无功补偿装置在鹤岗矿区电网中的应用

鹤岗诚基水电热力公司 供电车间 马凤辉

随着工业企业的高速发展和生活水平的不断提高，人们对电力的需求日益增长，对供电可靠性和供电质量也提出了更高的要求。随着鹤岗矿区负荷的不断增加，矿区对电力系统网络进行了增容，对电力设备进行了改造，但仍无法满足矿区用电要求，因此，矿区结合供电网络的实际情况，增加了无功补偿装置，以进一步减少电能损失，增加电能利用率。

近年来，鹤岗矿区对大部分配电线路进行了设备更换、改造，线路状况有所改善，根据水利部《电力系统电压和无功电力技术导则》的规定和电网改造的技术要求，高压供电的工业用户和装有负载调整的高压供电装置的电力用户其功率因数应＞0.9。矿区变电所随对设备、线路进行了改造，但由于线路较长，分支较多，线路供电半径大，部分供电功率因数仍达不到要求。为了避免低功率因数对供电线路、设备造成负面影响，经过计算、方案设计、评估后，矿区决定采用无功自动补偿装置对矿区配电网系统进行补偿，采用集中补偿和分散补偿相结合的方式对输、配电系统进行补偿。

一、高压电容器集中补偿在变电站的具体应用及效果

2012年4月中旬，竣德变及其配出的10 kV配电线路改造工程竣工，5月份正式运行。5月份数据统计表明，当月配出总盘有功功率为569 400 kW，无功功率为441 903 kvar，功率因数为0.79，无功损耗量较大，经过计算和设备选型，竣德变电所决定，在10 kV母线上加装集合式高压电容器，采用集中补偿方式对母线进行补偿。矿区变电所之前采用的补偿电容器需要单独的电容器室，所需空间大，维护单量大。而BAMH集合式高压并联电容器是由高压真空断路器、串联抗电器、氧化锌避雷器及防电线圈等设备组成的高压并联电容器装置，具有装置结构简单、体积小、容量大、占地面积小、安装使用方便的优点，为全户外式，从而大大节省了基建费用，具有良好的经济效益和社会效益。竣德变电所10 kV母线投入无功补偿装置的补偿效果见表1。

表1 竣德变电所10 kV 母线投入无功补偿装置的补偿效果

二、配电无功补偿装置在配变上的应用及效果

在各分线配网中采用分散式无功补偿，通过计算，给出符合优化目标的补偿点位置、补偿容量和变压器分接头的最佳位置；要考虑补偿设备的投资、折旧、电价的分时计算等因素，实现补偿成本最小化，综合效益最大化。配变低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高，降损节能效果好，但由于配电变压器的数量多、安装地点分散，导致补偿工程投资较大，运行维护工作量大，因此配电网中不可能在每个配变低压侧都进行补偿，配电所决定主要在额定容量大于100 kV·A的配变低压侧进行无功补偿，再在杆上进行选点无功补偿，使配电网的线损降到最小。由于配电网的最小负荷和最大负荷相差大，应采用可投切并联电容器无功补偿装置进行补偿。竣德变电所10 kV配出线路安装补偿装置后，有效解决了部分线路设备过负荷发热引起的停电事故，提高了电能的利用率，降低了线路和变压器中的有功功率和电能的损耗。竣德变电所10 kV配出线路投入无功补偿的效果见表2。

表2 竣德变电所10 kV 配出线路投入无功补偿的效果

提高设备的利用率，对于原有供电设备来讲，在同样有功功率的条件下，因功率因数提高，负荷电流减少，故在向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备上都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要。如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，导致输送无功电流减少，使系统不至于过载运行，从而发挥原有设备的潜力。对企业来说，则能降低设备的容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以降低所选变压器容量。因此，使用无功补偿可以减少初次投资费用。

无功补偿还能能改善电压质量，但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，无功补偿的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用。

三、结论

合理采用无功补偿可以有效提高供电系统的功率因数，有效维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损，减少发电费用，这是一项投资少，收效快的节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省，可以保证电压合格率和合理的功率因数。矿区配网平均功率因数偏低，都有降低线损的潜力，但35 kV及以上电压电力网和配电网无功优化的协调配合问题有待于进一步的研究。