配电线路无功补偿测试与分析

（中原油田分公司供电服务中心 河南 457000）

1.测试及对比研究的必要性

为摸清配电线路首端至末端设备的整体损耗，进一步掌握配电电网线路损耗情况，做好油田电网节能管理工作，通过对油区配网线路所带实际负荷、综合损耗和功率因数进行实际测量，分析补偿装置在各种投切组合状况下对主线路损耗、变压器损耗和末端分支线路损耗的影响，对就地补偿和集中补偿的适宜范围和模式进行合理评价，为油区配电网分批、分布实施优化补偿提供依据。

2.测试及研究的思路

分别测试4种运行方式下的高压线路、变压器和分支线路的损耗，每种状态下逐站进行每口单井末端分支线路首尾端测试、变压器测试。

（1）补偿装置全部不投的损耗情况。

（2）集中补偿装置全投、就地补偿不投的损耗情况。

（3）集中补偿和就地补偿全投的损耗情况。

（4）集中补偿不投、就地补偿全投的损耗情况。

3.过程及结果研究分析

(1)线路及变压器选取

选取一条配电线路，负荷包括78口机采井、7台泵类设备及其他设备、照明供电。线路运行电压35kV，线路型号LGJ-70/120，线路长度22.34km，线路所带变压器共计27台。控制柜到井口之间末端线路高压油井（1140V）线型为YJLV22 3×50mm2，低压油井（380V）线型为VLV22 0.6/1 3×95+1×50mm2。

(2)测试方法

①将所测试站点变压器所带抽油机井口电容全部投入、变压器控制柜电容补偿装置切除。A组人员在变压器控制柜总端测试有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、平均电压、平均电流等数据（以下简称一组数据），完成d状态下的测试。

②按照单井距离由近到远（优先考虑）、负荷由小到大的顺序，分别对单井井口电容进行切除，每切一口单井则B组人员在单井井口侧测试一组数据；同时A组人员在变压器控制柜总端和单井首端各测试一组数据。同样的方法继续下一口单井的测试，直至完成a状态下的测试。

③井口电容全部切除后，将变压器控制柜电容补偿装置投入，A组人员在变压器控制柜总端测试一组数据，同时记录正常投入电容的情况并测取电容补偿装置三相电流。完成b状态下的测试。

④按照单井距离由远到近（优先考虑）、负荷由大到小的顺序，分别对单井井口电容进行投入，每投入一口单井则B组人员在单井井口侧测试一组数据、记录正常投入电容的情景并测取补偿装置三相电流；同时A组人员在变压器控制柜总端和单井首端各测试一组数据。同样的方法继续下一口单井的测试，直至完成c状态下的测试。

(3)主要结果及分析

①线损率

表1 线损率测试及计算结果

井口电容投入状态下，线路功率因数为0.8799，线损率为2.89%，其中：变压器损失率为2.15%，末端线路损失率为0.60%，高压架空线路损失率为0.14%。

井口电容切断状态下，线路功率因数为0.7431，线损率为3.75%，其中：变压器损失率为2.32%，末端线路损失率为1.24%，高压架空线路损失率为0.19%。

井口电容投入状态比井口电容切断状态线损率低0.86个百分点。

线损率测试及计算结果见表1。

②各部分损失情况

线路损失包括变压器损失、末端线路损失和高压架空线路损失三部分。

各部分损失率柱状图见图1，电容投入、切断两种状态下各部分损失占比饼状图见图2。

从图1中可以看出，变压器损失占比最大，其次是末端线路，高压架空线路损失占比最小。

从图2可以看出，相比井口电容投入状态下，井口电容切断后，变压器损耗占比减小，末端线路和高压架空线路损耗占比均增大。

图1 各部分损失率柱状图

图2 电容投入、切断两种状态下各部分损失占比饼状图

③末端线路损耗

A.线路末端总损耗

对该线路17个站点，共计63口高压油井、15口低压油井进行了井口电容投入、切断两种状态下，末端线路首端、尾端同时且整周期测试，并计算末端线路损耗。

井口电容投入状态下，78口油井末端线路总损耗为8.05kW，占线路损耗的0.60%；井口电容切断状态下，78口油井末端线路总损耗为16.63kW，占线路损耗的1.24%。

B.高压油井、低压油井末端线路损耗

分别对63口高压油井和15口低压油井末端线路损耗占变压器有功功率的比例进行计算，见表2。

从表2可以看出，井口电容投入和井口电容切断两种状态下，低压油井末端线路损耗均高于高压油井末端线路损耗。电容投入状态下，低压油井末端线路损耗占比比高压油井高47.4%；电容切断状态下，低压油井末端线路损耗占比比高压油井高50.8%。

表2 高压油井和低压油井末端损耗情况计算表

(4)主要结论

①井口无功补偿情况对线损率的影响

井口电容投入比井口电容切断状态线损率低。

②各部分损失情况

线损率中变压器损失率占比最大，其次是末端线路，高压架空线路损失占比最小。相比井口电容投入状态下，井口电容切断后，变压器损耗占比减小，末端线路和高压架空线路损耗占比均增大。

③末端线路损耗

井口电容投入比电容切断状态末端线路总损耗低51.59%；井口电容投入和井口电容切断两种状态下，低压油井末端线路损耗均高于高压油井末端线路损耗，比例分别为47.4%和50.8%。

(5)节能潜力分析及应用

对就地补偿和集中补偿的适宜范围和模式进行合理分配安装，按照全年360天计算，井口电容投入状态比井口电容切断状态下，变压器可节约电量2.03×104kW·h，末端线路可节约电量7.41×104kW·h，高压架空线路可节约电量0.68×104kW·h，该线路合计年可节约电量约10.12×104kW·h。