10kV配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)研究

孫向博　陸迪　孔德龍

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)電力資源的需求逐漸的增多，為了確保電能的質(zhì)量最大限度的降低能源的損耗，需要積極的運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)。通過對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)在10 kV配電線路中的工作原理進(jìn)行掌握，深入細(xì)致的對(duì)10 kV配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：10 kV配電線路 無功補(bǔ)償技術(shù) 研究

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）06（b）-0020-02

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)也在快速的發(fā)展當(dāng)中，對(duì)電力資源的需求量也在逐步增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，城區(qū)中10 kV配電網(wǎng)分支較多，但是，由于配電變壓器缺乏人員進(jìn)行看守和自動(dòng)化投切設(shè)備較少，使得大部分企業(yè)采用的是固定的投入方式，無法根據(jù)實(shí)際的需求來進(jìn)行改變。目前，我國(guó)需要對(duì)10 kV配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行深入細(xì)致的研究，有助于電力事業(yè)的發(fā)展。

1 10 kV配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)原理和原則

1.1 運(yùn)用原理

在交流電路中，對(duì)于純電阻而言，電子元器件所負(fù)載的電壓和電流應(yīng)該具有相同的相位，但是，在純電感的負(fù)載中，電流值落后于電壓值90°；在純電容負(fù)載中，電流值超前于電壓值90°，也就是說純電容電路中的電流與純電感電路中的電流值相差了180°，可以抵消。當(dāng)電源處于供電狀態(tài)時(shí)，感性電路可以對(duì)外進(jìn)行能量的釋放，由此來進(jìn)行能量的交換，此時(shí)，感性負(fù)荷需要無功功率來支持工作。

1.2 運(yùn)用原則

（1）為了有效的降低線路中由于無功功率流動(dòng)所產(chǎn)生的功率損耗，補(bǔ)償無功功率需要按照就近的原則來進(jìn)行。（2）對(duì)配電變壓器勵(lì)磁中出現(xiàn)無功功率損耗的現(xiàn)象，可以選著固定模式來進(jìn)行補(bǔ)償，與此同時(shí)，需要對(duì)電容器的運(yùn)行能力和維護(hù)工作進(jìn)行全面的分析和考慮。每個(gè)配電勵(lì)磁的無功補(bǔ)償最好為兩處。（3）由于感性負(fù)荷的客戶端存在無功功率損耗的現(xiàn)象，因此必須從客戶端進(jìn)行入手，采取無功補(bǔ)償措施，與此同時(shí)，需要按照無功功率負(fù)荷的變化情況來對(duì)電容器組件進(jìn)行自由切換。

2 探究l0 kV配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)

2.1 技術(shù)要求

（1）為了有效的保證電力系統(tǒng)正常、安全的進(jìn)行工作，必須借助10 kV配電線路來增強(qiáng)供電的可靠性。對(duì)現(xiàn)有的農(nóng)村電網(wǎng)和城市電網(wǎng)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，并且在現(xiàn)有的10 kV配電線路上安裝無功補(bǔ)償系統(tǒng)，可以最大限度的提高電壓的質(zhì)量，使得電網(wǎng)的安全性和可靠性得以提高。（2）從我國(guó)電網(wǎng)公司所發(fā)布的電力文件中可以知道，10 kV的功率因數(shù)數(shù)值要大于0.9，電線的損耗程度要小于5%，與此同時(shí)，對(duì)供電線路上固定電容器組的使用情況進(jìn)行描述，線路需要以低負(fù)荷的數(shù)值來進(jìn)行計(jì)算；在自動(dòng)電容器使用過程中，以滿負(fù)荷數(shù)值來進(jìn)行計(jì)算，自動(dòng)補(bǔ)償與固定補(bǔ)償兩者進(jìn)行結(jié)合時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)。（3）對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行分析，借助10 kV配電系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。（4）在進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，需要嚴(yán)格的按照就地平衡原則進(jìn)行。農(nóng)村電網(wǎng)配電線路較為復(fù)雜，無法進(jìn)行統(tǒng)一，需要將自動(dòng)補(bǔ)償與固定補(bǔ)償、分散于集中等方式進(jìn)行有效的結(jié)合才能進(jìn)行。（5）在對(duì)配電線路的補(bǔ)償容量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要以該條線路中無功負(fù)荷的最小量與平均量?jī)烧邅磉M(jìn)行確定，并且，在線路中無功負(fù)荷的最小值小于無功負(fù)荷平均值。無功功率可以借助安裝固定補(bǔ)償裝置來進(jìn)行。以無功負(fù)荷的最小數(shù)值來對(duì)補(bǔ)償容量等問題進(jìn)行解決。在線路中，如果無功負(fù)荷數(shù)值較大，需要對(duì)線路的長(zhǎng)短進(jìn)行考慮，并且還需要對(duì)無功負(fù)荷所在的位置進(jìn)行分析。（6）無功補(bǔ)償技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)線路的損耗、電壓傳輸?shù)男Ч冗M(jìn)行全面的考慮，換句話說，也就是在線路上安裝電容器時(shí)，需要選擇在線路的末端2/3的位置處進(jìn)行安裝，此時(shí)補(bǔ)償容量是無功負(fù)荷的2/3。負(fù)荷較大并且線路較長(zhǎng)的部分，需要將自動(dòng)補(bǔ)償和固定補(bǔ)償兩者進(jìn)行有效的融合，選擇三點(diǎn)分散式來對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。在對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行，比如，農(nóng)村電網(wǎng)線路中不可設(shè)置過多的補(bǔ)償點(diǎn)，需要對(duì)控制模式進(jìn)行簡(jiǎn)化，可以借助安裝避雷器和熔斷器來對(duì)電壓和電流進(jìn)行保護(hù)。

2.2 安裝位置選擇及容量計(jì)算

（1）10 kV配電線路中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)補(bǔ)償電容進(jìn)行計(jì)算。配電網(wǎng)一般都是具有輻射性的，存在較多的分支和負(fù)荷點(diǎn)。因此，需要將分支線看作是無功損耗的線路，無功負(fù)荷總量就是各個(gè)分支線上節(jié)點(diǎn)的總和。當(dāng)分支線上有最小負(fù)荷存在時(shí)，可以將其合并在大的分支線上。最后，借助電網(wǎng)損耗的微增率來對(duì)最佳的補(bǔ)償容量進(jìn)行選擇。（2）10 kV配電線路中無功補(bǔ)償技術(shù)需要確定好安裝位置。電容器組一般都不會(huì)在干線處進(jìn)行安裝，大多選擇安裝在各個(gè)分支線上，然后分支線按照一定的不利來對(duì)補(bǔ)償容量進(jìn)行劃分，抱歉分支線上所分配的無功功率持平，最大限度的降低干線對(duì)無功負(fù)荷的傳輸，并且各個(gè)分支線上補(bǔ)償容量必須小于150 VA。如果分支線上補(bǔ)償容量超過150 VA，則需要對(duì)其進(jìn)行分組，將電容器組安裝在補(bǔ)償配電器的中心位置，并且各個(gè)電容器的距離需要控制在1 000 m。電容器需要獨(dú)立進(jìn)行架設(shè)，不能與配電變壓器一起架設(shè)，并且需要安裝避雷器來對(duì)電壓進(jìn)行保護(hù)。

2.3 保護(hù)及控制補(bǔ)償電容器

（1）控制原理。第一，功率的控制原理。對(duì)功率因素的上下限和無功功率的返回值進(jìn)行設(shè)定，從而對(duì)電容器組進(jìn)行控制。適用于線路負(fù)荷較重的場(chǎng)所。第二，電壓無功的控制原理。對(duì)于電壓因素的上下限和無功功率的返回值進(jìn)行設(shè)定，從而對(duì)電容器組進(jìn)行控制。適用于負(fù)荷變化較大的場(chǎng)合。（2）裝置保護(hù)。通常情況下，需要在開關(guān)控制箱中安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，并且根據(jù)環(huán)境和戶外補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)來進(jìn)行選擇，安裝合適的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，確保補(bǔ)償裝置可以安全、正常的進(jìn)行工作。（3）數(shù)據(jù)管理。人工的數(shù)據(jù)進(jìn)行抄寫，并且借助相應(yīng)的軟件來對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，從而對(duì)控制原理設(shè)定值的合理性進(jìn)行分析和判斷。（4）自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能。一是對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄。動(dòng)作之前和之后電流、電壓等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄。二是電測(cè)參數(shù)的監(jiān)測(cè)功能。對(duì)功率、電流、電壓等數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。三是控制功能。可以根據(jù)實(shí)際的情況有針對(duì)性的選擇方案來對(duì)其進(jìn)行控制。四是接口通信功能。能夠有效的抄取電流、電壓、功率等方面的數(shù)值。第五是顯示功能。對(duì)工作的狀態(tài)、補(bǔ)償?shù)膶?shí)踐、檢測(cè)電參數(shù)等數(shù)值進(jìn)行顯示。

3 結(jié)語

總之，10 kV配電線無功補(bǔ)償技術(shù)和配套設(shè)備的安裝，能夠有效的提高配電線路和電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，從而提高配電系統(tǒng)的工作效率，有效的改善供電質(zhì)量，最大限度的降低線路的損耗。因此，政府部門需要對(duì)技術(shù)創(chuàng)新和思想創(chuàng)新進(jìn)行重視，積極的發(fā)展我國(guó)的電力事業(yè)。

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