其投入運行，補償設(shè)備利用率處于一個較低水平，補償效果較差。而另一部分地區(qū)只對供電部門進行補償，而不對用戶進行無功補償。這兩種補償方式的存在，都無法保證電網(wǎng)無功電力的平衡，所以在進行無功補償時，需要根據(jù)整個電網(wǎng)對無功電力總的需求來充分的發(fā)揮供電部門和用戶的積極性，確保無功電力補償?shù)钠胶狻?/p>

1.3 分散補償與集中補償相結(jié)合，以分散為主

由于無功補償具有自身的特點，不僅需要考慮到總體上的平衡，而且還要確保局部補償?shù)膶崿F(xiàn)，同時在對用戶進行補償?shù)耐瑫r，也需要對輸配電線路進行補償，這就決定了補償方式的選擇，不僅需要采取分散補償，而且還要集中進行補償，而且二者還要有效的結(jié)合在一起，才能確保補償?shù)男Ч?/p>

目前在農(nóng)村電力網(wǎng)中采用的集中補償和分散補償相結(jié)合的原則，集中利用在變電站內(nèi)裝設(shè)容量較大的電容來實現(xiàn)集中補償，而分散補償則是在配電網(wǎng)絡(luò)中各個負荷區(qū)內(nèi)進行無功補償。之所以需要集中補償與分散補償相結(jié)合，是由于變電站內(nèi)的集中補償只是對變壓器本身的無功損耗進行補償，只是對變電站以上的輸電線路的無功電力進行減少，使供電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗得以降低，但用戶所需要的無功電力則仍需要由變電站以下的配電線路進行輸送，這就必然存在著一定的無功損耗產(chǎn)生，所以還需要利用分散補償來有效地降低線損的發(fā)生。特別是在當(dāng)前的城市電力網(wǎng)中，配電網(wǎng)線損所占總網(wǎng)線損比例較大，所以采取分散補償具有必然性，只有充分的利用分散補償，才能確保配電網(wǎng)內(nèi)的無功線損得以很好的降低，確保城鄉(xiāng)電力網(wǎng)線損率的下降。

1.4 降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主

利用并聯(lián)電容器進行無功補償，其主要目的是為了達到無功電力就地平衡，養(yǎng)活網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗，以降低線損。與此同時，也可以利用電容器組的分組投切，對電壓進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，但這只是并聯(lián)電容器補償?shù)妮o助目的。在一般情況以降損為主，調(diào)壓為輔。

對于某些樞紐性變電站或者電壓水平經(jīng)常偏低的變電站，有時需要裝設(shè)容量較大的電容器組，以控制網(wǎng)絡(luò)的無功潮流和改善電壓水平。其最終目的也是為了達到無功電力平衡，以提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行水平。

2 配電網(wǎng)無功補償現(xiàn)存的幾個問題

2.1 補償方式問題

目前在電網(wǎng)補償中，更多時候都將補償放在用戶側(cè)來進行，只對用戶側(cè)的功率因數(shù)進行補償，但這種補償方式并不能有效的降低電網(wǎng)整體的損耗的降低。在用戶側(cè)無功補償時往往是增加補償箱的設(shè)置，這對于降低損耗是有一定幫助的，但由于沒有對無功潮流進行具體的計算，所以無法確保補償設(shè)備的最優(yōu)化配置，各點補償量和補償方式無法達到最優(yōu)化，不能有效的發(fā)揮資金的經(jīng)濟效益。所以通過長期的實踐經(jīng)驗，在對配電網(wǎng)進行無功補償時，可以在配電變壓器的低壓側(cè)進行裝設(shè)無功補償裝置，從而確保分散和就地補償?shù)膶崿F(xiàn)。

2.2 諧波問題

諧波的產(chǎn)生不僅會導(dǎo)致電網(wǎng)受到污染，而且還會影響電網(wǎng)運行的可靠性。對于諧波的控制，可以通過電容器來進行，因為電容器對于高頻諧波污染具有良好的濾除作用，而且抗諧波能力也較強，但一旦諧波含量較大時，則會影響電容器的使用壽命，導(dǎo)致電容器受到不同程度的破損。這就需要在具有較大諧波及需要進行無功補償?shù)牡攸c需要加設(shè)濾波裝置，否則會導(dǎo)致一些補償設(shè)備受到不同程度的損壞，所以需要在進行無功補償設(shè)計時充分的考慮到諧波的存在及治理問題。

2.3 無功補償容量選擇問題

過補償會造成無功倒送，這是電力系統(tǒng)所不允許的，因為它會增加線路和變壓器損耗，加重線路負擔(dān)。采用固定電容器補償方式的用戶，在負荷低谷時，可能造成無功倒送。對于接觸器控制的補償柜，補償量是三相同調(diào)的，在三相負荷不對稱的情況下。就可能造成無功倒送。對于晶閘管控制的補償柜，雖然三相的補償量可以分調(diào)，但是很多廠家為了節(jié)約資金，只選擇一相做采樣和無功分析。于是至于選擇補償方式時，應(yīng)充分考慮這一點。

2.4 電壓調(diào)節(jié)方式的補償設(shè)備帶來的問題

有些無功補償設(shè)備是依據(jù)電壓來確定無功投切量的，這有助于保證用戶的電能質(zhì)量，但對電力系統(tǒng)而言卻并不可取。因為雖然線路電壓的波動主要由無功量變化引起，但線路的電壓水平是由系統(tǒng)情況決定的。當(dāng)線路電壓基準(zhǔn)偏高或偏低時，無功的投切量可能與實際需求相去甚遠，出現(xiàn)無功過補或欠補。

3 結(jié)束語

在電網(wǎng)運行過程中，配電網(wǎng)的無功補償是必需重點考慮的一個問題，在實際補償工作中，需要根據(jù)系統(tǒng)的特點來對補償設(shè)備進行合理的配置，確保補償方案的科學(xué)性和合理性，確保補償?shù)男Ч軌蜻_到預(yù)期的要求，減少配電網(wǎng)損耗的發(fā)生，確保配電網(wǎng)運行經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。

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