城市配电网无功补偿优化配置的应用

李松涛

摘要 随着社会经济的发展和城镇化建设进程的加快，电力企业发展速度越来越快，对城市发展和建设具有重要作用。然而配电网在实际运行过程中存在一定的无功电能损耗问题，在很大程度上降低了电力系统的运行效率，不利于城市供电事业的发展，因而对城市配电网进行无功补偿优化配置是非常重要的。本文主要针对无功补偿技术现状进行分析，并探讨了无功补偿优化配置的具体应用措施，希望为城市配电网无功补偿提供参考依据。

【关键词】城市配电网 无功补偿 现状 优化配置

由于配电网在实际运行过程中需要消耗一定的无功功率，这会产生网络损耗、占用设备容量、在变压器和配电线路上形成电压降落，对电力企业设备的安全运行造成不利的影响，且降低了企业的经济效益。因而对配电网进行无功补偿对降低系统损耗具有重要意义。现阶段，在配电网中广泛应用了配电变压器监测系统，提高了配电系统的自动化性能，然而这些系统仍然以监测为主，没有有效应用于配电网无功补偿中。通常在变压器低压侧装设无功补偿装置来实现就地无功补偿，这样能够降低网络损耗，同时改善配电线路的无功分布，然而由于建设资金以及配电变压器数量等因素的影响，要想在每个配电变压器低压侧都安装无功补偿装置是不现实的，因而需要研究配电网的无功补偿优化配置。

1 无功补偿技术中存在的问题

1.1 补偿方式

现阶段，很多电力部门将配电网无功补偿的重点放在补偿用户的功率因数上，而实际电网运行中，能源损耗较大的原因是较为密集的相关线路损耗，因而要想实现配电网物无功补偿的优化，就必须降低电网的损耗。通常来说，添加一台补偿箱能够在一定程度上提高用户电力负荷功率因数，降低电网损耗，但需要准确计算无功潮流，尽可能降低投资成本。

1.2 谐波危害

1.2.1 经济效益降低

谐波会对电网中的构件运行造成不利的影响，降低电动机的功能，缩短电动机的使用寿命，同时会在一定程度上增加能量损耗，使得电力变压器在实际运行中消耗大量能量，从而降低了设备的实际使用容量。要想满足用户需求，在实际使用容量降低的情况下就必然会使线损增加，从而加重浪费问题。

1.2.2 安全性低

由于谐波的影响，为配电网的实际运行带来了一些安全隐患。首先，谐波电流对继电器保护的检测回路造成不利的影响，同时影响电压和电路电流的正常运行，而电流电压的变化又会导致继电保护装置发生变化，从而降低电网运行的稳定性和安全性。

1.2.3 无功倒送

在实际配电网无功补偿过程中，若对电力系统过度补偿，就会造成无功倒送等问题，对电力系统运行造成不利的影响。无功倒送会导致变压器损害、线路损耗、线路负担加重等问题。若负荷相对较低时进行无功补偿，如在三相负荷没有对称的情况下选择接触控制的补偿柜或采用固定的电容器补偿方式，这些都会造成电力系统出现无功倒送的问题。

2 城市配电网无功补偿优化配置措施

2.1 对供电网进行优化设计

在配电网无功补偿优化配置中，要合理规划供电网的电力线路，通常采用缩短供电半径的方式进行规划。在规划线路时，要严格按照国家电网建设的相关政策和要求，同时根据实际操作中的具体用电情况明确变压器、电流值以及电压值的位置。此外，需要控制好配电网的供电半径，对电网线损量进行优化，在保证供电质量的前提下尽肯能降低线损量。

2.2 严格进行配电管理

（1）供电单位需要制定并完善相应的管理制度，同时在进行无功补偿的过程中坚持就地补偿和分级补偿的原则，将组织措施与相应的技术措施相结合，从而优化配电监督管理机制。

（2）要应用新型的科学技术建立线损管理网，同时可以建立相应的线损管理责任制，选择的电表要具有超载能力强、自动化、精确化、误差小以及防窃电等特点。

（3）需要建立完善的线损分析制度，各部门要重视线损管理，尽可能将线损降低到最小。

2.3 对配电设备进行定期检查和更新

在进行电网更新和升级的过程中，相关工作人员需要严格控制供电损量，同时要保证配电设备的正常有效运行。其次，要对电网运行情况进行分析，通常来说，合金导线是电力系统中较为常见的一种配电设备，因而需要及时检查并更换。最后，做好技术改造工作，采用新型配电变压器，从而提高线路质量以及电力系统的稳定高效性。

2.4 对配电网无功补偿容量进行优化配置

电网无功补偿容量优化配置就是对输电网在无功补偿容量上进行的优化配置。一般情况下，220kV是比较常见的供电网络，其通过500kV变电站进行供电，在分区的状态下运行。220kV采用大截面的架空路线进行输电，发送到中心变电站。其架空的线路要安装电容器进行无功补偿，在补偿的过程中要依据电缆的长度设计电抗器和电容器。在进行220kV输电线路无功补偿容量的优化配置中，需要考虑到经济、技术等影响因素，使无功补偿的功率因素达到0.98，其具体步骤为：架空进线安装中间变电站，要依据架空线路的实际长度对电容器补偿量进行适当配置，总补偿量大约为主变容量的五分之一到五分之四，然后依据附近的220KV电网进行无功补偿容量的优化配置;在终端变电站方面，要采用全架空进线方式进行低压电容补偿，约为主变容量的六分之一，同时还可以采用全电缆、电缆架空的方法，依据电缆长度配置低压电抗器、低压电容器等，主变配置无功补偿的容量要低于主变容量的五分之一。针对500kV电网进行无功补偿容量优化配置时，要依据实际电源分区，将功率因素设为0.95进行，升压的变抗阻为20%。在500kV电网补偿容量优化配置过程中，要在，分区中設置两台主变，每台变压器设计为2×60Mvar的电容补偿，无功补偿容量要随着负荷的增加而增加。

3 总结

在城市配电网运行过程中，要想降低电网损耗，提高电力系统的运行效率，就必须要进行配电网的无功补偿优化配置，这对城市供电事业发展具有重要意义。在无功补偿优化配置中，相关部门设计并完善优化配置策略，优化电网系统运行环境，充分发挥优化配置的作用，从而使其达到电网系统的规范标准，保障配电网运行的安全性和稳定性。

参考文献

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