配电网无功补偿探讨

电力18讯：    1无功补偿的合理配置原则  

　　从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网格和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。  
　　(1)总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。  
　　首先要满足整个县局电网的无功电力平衡，其次要满足变电所，10kV配电线路的无功电力平衡。如果无功电源的布局，补偿容量和补偿位置选择不合理，局部地区的无功电力不能就地平衡，就会造成不同分区之间无功电力的长途输送和交换，使电网的功率损耗和电能损耗增加。因此，在规划过程中，要在总平衡的基础上，研究各个局部的补偿方案，求得最优化的组合，才能达到最佳的补偿效果。  
　　(2)电力部门补偿与用户补偿相结合。  
　　在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。  
　　(3)分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。  
　　集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。  
　　(4)降损与调压相结合，以降损为主。  
　　利用并联电容器进行无功补偿，其主要目的是为了达到无功电力就地平衡，减小网络中的无  
　　功损耗，以降低线损。与此同时，也可以利用电容器的分组投切，对电压进行适当的调整，  
　　这是补偿的辅助目的。在一般情况下，以降损为主，调压为辅。  
　　2无功负荷的最优补偿  
　　据有关文献介绍，主张配电网络基本上不输送无功功率，其无功功率的缺额主要依靠“就地补偿”来解决。  
　　(1)变电所无功负荷的最优补偿。  
　　根据就地补偿的原则，变电所补偿应以本身的无功损耗为主。要结合网内无功潮流的分布以及配电线路，用户的无功补偿水平来考虑。由于变电所一般均设两台变压器，二次侧接线，又可分两段接线，为了适应变压器分台运行和二次侧分段运行及检修方便，补偿电容器组以分成两组为宜。其容量一般均能适应轻载无功负荷(接近主变压器空载运行)及平均无功负荷(接近主变压器正常无功负荷)一般可按主变压器容量的10%～15%确定。  
　　(2)配电线路无功负荷的最优补偿。  
　　在配电线路上装设电容器，具有投资省，见效快，投运时间长和降损效果显著的优点，而且安装简便，维护工作量小，事故率低，特别适应于农村配电线路等负荷点多的供电状况。  
　　现就无功补偿的最优补偿容量，最佳安装位置和降损效果进行分析。  
　　①最优补偿容量。  
　　当有功功率和无功功率通过网络电阻时，会造成有功功率损耗。当输送的有功功率一定时，输送的无功功率越大，总的功率损耗就越大，显然可见，当网络结构已定，输送有功功率一定时，总的功率损耗完全决定于输送无功功率的变化。输送无功功率的大小，主要取决于负荷功率因数的高低。负荷功率因数越低，则负荷所需要无功功率越大。因此，可以直接由功率因数的变化来分析无功功率，有功功率和线损之间的关系。如下式：  
　　式中：  
　　ΔP―有功功率损耗(kW)；P―有功功率(kW)  
　　Q―无功功率(kvar)；U―线路额定电压(kV)  
　　R―线路额定电阻(Ω)；cosφ―线路功率因数  
　　②最佳装设位置如表1  
　　表1　 不同装设组数的最佳位置表  
　　(3)用户无功负荷的最优补偿。  
　　用户进行无功补偿的目的有两个，一是补偿后供电网络的无功线损减少到最低限度，以获得最大的降损节电效益；二是使本单位的功率因数提高到一定水平，以获得更多的电费奖励。  
　　下面以各种补偿方式进行选择。  
　　①集中补偿。  
　　将电容器组装在专用变压器的低压母线上。能方便地同电容器组的自动投切装置配套。自动追踪无功功率变化而改变用户总的补偿容量，避免产生过补偿