谈农村配电线路的无功补偿及合理匹配

电力18讯：    作者：河北省藁城市供电局　石果欣


1　关于无功补偿装置的合理配置

1.1　坚持“无功就地平衡”的原则
1.1.1   农村电网无功补偿总的原则为：全面规划，合理布局，分散补偿，就地平衡。在制定无功补偿方案时，要全面分析本地区的无功电力需求量及无功缺额，综合比较无功补偿的经济效益与投资费用，确定最优补偿容量与最优补偿方式。
1.1.2   农村电网无功补偿的方式为：集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主。
1.2　补偿容量的确定及配置
1.2.1   变电站。变电站安装电容器，其主要作用是补偿变压器的无功损耗及配电线路前段的无功负荷及无功损耗，同时可以进行调压。一般变电站的补偿容量，按照主变压器容量的10%~50%来补偿，要注意根据变电站的负荷性质、运行方式和调压要求，确定合理的补偿容量。
1.2.2   配电线路。配电网是电力网的重要组成部分，其线损占电力网线损的比重很大。配电线路上电容器容量的确定，应按最大限度地降低无功损耗的原则来考虑，要根据无功负荷情况采取分散补偿的方式进行补偿。
1.2.3   电力用户。各用户应按《国家电力公司农村电网电压质量和无功电力管理办法》中对功率因数的要求来确定补偿容量，或按经济功率因数值来确定补偿容量。

2　农村配电线路的特点

　　农村配电网多采用多分支辐射式单向供电的方式。这种方式负荷分散性大、密度小、随农业季节波动大、昼夜峰谷差大、用电设备配套也差。较之城市工业配电网供电半径长、导线较细、配电变压器平均负载率低，因此，农村配电线路无功负荷大，线损高，功率因数低，末端压降大。
　　在农村配电线路上进行无功分散补偿，相对于集中在35 kV及以上变电站补偿，有以下优点。
2.1　改善末端用户电压水平。目前不少农村配电线路延伸过长，负荷重。在高峰时，末端用户电压往往偏低10%～15%，而分散补偿则可就近提高末端电压，这对结构不合理而又暂未改造的线路，效果尤为明显。
2.2　变电站集中补偿用的大容量电容器组，受系统电压和负荷波动影响。投切频繁，投切时产生的涌流、过电压对母线及设备的冲击及谐波放大等，给运行管理带来不安全因素，也有损于电容器寿命。若将其中一定数量（不超过最小运行方式时无功消耗值）的电容器分散到线路上，则可相应减小变电站母线上集中装置的电容器容量，此时变电站集中补偿主要作调压手段使用。
2.3　有时因运行方式的改变，在缺乏其他调压手段下，变电站母线电压往往偏高，站内电容器组常会被迫退出运行。如果线路进行分散补偿，当其配置容量和安装地点选择恰当，配合变电站对主要分接点作一适当调整，就可提高电容器的投运率。
2.4　在变电站母线上集中补偿不能降低10 kV线路线损。若分散补偿就可减少无功功率在线路上的传输，从而大大减少线损，增大线路有功传输容量。
2.5　分散补偿每千乏投资约为中小容量集中补偿电容器组每千乏投资的2/3。户外分散补偿由于每组容量小，通风散热条件好，实践表明只要电容器选型好，配置及安装得当，电容器年损坏率比集中补偿小，维护简便。

3　农村配电网补偿容量合理匹配

    10 kV线路分散补偿应以降损为主。在开展无功补偿时，应寻求补偿的最佳经济容量、经济功率因数和经济当量，以求最大限度地取得降损经济效益。合理做法是：根据补偿效益与设备本身投资回收、折旧、维修及运行耗费作综合性技术经济比较，以求得最优无功补偿容量（对应这一补偿容量所达到的是经济功率因数）。
3.1　农村配电网的负荷可以概括为3种类型：（1）负荷集中在主干线末端；（2）负荷沿主干线均匀分布；（3）负荷沿主干线非均匀分布。
对第一类，其无功负荷应由用户进行就地补偿，本文不再赘述。现就后两类情况进行分析。
3.2　负荷沿主干线均匀分布，线路上安装一组电容器，在均匀负荷时配电线路上安装电容器的最佳容量，是该线路平均无功负荷的2/3，安装最佳地点是自送电端起的线路长度的2/3处。但线路上安装电容器的总容量应受到以下限制：（1）用户电压在轻负荷、高峰负荷和不平衡负荷时，应不超过允许的电压偏移值；（2）电容器的容量不能导致发生超前的功率因数。
3.3　负荷沿主干线非均匀分布，分支线分别呈60°及90°分布。在非均匀负荷时配电线路上安装电容器，分支线呈60°分布时，最佳容量是该线路平均无功负荷的4/5，安装最佳地点是自送电端起的线路长度的  3/5处；分支线呈90°分布时，最佳容量是该线路平均无功负荷的4/5，安装最佳地点是自送电端起的线路长度的2/3处。