對(duì)10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用和要點(diǎn)分析

劉瓊

摘要：本文根據(jù)10kV配電網(wǎng)工作經(jīng)歷，描述了當(dāng)前10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際，展開了10kV配電網(wǎng)線損的分析和歸類，在論述無功補(bǔ)償技術(shù)意義和作用的基礎(chǔ)上，提供了10kV配電網(wǎng)應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)的要點(diǎn)，在降低線損的前提下，實(shí)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)的功能穩(wěn)定和設(shè)備安全。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；無功補(bǔ)償；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；補(bǔ)償點(diǎn)；補(bǔ)償容量

1 10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際

10kV配電網(wǎng)廣泛覆蓋城市小區(qū)、城鄉(xiāng)接合部和廣大農(nóng)村地區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)和生活發(fā)展速度的加快，10kV配電網(wǎng)在運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生了諸多矛盾，例如：供電能力和用戶需要之間、電網(wǎng)規(guī)模與電網(wǎng)實(shí)際負(fù)載之間、負(fù)荷中心與配送中心之間，都存在著嚴(yán)重的矛盾，如果不加以解決不但不利于電力事業(yè)的進(jìn)步，還會(huì)降低區(qū)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，喪失可持續(xù)發(fā)展的能力。

1.1 10kV配電網(wǎng)的不足

根據(jù)10kV配電網(wǎng)維護(hù)和管理工作實(shí)際，可以看出10kV配電網(wǎng)存在著不足：第一，10kV配電網(wǎng)的設(shè)備陳舊，不能適應(yīng)生產(chǎn)和生活中對(duì)電力的質(zhì)量和數(shù)量需求，經(jīng)常出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的狀況，使10kV配電網(wǎng)電能損失率長(zhǎng)期居高不下。第二，10kV配電網(wǎng)用戶端電壓偏低，這種現(xiàn)象除了配電網(wǎng)設(shè)計(jì)存在問題外，線路過長(zhǎng)或供電途徑迂回也是產(chǎn)生這一問題的主要原因。第三，10kV配電網(wǎng)存在配變電網(wǎng)點(diǎn)單一、變電所（變壓器）位置設(shè)置不合理等特點(diǎn)。

1.2 10kV配電網(wǎng)損失量較大的原因

10kV配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中存在著功率因數(shù)低、無功損耗過多、電壓質(zhì)量差、線路損耗大、供電半徑不合理、補(bǔ)償設(shè)備少、電網(wǎng)容量不足等現(xiàn)象，這些會(huì)導(dǎo)致10kV配電網(wǎng)出現(xiàn)線路或設(shè)備上較大的電力損失，造成生產(chǎn)和生活的種種不便，并容易形成電力計(jì)量問題，如果處理不好，將會(huì)造成電力企業(yè)與用戶、電力企業(yè)與社會(huì)間嚴(yán)重的對(duì)立。

2 10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)

2.1無功補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)

無功補(bǔ)償是利用電能分布和電氣設(shè)備用電的特點(diǎn)，采用無功平衡和補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)措施，提升配電網(wǎng)電能的質(zhì)量，在確保配電網(wǎng)供電穩(wěn)定性的同時(shí)，降低配電網(wǎng)線路的損耗，系統(tǒng)性地促進(jìn)配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2無功補(bǔ)償?shù)囊饬x

無功補(bǔ)償技術(shù)可以提高10kV配電網(wǎng)的有功功率因數(shù)，可以有效降低10kV配電網(wǎng)的線損；可以降低10kV配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)容量，達(dá)到降低電力企業(yè)成本的目的。

2.3無功補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

2.3.1無功補(bǔ)償對(duì)配電網(wǎng)損耗的作用無功補(bǔ)償可以降低配電的線損率，提高線路的功率因數(shù)，這會(huì)優(yōu)化供電企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，減少企業(yè)的不必要支出，在客觀上增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3.2無功補(bǔ)償對(duì)供電電壓的作用10kV配電網(wǎng)可以利用無功補(bǔ)償技術(shù)來降低電網(wǎng)電流，進(jìn)而達(dá)到提高線路末端電壓的效果，從而達(dá)到提升電網(wǎng)供電質(zhì)量，降低配電網(wǎng)電能損耗的目的。

3 10kV配電網(wǎng)應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)的要點(diǎn)

10kV配電網(wǎng)應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)時(shí)應(yīng)該注意設(shè)備空間、安裝環(huán)境、維護(hù)工作量、控制成本以及保護(hù)裝置的配置等客觀環(huán)境的影響。所以，一定要結(jié)合工程的實(shí)際需求來對(duì)其進(jìn)行合理的設(shè)置，在10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置安裝過程中要注意以下幾點(diǎn)：

第一，10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償容量的確定。在對(duì)配網(wǎng)線路無功補(bǔ)償時(shí)，一定要對(duì)其容量進(jìn)行嚴(yán)格控制，要防止過多、過密的無功補(bǔ)償電容器帶來的散熱影響和安全隱患，對(duì)于10kV及以下的配電網(wǎng)最好采用設(shè)計(jì)要求和強(qiáng)制規(guī)范的電容器組。在對(duì)配電線路上的無功補(bǔ)償裝置的容量進(jìn)行設(shè)置時(shí)，一定要以最大程度地降低線損為設(shè)置原則。一般情況下，無功補(bǔ)償裝置的容量最好為線路平均無功負(fù)荷的2/3，因此，在安裝無功補(bǔ)償裝置時(shí)，一定要對(duì)待裝線路的實(shí)際負(fù)荷情況進(jìn)行全面的調(diào)查、分析，以此確定無功補(bǔ)償裝置的容量范圍。第二，確定補(bǔ)償裝置的安裝位置。在選擇無功補(bǔ)償裝置的安裝位置時(shí)，一定要遵循無功就地平衡的原則，且在安裝的過程中，一定要盡量減少配網(wǎng)主線上的無功電流。大量的實(shí)踐及研究表明，每條配網(wǎng)線路上最好只安裝1臺(tái)無功補(bǔ)償裝置，其最佳的位置在負(fù)荷的2/3處。通過對(duì)電容器的最佳安裝位置以及無功補(bǔ)償?shù)娜萘窟@兩方面的內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，就能改善電網(wǎng)運(yùn)行過程中的線路損耗及電壓質(zhì)量，使其滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)過程中對(duì)電力的需求。第三，確定無功補(bǔ)償裝置的接線形式。在對(duì)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行接線的過程中，要根據(jù)設(shè)計(jì)和配電網(wǎng)實(shí)際選擇接線形式，每相最好只連接1臺(tái)電容器裝置，以便降低補(bǔ)償裝置在運(yùn)行過程中的故障率。

4.10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的安裝和接線

10kV 配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置安裝技術(shù)要點(diǎn)是：（1）必須要保證接入智能控制器的電壓、電流的相位正確，才能確保投退電容器指令正確。因?yàn)?，在安裝過程中易發(fā)生電流互感器反相、電壓電流錯(cuò)位的情況，因此，裝置安裝完成，初次投入運(yùn)行時(shí)，必須實(shí)測(cè)輸入智能控制器的電壓、電流的相序和相位；（2）電流互感器必須監(jiān)測(cè)配電變壓器的總電流，即電流互感器必須裝在并聯(lián)電容器之前的總路上，這樣智能控制器才能感知投退電容器后的電流相位變化；（3）保證分補(bǔ)電容器與應(yīng)補(bǔ)的單相負(fù)荷相對(duì)應(yīng)，即哪一相功率因數(shù)低則應(yīng)投入對(duì)應(yīng)相的分補(bǔ)電容器。10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置測(cè)量點(diǎn)的接線，主要是補(bǔ)償裝置的電容器組和電流的引入點(diǎn)，特別是電流的引入點(diǎn)，在實(shí)際接線中往往被忽視。電容器組的引入點(diǎn)，指電容器組的進(jìn)線在被補(bǔ)償系統(tǒng)中的"T"接點(diǎn)；電流的引入點(diǎn)，指補(bǔ)償裝置用的電流互感器在被補(bǔ)償系統(tǒng)中的安裝點(diǎn)。正確的方法是，以負(fù)荷的供電電源為參考點(diǎn)，電流互感器的安裝點(diǎn)必須在電容器組的總進(jìn)線"T"接點(diǎn)電源之間，即電流互感器測(cè)量的電流必須包含流過電容器組的電流，否則，在電容器分組投、切狀態(tài)中，無功補(bǔ)償裝置測(cè)量顯示的有功、無功功率和cosm值都不會(huì)變化，造成無功補(bǔ)償裝置投、切效果無法判斷。這個(gè)問題不引起重視，必然在安裝過程中造成隱患和返工。

5.10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的效益分析

在配電網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)越高，則電網(wǎng)中的視在功率用來供給用戶的有功功率越大，線路的無功功率損耗越小，電網(wǎng)的輸電損耗便越小。適當(dāng)利用10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置提高配電網(wǎng)及用戶的功率因數(shù)，不但可以充分提高供電設(shè)備效率，減少線路損失，改善電壓質(zhì)量，而且可以提高用戶用電設(shè)備的工作效率，并為用戶節(jié)約電能。例如某條10kV供電線路，有功負(fù)荷為3000kW，線路長(zhǎng)4.5km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ.95（電阻率取0.33D/km）。在沒有加裝無功補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)為0.8?？梢杂?jì)算出：線路電流為216.5A，線路電阻消耗功率為 185kW，線損率為5.83%，線路壓降為0.495kV，即母線出線電壓需為10.495kV才能保證負(fù)荷端電壓為10kV。在加裝無功補(bǔ)償裝置設(shè)備將功率因數(shù)提高到0.95后，可以計(jì)算出：線路電流為182.3A，線路電阻消耗功率131kW，線損率為4.20%，線路壓降為0.417kV。由此典型10kV線路可以看出，負(fù)荷功率因數(shù)由0.8提高至0.95，其線損率可降低1.63%。對(duì)于'個(gè)年售電量10億kW/h的縣級(jí)供電企業(yè)而言，1.6%的線損率，按均價(jià)0.5元/（kW·h）計(jì)算，就是 800萬元的經(jīng)濟(jì)效益。因此，10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。量，消費(fèi)效率=n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝食量，n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量。綜上所述，對(duì)樹枝式放射狀結(jié)構(gòu)的公用線路，合理調(diào)整補(bǔ)償位置和補(bǔ)償容量，能夠以較小的代價(jià)，大幅降低損耗。

6總結(jié)

10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償是一項(xiàng)建設(shè)性的技術(shù)措施，對(duì)電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有及其重要作用。