10 kV配电线路改造的建议

电力18讯：    
西安森宝电气工程有限公司  徐敬海 王采堂 魏圣钢

摘要：该文通过选取一条典型的实际的10 kV线路，运用潮流分析软件计算线路的线损，然后进行数据对比分析，提出了减少变电站10 kV集中补偿，增加线路中的柱上无功补偿的无功优化建议。在改善电压质量上，提出了采用SVR馈线调压器调节线路电压取代传统的主变调节母线电压的建议。调压器能延长10 kV线路有效供电半径，增加了高压电缆到居民小区实现的可能性。“就地的”、“分散的”补偿和调压，包括对无功与电压的，更节能、更有效是该文的主要思想。

关键字：10 kV配网；节能降损；柱上无功补偿；SVR馈线调压器

中图分类号：TM727 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)10-0009-03

国内经过大规模的电网建设与改造，10kV以及农村低压电网已得到极大的改善，绝大部分配电变压器更换为低损耗变压器，无功补偿也得到大规模的应用。目前10 kV系统及以下的无功补偿通常由低压补偿与变电站VQC组成，通过低压的随机、随器以及跟踪补偿，多数工业配变的功率因数达到0.9以上，公共台区的功率因数也能达到0.85，加上变电站VQC的集中补偿，使10 kV线路的平均功率因数通常都在0.92以上，线损降低到10%左右。在不增加大的投资与管理工作量的情况下，如何再进一步减少线损呢？根据无功补偿分层补偿、就地补偿的基本原则，从变电站VQC集中补偿入手，将其部分容量分散到10 kV线路中，在不增加补偿容量的情况下，通过对比看是否能降损节能。以下从一条10 kV实际线路举例说明。

类比无功补偿，电压调节也可以视为对电压的一种“补偿”。传统调压模式是主变根据母线电压调节，是面向电源的一种调节方式。近几年来发展的馈线自动调压器是一种只对线路调压的设备，它是面向负荷的，能在任何需要调节10 kV电压的地方安装。由于使用调压器改善电压质量工期短、见效快，近几年得到了较快的发展。在改善电压质量的同时，调压器也延长了10 kV的供电半径，这对缩短低压400 V供电半径起到了一定的作用。

1 10 kV配网模型的建立

图1为某实际10 kV线路接线图，线路所带配变容量之和为11145 kVA，干线由LGJ-95构成，长度为12.8 km左右，负荷分布较散，平均功率因数为0.87，线路中已有75 kvar的静补。上述数据符合我国多数10 kV线路基本特征，因此举例具有代表性。图2为简化的接线图。


图1　某10 kV线路接线图

图2　某10 kV线路接线简图
采用潮流计算软件，涉及线路干线与所有分支，配变可变与不变损耗，精确计算线路损耗等数据，进而比较。一般潮流计算软件将线路抽象为节点与分支的模型。分支用于表示线路中已有的设备单元，如导线、变压器、负荷、无功补偿等，每一个设备有且仅有一个分支与之对应。节点分父节点与子节点，通过两种节点，可以表征复杂的线路连接关系。潮流计算的结果由各个节点的电压、电流、功率以及分支的损耗等数据构成。因此在使用潮流计算软件之前，首先需要对线路进行节点编号，一般沿干线的杆号对节点按顺序编号。然后将设备参数输入到节点属性中，如线路的长度与线型，配变的容量、空载损耗与负载损耗等，负荷的有功、无功或功率因数，无功补偿的容量等等。输入软件的数据为线路的结构参数与运行参数。

此外，由于负荷的未可知性，在进行计算之前，还需对负荷进行一些假设。通常将总负荷按配变容量进行分配，同时假设所有配变都配有低压无功补偿装置，功率因数为0.9。系统的负荷率按40%考虑，线路的年利用小时数为5000 h。由于已经充分考虑了分散的低压无功补偿，下面是变电站VQC的补偿与VQC和柱上无功补偿DWK结合补偿的比较结果。

2 数据对比分析

我们对以下3种情况做数据对比分析。

情况一：10 kV电压等级的无功补偿仅有变电站VQC，其补偿容量为1800 kvar。以下的比较都是基于同等的安装容量，即该线路上所有10kV无功补偿总容量为1800 kvar。

情况二：一部分容量的VQC变成线路中的DWK，选择负荷相对集中的地方作为安装点，安装容量按它所补偿范围内的负荷的无功选择，如图2中的安装点2补偿600 kvar，变电站保留1200 kvar。

情况三：继续将VQC的容量后移，维持图2中安装点2的补偿容量600 kvar不变，在安装点1补偿800 kvar，变电站仅保留400 kvar。对比数据如表1所示。


表1　对比数据
说明：以情况一下的线损为基准，年利用小时数按5000 h，电价按0.5元/kWh计算，则情况二可节约（314.86 - 263.83）×5000×0.5 = 12.