稳定10kV线路功率因数的补偿措施研究

黄刚

摘 要：文章就如何稳定10kV线路功率因数的补偿措施展开了讨论，并提出了相关的办法。通过文章的分析，希望能够为相关工作提供参考。

关键词：10kV线路；功率因数；补偿措施

随着人们的生活水平不断提高和科学技术的不断发展，人们在日常生活中越来越离不开电能，因此随之而来的就是电网容量不断增加，这意味着对电网无功的要求也在不断地提高。无功电源和有功电源的作用是差不多的，它们都是电力系统的重要组成部分，可以有效地保障电能和电压的质量，并且可以切实降低使用过程中的网络损耗，并确保电路可以安全运行。在整个电力系统中，要确保无功电源维持在平衡的状态，如果出现无功不平衡，那么极有可能造成系统电压下降的情况，如果放任不管，甚至会损坏相关设备、解列系统。除此之外，如果网络的功率因数和电压持续下降，那么电气设备就不会被充分利用起来，这样网络传输能力就无法发挥正常的水平，而且会增加一定的损耗。所以，如果能够有效解决网络无功补偿这个问题，那么就可以有效地实现降低网络损耗、节省能源的目的。

1 功率因数补偿的意义

功率因数作为交流电路中很重要的一项技术数据，它的高低和电气设备的利用率、电能消耗问题的分析和研究有着十分密切的关系。功率因数，主要是指任意两端网络的两端电压和其中电流之间的相位差的余弦。线路中的功率不仅仅和电压、电流有着直接的关系，和功率因数也有很大联系，而功率因数的大小，主要是看电路中负载的性质。如果功率因数比较低，电器想要正常工作就必须用较大的电流，这样就会增加输电线路上的电流，线路上焦耳热损耗就会不断提高，所以提高功率因数，可以降低线路中电流的大小，是有效降低损耗的办法，同时也能延长电器的使用寿命。

2 确定10kV线路无功补偿总容量

确定10kV线路无功补偿的容量有一个前提性的原则，那就是要保证功率因数有所提高。假如把电网的最大负荷月平均有功功率设为P，那么进行无功补偿前，功率因数设为cos？准1，将无功补偿后的功率因数设置为cos？准2，则可以按照下面的式子计算需要补偿的容量：

3 10kV线路无功补偿的实际案例

以下将以安徽省某县供电公司35kV鱼沟变电站10kV梁集105线路为例，进行无功补偿的具体分析。

3.1 对10kV梁集105线路的功率因数进行具体的分析

据有关数据统计，该县在2012年的前8个月，将10kV梁集105线路的功率因数进行了有效统计，如表1所示。

根据上表中的时间、有功电能量、无功电能量和功率因数的对比可以看到，105线路出现了明显的无功电能量不足的情况，如果不采取措施必将影响电网的正常运行，而如果采用定补的方式就会出现过度补偿的情况，所以在经过分析研究该线路具体的负荷和电流参数等等数据之后，决定使用智能型10kV线路无功补偿柜进行功率因数的补偿。

3.2 选定智能型无功补偿电容器

根据对数据的反复研究和讨论，最后决定使用XBZW-10型高压无功自动补偿装置来进行稳定10kV线路功率因数的补偿。这种装置在进行设计时将各个部件单元化，因此单件元件的体积较小，重量也不高，所以在进行搬运时非常方便。该装置不同部件之间连接采用的是带航空插头电缆，所以即便是在日后维护补偿时也相对比较简单。

这种装置是全自动型，可以根据线路具体的电压、功率因数、无功功率等等数据进行综合分析，并判断投切电容器的具体顺序，这样补偿线路无功的方式就具备高度的动态性，而且可以自行进行补偿，补偿也更加精细。

3.3 安装、调试、投运智能型无功补偿电容器

根据以上内容确定好具体的无功补偿方案之后，决定在2012年的9月份进行智能型无功补偿电容器的安装调试工作，确保鱼沟变电站10kV梁集105线路能够尽快正常使用。

首先，对线路负荷图进行审核，从图中确定梁集105线路总共15千米长，而它的配电变压器总容量大概在9550kVA左右。根据之前的使用情况可以判断，线路中后部的几个大的分支是负荷的主要集中点，尤其是在线路的末端，因此这些地方是最好的安装点，将高压无功自动补偿装置安装在这些地方，可以切实地降低线路运行时的损耗，从而实现线路功率因数的提高，并有效地使末端电压得到提高。

在这条线路上，最后一共使用了4套高壓无功补偿装置，具体分成了两种模式，其中一级定补两级动补模式共2套，而剩下的2套则是一级定补一级动补模式。具体数值是动补共900kvar，而定补共投入200kvar。这样的设置即将固定的无功负荷缺口考虑了进去，又切实对动态变化的负荷波动进行了考量，这样将通过多种组合模式实现两级三级的电容补偿，可以确保最大程度地补偿线路上的无功负荷，同时可以更好地达成线路节能的目的，从而为以后打造出优质配电线路提供了良好的开端。

3.4 完成补偿后的效果检查和最终取得的效益

根据上表数据可知，鱼沟变电站在2012年1月至8月期间，10kV梁集105线路的有功电能量总共为8338320kWh，根据这个数据进行大体的估算，可以推算出全年总共需要有功电能量约为12507480kWh。在进行无功补偿之前，线路的平均功率因数约为0.82，而在完成了无功补偿后，线路的平均功率因数达到了0.98，根据数据进行计算后发现，线路的损耗率下降了大约2.345%左右，一年里可以节省的有功电能量大约为270855kWh。根据当地的电价来计算，是每千瓦时0.55元，在完成了高压无功补偿装置的安装之后，该县鱼沟变电站10kV梁集105线路一年可以降低损耗的费用接近15万元，所以可以看到其中的经济效益是相当可观的。

4 结束语

根据以上情况可以得出结论，对线路进行无功补偿，可以切实提高线路的功率因数，使线路的供电能力获得优化，并且有效的降低了电压的损失，也避免了不必要的电网损耗。使用智能型无功补偿电容器是一个非常明智的决定，因为这种装置的无功补偿原理非常简单，而且安装并不复杂，所需要投入的资本也不是很高，在运行时有功损耗可以大幅度降低，在日后的运行维护也相当简单便利，并且整个运行过程非常安全可靠，所以值得推广使用。通过采用补偿电容器的办法对10kV线路功率因数进行有效补偿，是提高供电质量的有效措施，并且可以给城市或者农村带来非常明显的经济效益。

参考文献

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