配电网高效降损的一种无功补偿方法

颜炳达　聂瑞琪　熊卿府

（1.辉县市供电公司，河南　新乡　453600；2.郑州市供电公司，河南　郑州　450006）

配电网高效降损的一种无功补偿方法

颜炳达1聂瑞琪1熊卿府2

（1.辉县市供电公司，河南新乡453600；2.郑州市供电公司，河南郑州450006）

配电网降损节能与提高电能质量工作的要点是减少通过10kV线路的无功电流，主要工作是做好配电网无功补偿。而目前，我国配电网的无功补偿方式良莠不齐。基于此，在分析配网无功组成的前提下，介绍全无功随器自动补偿装置的性能与特征。

配电网；高效降损；全无功；随器就地补偿；实用性

电能由发电厂，经过超高压电网、高压电网、配电网和企业电网到用电设备，电流（I）经过输电线路、变压器和电动机的电阻（R）时，因发热产生功率损耗（△P=3×I2× R），其以热能的形式散发到周围的介质中，这种损耗叫做线路电能损耗，简称线损。线损高低反映了电网管理部门的运行技术与管理水平。配电网10kV以下的线损约占总损耗的43%，所以降低配电网的损耗是整个电网降损工作的重要环节。

配电网降损节能与提高电能质量工作的要点是减少通过联络线及联络变压器中电流的无功分量，主要工作是做好配电网无功补偿，核心是就地补偿，其包括用户及变电站的无功补偿量两方面。无功就地补偿原则包括三要素：什么地方用无功就在什么地方补偿；什么时候用无功就什么时候补偿；用多少无功就补偿多少。

目前，我国配电网的无功补偿方式良莠不齐，大多含有异地补偿成分，效益差别较大，为推动配网高效降损工作，充分发挥配电网无功补偿的投资、补偿与质量效益，在分析配网无功组成的前提下，通过本文介绍并推荐一种新型的“全无功随器自动补偿装置”，具备新颖性、创造性和实用性［1］，实践证明其完全符合无功就地补偿原则，高效降损，在配电网无功补偿实践中取得了预期且满意的效果。

1　配电网无功补偿主体

配电网的电压低，输电线路的电纳小，电抗小，充电无功少，无功损耗少，相对于负荷无功及变压器无功而言可以忽略。已有研究分析了农村电网的无功负荷组成（见表1），城市电网的负荷比农村电网大，配电变压器的无功损耗比例稍大，但配网整体的无功损耗比例组成相差不大。

因此，只要用户及配电变压器的无功损耗做到完全补偿，配电网的输电线路中就只有少量无功（5.2%）流动，损耗就可大大减少，电压质量就可以大大提高。因此，配电网无功补偿的主体是用户无功及配电变压器的无功损耗。

表1　10kV电网无功负载组成分析

2　全无功随器自动补偿方法

近几年，各个方面介绍配电网降损节能方法的文献很多，本文介绍全无功随器自动补偿方法。随器是指补偿变压器，即就地补偿；全无功即指把配电变压器的无功损耗完全补偿，也要在此处补偿用户无功，不要留给上一级变电站进行补偿；自动补偿就是说跟踪无功负荷含无功损耗的变化进行补偿。

3　高效降损

3.1理论计算

用等值变压器法，取S9-50、100、200、315等几种不同型号变压器为例，在不同负载率下，从低压侧对变压器无功损耗进行完全补偿，降损效益计算结果见表2，节电效益在4%～15%。如还要包括补偿用户无功，效益将更显著。

3.2科学鉴定

某木材加工厂有S9型变压器1台，容量为250kVA、10/0.4kV、无载调压，低压侧安装了全无功随器自动补偿装置，装有6、10、15、20kVAR和20kVAR五组电容器，合计71kVAR，接触器控制方式，国家电网计量中心，对使用的全无功补偿装置效益进行科学鉴定，测试时间1d。测试结果充分说明所有负载率下电容器组的投切正确，基本保持了变压器高压侧的功率因数都为1.0的补偿效果。表3列出8种电容器组合方式下的补偿结果。

3.3工程实践

3.3.16kV高南线无功补偿效益。安装全无功随器就地补偿装置前，采用高压线路无功补偿方式，安装电容器300kVAR。改造前和改造后的效益分别见表4和表5。

3.3.210kV石固线无功补偿效益。河南省长葛市电力公司，2010年4月10kV的石固线23个台区，全部安装了全无功随器自动补偿装置，运行3个月后，证明该线功率因数从0.85提升到0.95，线路损失下降2%左右。同年8月，又在南席供电所的10kV方于、阎寨、南席、套楼及马武等5条线路上安装38套全无功随器就地补偿装置，线路功率因数从0.86提升到0.95，效益明显。

3.3.310kV潘木线无功补偿效益。河南省卢氏县电业局潘河供电所的一条10kV潘木线，供电半径大，负荷率低，共32台配电变压器，总容量2 220kVA，并有1座小型水电站，2009年9月投入18套全无功随器就地补偿装置，运行1a后，线损率从17%下降到12%，不到2a就可以收回投资。

4　全无功随器自动补偿装置特征

4.1无功平衡优先

如出现电压越下限，应优先考虑增加电容器补偿容量策略，尽量做到无功就地平衡后再考虑调节变压器分接头措施，这就是无功平衡优先措施；相反依然。

4.2配网全无功补偿影响全局

配电网无功负荷及损耗占全网总量的50%左右，做好配电网全无功补偿影响全局，只要做好了配网全无功补偿，大大减少了其他电压等级电网的无功补偿容量与损耗。110kV的10kV线路无功做到了全补偿，110kV及以上电压等级的联络变电器及输电线路上站的无功潮流只剩有充电无功与线路无功。

4.3系统架构适应性强

模块化设计，可组屏使用，适应不同用户需求（见图1）。

表2　几种变压器不同负载率下补偿效益结算结果

表3　8种电容器组合方式下的补偿结果

表4　高南线无功补偿改造前

表5　高南线安装去无功随器就地补偿后

图1　系统框架图

4.4监测认证

国家电网计量中心，测试报告，编号10-IX005，2010 年12月22日。

ZL 2009102276532。

5　结语

配电网损耗占全网线损的50%左右，降低配电网运行损耗的唯一方法就是就地无功全补偿方法，只有如此，线路上及配电变压器中才会有最少量的无功流动。鉴定降低线路损耗无功补偿方法是否科学，也只有用这个尺度进行衡量。全无功随器自动补偿装置的原理与做法诚然简单，却比人为复杂化的优化方法科学简单明了，具备新颖性、创造性和实用性。以往真正按无功就地补偿的工程太少了，所以全无功随器自动补偿装置值得推行，真正做到投资一分钱就有一分用，购买一个千乏电容器就起到一个千乏的作用，这就是投资效率高，降损与提高电压质量效益好。

A Reactive Power Compensation Method for High Efficiency Reduction of Distribution Network

Yan Bingda1Nie Ruiqi1Xiong Qingfu2
（1.Huixian Power Supply Company，Xinxiang Henan 453600；2.Zhengzhou Power Supply Company，Zhengzhou Henan 450006）

The main point of reducing power loss and improving power quality of distribution network is to reduce the reactive current of the 10 thousand volt power line，the main work is to do a good job in the distribution network reactive power compensation.At present，reactive power compensation of distribution network in China is uneven in quality.Based on this，this paper introduced the performance and characteristics of the automatic compensation device of the reactive power.

distribution network；efficient reduction；reactive power；local compensation；practicability

TM714.3

A

1003-5168（2016）05-0136-03

2016-04-19

颜炳达（1988-），男，本科，研究方向：配网自动化；聂瑞琪（1988-），女，本科，助理工程师，研究方向：电力信息安全；熊卿府（1963-），男，本科，研究方向：配电网建设、运行、技术管理。

［1］中华人民共和国知识产权局.一种无功自动补偿方法：中国，ZL 2009102276532［P］，2011-04-13.