城市公用变压器无功补偿应用

摘要：近年来随着我国经济的发展，城市化发展脚步加快，城市居民生活对公用配变供电的需求也越来越大，给城市用电带来沉重压力。因此，城市配电面对这种压力，我国科研组提出以集中和分散无功补偿的方式减少公用变压器上的线路电量的损耗，从而缓解城市供电压力的设想，该设想的无功补偿方式能有效提高城市供电使用效率，所以研究该方法具有重大的意义。

关键词：原理分析；无功补偿方法；公用变压器

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）32-0042-02

目前我国城市生活供电网中的中压或者低压电线路，每年造成电量在线路中的损耗就达到每年电量使用总电量的20%左右，增加我国电能的损耗，加重电能使用压力。因此本文将从分散或者集中无功补偿降低中压或低压电网损耗的可能性进行探讨，强调加快研究无功补偿方法，并且尽快在实践中投入使用。

1 城市公用变压器无功补偿原理分析

城市公用变压器无功补偿原理就是在靠近供电网的最末端的地方安装集中或者分散无功补偿的变压器，从而提高电能使用效率，获得更好的经济效果，公用变压器选择安装在供电的末端是利用补偿点有效地减少无功电流造成的电路线损耗。目前我国城市公用电的变压器配置一般都是采用集中形式进行电网补偿，其最大的优点就是成本不高，并且容易进行后期维修管理，其使用结构也比较简单。但是这种补偿模式还是存在很多问题，该补偿方法只能在上一级设备电网中使用，可以减少一级电网中的电能损耗，而不能减少低压电网中的电能损耗。因此，要实现电网的整体节能，城市公用变压器就需要将补偿点向客户端靠拢，即采用分散的补偿方式。

由此可知，要使用城市公用变压器无功补偿法，就必须坚持分散式补偿和集中式补偿两者相结合的原则；把握好分散补偿与集中补偿在总体电网中的平衡；并且还要保证调压和降损之间的平衡，两者要以合理比例结合，不能只重降损而忽略调压，反之也不可；最后还要把握好用户与供电部门之间的补偿关系，只有把握好这些要求才能实现城市公用变压器无功补偿的实际应用效果。

2 城市低压配电网络中无功补偿的方法

城市公用变压器的无功补偿主要有三种方式：

2.1 跟踪补偿方式

城市低压配电网中的跟踪补偿方法指电网中无功补偿装置作为电网起保护功能，它能很好地控制低压电容器组中的电压补偿值，一般将一条电线上的补偿值控制在0.4kV左右，这种跟踪补偿方式的作用与替代补偿、随机补偿相当，但是它比其他两种的使用效果更好，在低压电网中也可以进行替换。

跟踪补偿方式的实用性主要表现：它在电网中的运行比较方便、灵活，并且维修工作很简单，涉及的范围小且维护工作比较集中，具有很强的稳定性和可靠性，使用寿命也比较长。但跟踪补偿的后期维护的方便要求前期投资就要一步到位，对补偿的配置要求比较高，因此前期的投资会很高。另外，这种补偿方式在进行电网保护和控制装置方面又比较复杂。

2.2 随器补偿方式

城市低电压配电网中的随器补偿方式是指补偿通过低压保险把低电压电容器安装在配电变压器上的使用过程，该方式是一种补偿变压器中空载无功的方式。由于配电变压器处于空载或者轻载时，变压器中的无功负荷主要靠空载励磁无功实现电网补偿，并且电网变压器空载无功又是用电客户端中无功负荷的一个重要组成部分，因此，如果使用的公用变压器是轻负荷时，变压器空载无功励磁将会造成电网电流的损耗，从而导致电能损耗急剧上升。但是随器补偿方式也有它的优点，这种补偿方式的维修也是相对而言比较简单的，维修工作也不复杂，对电网中出现的问题能及时维修解决，使配电变压器的使用效率得到提高，从而降低无功补偿的电能损耗量。总的来说，随器补偿方式也具有很高的使用性和经济效益，是目前城市公用配电变压器无功补偿的有效方式之一。

2.3 随机补偿方式

城市低压配电网变压器中的随机补偿方式也是城市电网无功补偿方式中一种比较有效的补偿方法，随机补偿方式指将电动机与低压电容器连接起来，然后将电动机进行一定的保护投切，同时还要对电动机的控制装置采用投切的无功补偿方法。城市低压配电网中的随机补偿方式的主要补偿功能是补励磁无功，这种补励磁无功可以减少电动机在运行中的无偿功率的耗损，从而实现节约用电的效果。这种低压配电网变压器无功补偿方法能很好地限制城市相关用电单位的无偿功率的超负荷使用引起的电能损耗。另外，城市低压配电网中的随机补偿的无功补偿方法能根据用电单位的无偿负荷使用情况，进行自动的电网无功补偿，当用电单位电动机停止使用时，该补偿方法又会自动停止无功补偿。由此可见，城市低压配电网中的随机补偿方式具有自动化、智能化的特点。不仅如此，随机补偿的低压电网的无功补偿方式在维护和管理上也比较简单容易，配置的使用也很灵活，是最安全的一种补偿方式，很少出现用电安全事故，并且这种补偿方式在使用时的成本也很低。至此，我们可以清楚地认识到，在几种低压配电网无功补偿方式中，随机补偿方式是最具可行性、合理性、安全性、实用性的一种无功补偿办法。所以在以后的研究中，我们也应该加紧对随机补偿方式的探索和研究，应该早日争取这种无功补偿设想投入实际生活中。

目前城市公用变压器无功补偿普遍采用集中式补偿，这种补偿产生效果只能在上一级的电网和设备上，对公用的低压网损耗不起作用。针对这种情况，某供电局采用了一种分散式跟踪无功补偿，根据线损原理，公用配变的一般损耗在6%～15%之间，而在使用跟踪补偿后，每条电线上的补偿值控制在0.4kV，低压网功率因数由0.7提高到0.9，这时线损降低到39.5%，公用配变的损耗降低到2.4%～5.9%。由此可见，降损效果极为明显，经济效益也很明显。

我们可以发现这三种低压无功补偿方式都具有很大的实用效果，三种补偿方式都能对相关用电单位的低压配置起到限制负荷超标的作用，减少电路中的电能流失和损耗，从而提高电网配电装置的整体使用效果，并且通过对城市无功补偿方法使用效果的提高，还能很好地提高相关单位电网功率的使用方法。

3 结语

随着城市化的发展，城市安全用电的安全以及节约用电已经成为社会关注的重点问题，尤其是城市低电压无功补偿。东莞虎门供电分局研究低电压无功补偿方法对缓解城市用电压力有着重要的意义。东莞虎门供电分局在日常工作中采用分散式补偿时，补偿电容器可以使用单相或者三相，对电容器采用定时型单组控制方式，即只对一个电容器进行投切控制。将补偿点出来的负荷电流值控制在50%左右，然后根据用户不同使用需求，在不同时段调整投入时段。如商业用电是10∶00～22∶00，住宅一般是11∶00～14∶00、18∶00～22∶00，而一般单位则在8∶00～12∶00、14∶30～16∶00。总之，东莞虎门供电分局工作人员要根据实际情况使用不同的补偿方式，在不同时段进行调整。

参考文献

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作者简介：王秩宜（1975—），男，广东东莞人，广东电网公司东莞虎门供电分局电力工程技术工程师，研究方向：供电局计划建设部门的配网规划、设计及配网工程建设、施工管理等。