10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方式分析與研究

黃國兵

（國網(wǎng)莆田供電公司，福建 莆田 351100）

目前，10kV配電網(wǎng)在我國的電力配送中占據(jù)主導(dǎo)地位，為人們的正常生活提供保障。但是，在配電的過程中存在疏漏，出現(xiàn)電壓不穩(wěn)或無法持續(xù)供電的現(xiàn)象。在運(yùn)行中存在無功的情況，激化電力系統(tǒng)中各運(yùn)行結(jié)構(gòu)之間的矛盾。我們應(yīng)該優(yōu)化現(xiàn)有的10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行補(bǔ)償處理。

1 10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆绞?/h2>

1．1 變電站集中補(bǔ)償

為了消除無功平衡的問題，電力企業(yè)可以采用變電站集中補(bǔ)償?shù)姆绞健＿@種方法是以科學(xué)技術(shù)為指導(dǎo)，在網(wǎng)路中進(jìn)行整改搭建新的線路。一般情況下，變電站集中補(bǔ)償?shù)姆绞街饕窃?0kV配電網(wǎng)的母線上安裝電容器的方式進(jìn)行集中的補(bǔ)償。這個補(bǔ)償裝置是由可以滿足集中補(bǔ)償需求的并聯(lián)電器、同步調(diào)相機(jī)、補(bǔ)償器等。它們?yōu)檠a(bǔ)償工作提供根本支持，是補(bǔ)償裝置中的重要零件。要根據(jù)裝置的需求，配置精良的零件與配件，提高補(bǔ)償?shù)男Ч?。但是，變電站集中補(bǔ)償?shù)姆绞竭€存在一定的弊端。因?yàn)橛秒娦枨罅康牟粩嗵岣?、?jié)能環(huán)保意識的不斷提升、變電站改造和補(bǔ)償裝置的使用效果不斷下降，導(dǎo)致原有的補(bǔ)償方式無法適用于所有的變電站。設(shè)備的研發(fā)投入下降，運(yùn)行中存在很多疏漏，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。同時，這種方法無法有效的解決電量的損耗問題，只能改良電網(wǎng)的功率。

1．2 低壓集中補(bǔ)償

低壓集中補(bǔ)償是以電壓開關(guān)作為紐帶把低壓電容器連接到配電變壓器低壓母線上。無功補(bǔ)償投切裝置起到調(diào)節(jié)的作用，根據(jù)不同的用電需求，進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。這種方法有一定的弊端，對電容器的調(diào)節(jié)具有整體性，無法分批地進(jìn)行調(diào)整。低壓集中補(bǔ)償可以有效地彌補(bǔ)電量的損耗，保證電網(wǎng)的電壓值處于穩(wěn)定的狀態(tài)。它可以優(yōu)化原有電路中的配變的功率因數(shù)，使損耗處于平衡的狀態(tài)。低壓集中補(bǔ)償具有操作簡單、施工工程量小、后期維護(hù)方便、保障無功就地平衡，加強(qiáng)配變利用率，減輕對電線的損害的優(yōu)點(diǎn)，在建設(shè)的過程中支出的金額較少，是目前最常見的補(bǔ)償方法。但是，只實(shí)際的工作中，應(yīng)該結(jié)合配電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行控制，保障電壓水平處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

1．3 桿上補(bǔ)償

桿上補(bǔ)償?shù)姆椒櫭剂x就是把變?nèi)萜骷拥绞彝獾臈U上或者搭建一個新的塔桿重新采取補(bǔ)償工作。這種方法可以有效地調(diào)整配電網(wǎng)的功率因數(shù)，有效地降低電量的損耗提高線路中的電壓。這種方法與其他的補(bǔ)償方法相比，操作性更高，可以發(fā)揮設(shè)備的補(bǔ)償性能。同時，還可以填補(bǔ)公用變壓器在運(yùn)行中的疏漏，在操作的過程中，對周圍的影響較小不會占據(jù)過多的面積。在安裝的過程中，要確定好具體的補(bǔ)償位置與容量值，保障的安裝的效果，避免出現(xiàn)返工的現(xiàn)象，從根本上減少維護(hù)的支出成本，保障線路的有效運(yùn)行。

1．4 用戶終端分散補(bǔ)償

這種補(bǔ)償方式與用戶的使用效果有直接的關(guān)系，它是在用戶的線路末端直接進(jìn)行補(bǔ)償工作。用戶終端分散補(bǔ)償具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，可以減少電量的損耗，保證電壓處于平衡的狀態(tài)。在進(jìn)行無功補(bǔ)償時，應(yīng)該配電變壓器的需求來確定具體的容量。但是，在實(shí)際的操作中有一定的問題，對設(shè)備的利用率不高。

2 10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用情況

2．1 無功補(bǔ)償?shù)淖饔?/h3>

無功補(bǔ)償就是以補(bǔ)償功率為出發(fā)點(diǎn)，通過提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，減少對供電變壓器以及隊(duì)形線路的損耗，從而提升供電的效果，調(diào)節(jié)供電模式的方法。無功補(bǔ)償在電力系統(tǒng)中具有重要的作用，科學(xué)地配置補(bǔ)償設(shè)備，降低對電網(wǎng)的傷害，提高配電的效果。如果，沒有結(jié)合實(shí)際供電量進(jìn)行合理配置，就會影響供電系統(tǒng)的有序運(yùn)行，電壓無法保持在穩(wěn)定狀態(tài)，無法滿足用戶的正常用電需求。它具有減少電能資源損耗的特點(diǎn)；優(yōu)化電能的使用效果，合理的裝置可以提高電能的質(zhì)量，更好地滿足居民的用電需求；激發(fā)供電設(shè)備的潛質(zhì)，當(dāng)有功的數(shù)值處于恒定時，那么無功的數(shù)值就會逐漸減少，隨之需要的配容量的數(shù)值也會逐漸地變少。當(dāng)容量處于恒定時，功率的因數(shù)不斷上升，無功的功率逐漸減少，電網(wǎng)中配送的有功功率逐漸增多。在電路中安裝補(bǔ)償設(shè)備，優(yōu)化功率的有效性。對線路中的功率進(jìn)行補(bǔ)償，減少發(fā)動機(jī)法無功功率的概率；減少用戶的電費(fèi)支出，提高電能的使用體驗(yàn)。

2．2 運(yùn)行的現(xiàn)狀

在無功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行中存在一定的問題，即電容器的使用壽命過低，更換的頻率過高；電容器的外熔斷器在運(yùn)行中經(jīng)常會出現(xiàn)損壞的情況；在運(yùn)行中，電容器得不到有效的使用。結(jié)合這三種問題，必須進(jìn)行有效的解決，改善無功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行效果，提升電容器的使用效率。所以，我們應(yīng)該考慮電流的情況配置適宜的電壓等級，減少電壓等級的偏差，避免對電容器造成影響。減少涌流對熔斷器的影響，設(shè)置合理的投切順序，減少熔斷的可能性。

2．3 運(yùn)行的技術(shù)要點(diǎn)

在10kV配電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)牟僮鲿r，要把控好相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)，協(xié)調(diào)安裝位置、周圍設(shè)備、后期維護(hù)、成本支出和保護(hù)裝置之間的關(guān)系。在以用電的需求為出發(fā)點(diǎn)設(shè)置合理的變?nèi)萜?。第一，確認(rèn)好需要補(bǔ)償?shù)娜萘?。在進(jìn)行這項(xiàng)操作時，要把控好容量的數(shù)值，避免出現(xiàn)容量過多影響電容器進(jìn)行散熱的情況。要根據(jù)操作的要求選擇適合的變電器，提高與線路的適配度。在設(shè)置具體的容量數(shù)值時，要以保障降低電路的損耗為前提，進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置。安裝變?nèi)萜髑?，要對整個線路進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否塵存在損壞的情況，考查電路的實(shí)際負(fù)荷情況，保障變電器發(fā)揮它的最大效用。第二，規(guī)范好安裝的位置。要以無功就地平衡原則為指導(dǎo)，可以減少無功電流。數(shù)據(jù)表明，在一條線路中，配置變電器的最佳位置在線路負(fù)荷的70%處。對安裝的位置進(jìn)行合理的規(guī)劃，優(yōu)化電路運(yùn)行的效果與電能的質(zhì)量。第三，選擇適宜的接線模式。要以設(shè)計(jì)圖紙為指導(dǎo)，每條線路最好只連接一臺電容器，減少故障發(fā)生的概率，減輕維修時的壓力。

為了保障使用的效果應(yīng)該做好以下措施：第一，把泄露比距最小值控制在24mm/kV。第二，保證額定的電壓為105kV，最高的工作電壓為12kV。第三，應(yīng)該單星型的連接方式，杜絕出現(xiàn)中性點(diǎn)接地的情況。第四，應(yīng)該用銅編織線進(jìn)行連接工作，在連接的兩端使用銅制的材料。第五，對電容器內(nèi)的電壓進(jìn)行迅速調(diào)節(jié)，確保其在6分鐘左右降低到45kV左右，11分鐘后完成放電工作。第六，要使用不銹鋼制作箱體。第七，采用相關(guān)機(jī)制對電容器進(jìn)行保護(hù)。處于過流、過壓、欠壓、放電時電容器無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。測量通過電流時，精度應(yīng)該控制在5%左右。

2．4 補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益

使用10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)，應(yīng)該充分考慮它所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。例如，以一條10kV的線路為例，它的總長度為28km，總?cè)萘繛?600kV·A，出口電壓為11kV，線路的負(fù)荷在32%左右，功率的補(bǔ)償數(shù)值為0.92和0.98，線損的補(bǔ)償為6.17%和5.08%。通過統(tǒng)計(jì)可知，節(jié)約的線損在7.1kV左右。結(jié)合目前的電費(fèi)可知，一年可以節(jié)約3萬多元的電能費(fèi)用。采用10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)，就有較大的經(jīng)濟(jì)價值。

3 10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化措施

3．1 隨機(jī)補(bǔ)償

實(shí)施無功補(bǔ)償工作時，把變電器組內(nèi)和發(fā)動機(jī)并聯(lián)起來的操作被稱為隨機(jī)補(bǔ)償。在運(yùn)行的時候，要對控制裝置、電動機(jī)和外部的保護(hù)裝置一同實(shí)施投切，從而達(dá)到補(bǔ)償功率的效果。隨機(jī)補(bǔ)償具有支出成本較低的優(yōu)勢，同時，實(shí)施補(bǔ)償操作時對周圍的影響較小，不會占據(jù)較大的空間，配置裝置時，不需要過于煩瑣的步驟，補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定性較高，實(shí)行能力較強(qiáng)，利于維修人員的后期管理與把控。

3．2 跟蹤補(bǔ)償

跟蹤補(bǔ)償是充分借鑒投切裝置的優(yōu)勢，把低壓電容腦組和配電變壓進(jìn)行連接，從而達(dá)到無功補(bǔ)償?shù)哪康?。跟蹤補(bǔ)償具有強(qiáng)的跟蹤能力，它可以很好地監(jiān)控電壓情況，可以直接地進(jìn)行補(bǔ)償工作，效果較為突出。但是，它與隨機(jī)補(bǔ)償相比，需要使用更多的設(shè)備與器械，加大補(bǔ)償?shù)某杀局С觯龆喟惭b的環(huán)節(jié)，提高安裝的困難性。

4 結(jié)語

綜上所述，企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償管理的重視度。它在運(yùn)行中的無功電能損耗情況影響我國電力企業(yè)的正常運(yùn)行，降低實(shí)際的經(jīng)濟(jì)收益。在改進(jìn)中，要著重分析出現(xiàn)無功現(xiàn)象的原因，結(jié)合10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的情況分析出最佳的補(bǔ)償方案，明確線路補(bǔ)償?shù)奈恢门c容量。