10 kV电力用户无功补偿运行方式分析

张林

摘 要：本文首先探讨了10kv配电线路中无功补偿的基本技术原理与应用原则，并对10kv配电网无功补偿方式的选择进行研究，最后分析了10kv电力用户无功补偿的运行方式，为10kv电力用户武功补偿技术的选择与应用提供资料参考。

关键词：10kv；电力用户；无功补偿；运行方式

无功补偿是改善电网质量，实现电网运行节能降耗的重要途径。我国作为发展中国家，面临着比较严峻的能源危机。想要更好的解决电网运营中电能的损耗，做好无功补偿技术的应用至关重要。但我国电网信息化建设起步较晚，当前的电力用户无功补偿技术仍然比较传统，如何通过技术选择优化和技术优化提高电力用户无功补偿设计质量，已经成为当前电网建设和电力用户能源节约的关键。

一、10 kV配电线路中无功补偿的基本技术原理与应用原则浅析

1、技术应用的原理

在配电线路中运行过程中，电阻元件的负荷电压与电流的相位是相同的，而纯电感的负荷中电流相对电压是相对滞后的，纯电容的负载中电流相对电压的超前的，这也说明纯电容电流和纯电感电流之间的相位差是反向的，这样就可以进行相互抵消。在进行供电时，容性负载和感性负载之间可以利用释放和吸收能量来进行相互交换，这样感性负荷所需要的无功功率就可以利用容性负荷所释放的无功功率来得到相应的补偿，这样就能够解决无功功率的问题。无功就地补偿容量可以根据以下经验公式确定：Q≤UΙ0式中：Q---无功补偿容量（kvar）；U---电动机的额定电压（V）；Ι0---电动机空载电流（A）；但是无功就地补偿也有其缺点：⑴不能全面取代高压集中补偿和低压分组补偿；众所周之，无功补偿按其安装位置和接线方法可分为：高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地补偿。其中就地补偿区域最大，效果也好。但它总的电容器安装容量比其它两种方式要大，电容器利用率也低。高压集中补偿和低压分组补偿的电容器容量相对较小，利用率也高，且能补偿变压器自身的无功损耗。为此，这三种补偿方式各有应用范围，应结合实际确定使用场合，各司其职分类

2、无功补偿技术的应用原则

首先，为了保证减低线路上因无功功率不断而产生的损耗，补偿无功功率的应用要按照就近的原则来进行。其次，配变励磁中的武功损耗要采用相对固定的模式来进行补偿，在考虑到电容器的性能和维护等相关条件时，线路无功补偿的位置要控制在三路以内。线路正在进行无功功率损耗时，还要讲无功功率的配变考虑在内，并且注意无功补偿的合理性。最后，在感性负荷的客户端中，客户端的位置要采用无功补偿的措施，这样无功补偿变压器的绕组和感性负荷所产生的无功损耗就会得到补偿，而无功负荷变化也会对电容器组产生一定的影响。这样在电力线路运行过程中，如果没有进行补偿，那么无功补偿越高质量就会越好。

二、无功补偿方式的选择

1、变电站补偿

针对电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是平衡电网的无功功率，改善电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10 kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点，缺点是这种补偿方式对10 kV配电网的降损不起作用。

2、配电线路补偿

即通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。线路补偿点不宜过多；控制方式应从简，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；保护也要从简，可采用熔断器和避雷器作为过流和过压保护。线路补偿方式主要提供线路和公用变压器需要的无功，该种方式具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点，适用于功率因数低、负荷重的长线路。缺点是存在适应能力差，重载情况下补偿不足等问题。

3、随机补偿

随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电动机同时投切的一种无功补偿方式。县级配电网中有很大一部分的无功功率消耗在电动机上，因此，搞好电动机的无功补偿，使其无功就地平衡，既能减少配电线路的损耗，同时还可以提高电动机的出力。随机补偿的优点是用电设备运行时，无功补偿装置投入；用电设备停运时，补偿装置退出。更具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低的特点。适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，可较好的限制配电网无功峰荷。

4、随器补偿

随器补偿是指将低压电容器通过低压熔断器接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配电变压器在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配电变压器空载无功是农网无功负荷的主要部分.随器补偿的优点是接线简单，维护管理方便，能有效地补偿配电变压器空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配电变压器利用率，降低无功网损，提高用户的功率因数，改善用户的电压质量，具有较高的经济性，是目前无功补偿最有效的手段之一。

三、无功补偿技术的配置方法

1、基本思想

电网在实际运行过程中的负载是经常变动的，依照单一的负荷计算来进行补偿方案的制定与实际脱节，但是又不可能考虑到各个负荷的运行方式。因此，可以尝试使用近似的最大、岁自傲以及一般3重运行方式来表示不断变化的负荷，从而简化问题。在最大负荷的条件下，可以根据电压的合格率调整相应的补偿方案；在最小的负荷条件下，通过确定初始补偿，以避免无功倒送的发生。

2、补偿方案的制定及调整

最佳补偿点的选择可以根据无功精确二次矩进行，定义为：由于配电网的结构为树形，因此决定了末端的电压最低。其中RDI越大的距离末端的节点越近，机可以通过在RDI较大的节点防治电容器以改善电压质量。而括号内表示节点i的无功功率对整个网损的影响，此项越大表示节点越敏感。降低了该点的负荷无功功率也就降低了整个网损。同时又为了避免过补偿的发生，可以进行潮流的计算，以获得最初始的补偿点k。对于一条10kv线路，电压合格率可以表示为f=max，如果确定的补偿方案所得到的电压合格率小于要求值，应该重新选择补偿点。即选择最大运行方式下的最低电压点为新补偿点，而改点的无功功率为补偿容量，如此重复的进行下去，直到合格的电压合格率。

综上所述，无功补偿技术作为电力供电系统的关键技术，其补偿运行方式的选择直接影响着供电稳定性、可靠性，并且是安全供电和较少损耗的重要途径。在配电网新建和改革不断推进的今天，无功补偿技术的应用对电网发展的意义更大，甚至决定了现代智能电网建设的推进速度。相信随着技术的发展和经验的积累，我国配电网无功补偿技术将会进一步进步与提高，为我国现代配电网的建设，为社会的进步和经济的发展做出更大的贡献。

参考文献：

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