合理配置配网线路无功补偿装置降损增效

电力18讯：    作者：湖北省枣阳市供电公司 汪红星

    摘要：在农村10KV配网线路上配置无功补偿装置，合理选择电容器容量及最佳安装位置，是降损增效的一个有效途径。该文通过说明无功补偿容量与电压、线损的关系，介绍枣阳供电公司在唐店变电站店唐56吴店线线路上合理配置电容器容量、选择最佳安装地点，降低线损率，并计算比较出投资与效益回报。
    关键词：电容器补偿容量及安装地点  功率因数  降损及效益回报
    在农网10KV配电线路，枣阳供电公司采取合理配置电容器容量、选择最佳安装地点的措施，以此来改善电压质量，提高功率因数，降低损耗，最终达到了增加经济效益的目的。

    1、安装并联电容器，提高电压质量，降低线损

    在系统无功不足或联网线路较长时，改变变压器分接头来调整电压的作用不大。此时，一般采取在变电站或配电线路上安装电容器进行无功补偿，减少线路无功分量，使线路损耗降低，同时还能减少电压损失，提高运行电压，进一步降低电网损耗。

    2、无功补偿容量与电压、电压与线损的关系

    电力电容器是目前电力系统在农网推广的主要无功电源之一，无功功率与其电容器安装处的电压平方成正比：
    Qc=U2 /Xc=U2×ω×C
    可以看出，如果增加无功电容补偿容量（C），无功功率（Qc）将增加，电压（U）将随着升高。
    而在电网中线损的大小与运行电压的平方成反比：
    W=[（P2+Q2）/U2]×R×t
    式中，W――线损电量，KW・h；
    P――有功功率，KW；
    Q――无功功率，Kvar；
    U――运行电压，KV；
    R――电阻，Ω；
    T――时间，h。
    从式中可以看出，如果电压（U）升高，则线损（W）降低；电压（U）降低，则线损（W）升高。
    输送一定的负载功率，适当升高电网的运行电压，可以减小电流，降低电能损失；电网中的可变损失是与运行电压的平方成反比例，所以，在允许的范围内适当升高运行电压，是改善电能质量，降低线损的一种有效途径；而增加无功补偿投入，是改善电压质量、降低损耗的最好办法。

    3、合理配置无功补偿容量

    n组最优无功补偿容量在最佳装设位置下的计算公式：
    Qbi=[2/（2n+1）]Q
    式中，Q为平均无功负荷，n为电容器组数，Qbi为第i组电容器的补偿容量，i=1……n。
    一般地，我们要求线路无功损耗越小越好，功率因数越大越好，接近于1是理想值，达到0.95以上最合适。

    4、选择无功补偿电容器安装的最佳位置

    不同电容器组最佳装设位置的计算公式：
    Li=(2i/2n+1)L
    式中，L为线路长度，n为电容器组数，Li为第i组电容器的安装位置，i=1……n。
    通过合理配置无功补偿容量，选择电容器最佳装设地点，不断能改善电压质量，还能降低线路损耗。一般地说，配电线路上电力电容器安装组数越多，降损效果越明显，但相应地增加了运行维护的工作量，同时也增加了补偿设备的投资成本上升。因此，一般在负荷分布相对均匀的线路上，安装1组电容器比较好，最多不超过2组。
    
    5、 实例说明在配网线路合理配置无功补偿电容器、选择最佳安装位置，降损增效

    35KV唐店变电站10KV唐56吴店线线路供电半径较大，负荷点多而分散，线路全长65.28公里，其中主干线长16公里，全线采用架空钢芯铝绞线LGJ-35/70，安装配电变压器68台，总容量3040KVA，最高负荷2261KW，最低负荷530KW。
    唐56线路年有功电量为142万Kwh，年无功电量98.5万Kvarh，每年按2500个小时计算，可得平均有功功率P为 568KW，平均无功功率Q为394 Kvar，功率因数为0.82。
    当装上一组电容器后，n=1时，补偿容量Qbi=2Q/3≈263 Kvar，若唐56年有功电量为160万KWH，每度电按0.52元计算，线损率为14%，预计补偿后功率因数cosφ=cos[arctg(Q-Qb)/P]=0.978。
    则年降损效益为160×104×0.52×14%×[1-(0.8/0.978)2]≈35000元。
    当安装安装<