压网络无功补偿分析论文

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摘要：农网改造及施工中提高供电质量，提高用户端的电压和功率因数COSφ，是一个要解决的重要问题，决定进行低压无功补偿

关键词：低压网络无功补偿

山西省平顺县水电集团公司负责对全县水电自供区2乡1镇3.5万人口的农村电网进行全面改造，要求在2002年6月底以前完成。过去，该农村电网中，由于负荷的不确定性，在春、秋收耕季节和浇地用电时段，负荷很重，而平时0～8时和白天基本无负荷，供电质量极不正常，用户端电压很不稳定，甚至使一些低压动力用户无法工作，老百姓颇有怨言。因此，在农网改造及施工中提高供电质量，提高用户端的电压和功率因数COSφ，是一个要解决的重要问题，决定进行低压无功补偿。

一、低压无功补偿的概念

低压无功补偿是指在配电变压器低压400(380)伏网络中安装补偿装置，包括随机补偿、随器补偿、跟踪补偿几种方式。

随机补偿：随机补偿就是将低压电容器经过熔断器与电动机并接，通过控制，保护装置与电动机同时投切。

随器补偿：随器补偿是将低压电容器经过熔断器固定接在配电变压器低压侧，以补偿变压器的励磁及漏磁无功损耗。

跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投、切装置作为控制保护装置，将低压电容器组并接在大用户400伏母线上。这种补偿方式，相当于随器补偿的作用。另选几组低压电容器作为手动或自动投切，随时补偿400伏网络中变动的无功负荷。

二、农网无功负荷浅析

在我们现有10千伏送电系统中，往往是一条线路接有几台或十几台甚至二、三十台容量大小不等的配电变压器。由于用户分散，变压器容量又很小，75千伏安以下的变压器占70%以上，而且多数变压器每天有近15个小时接近空载运行，少数在额定容量的20%～40%之间运行，每逢栽插或收割季节，会出现无功不平衡。

在上述网络状态下，原有农网用户中，10千伏线路送出端或配电，变压器用户均没有配置补偿装置，致使10千伏送出端功率因数COSφ值很低。其主要原因是众多的小容量配电变压器时常在低负荷下运行，众多配变的空载及漏磁损耗、家用电器的无功耗用迭加起来占据了10千伏线路送出的大量无功功率，致使COSφ值达不到规定要求，线损也大大增加。

三、对功率因率COSφ值的要求

根据水电部《电力系统电压和无功电力技术导则》的规定和农网改造的技术要求，电力用户的功率因数应达到下列规定：

1．高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90以上；

2．其他100千伏安(千瓦)及以上电力用户和大、中型电力排灌站，功率因数为0.85以上；

3．趸售和农业用电，功率因数为0.80以上。

经过努力达不到以上规定者应装设必要的补偿装置。

原水电部《供用电规则》规定：高压供电的用户必须保证功率因数在0.9以上，其他用户应保持在0.85以上。

四、几种无功补偿方式的优劣比较

对于10千伏供电系统，在变电站10千伏母线上装设集中补偿方式的并联电容器组，只能增大变压器与10千伏母线之间及上一级电压等级线路的功率因数，对10千伏母线上首端的功率因数COSφ值不能改变，线路上各配电变压器所提供的无功功率仍需从这里送出，各送出线路上的线损不能降低。所以，对于10千伏供电系统的无功补偿，最好选择随线路上配电变压器装设低压无功补偿装置，进行分散补偿方式。这种方式易于根据无功负荷需要选择补偿容量，具有“哪里缺在哪里补，缺多少补多少”，都能把10千伏及其上一级电压等级的线路线损降低一部分的特点，且补偿效果好，经济效益高。

在农网10千伏线路上，“T”接变压器一般较多，且变压器“大马拉小车”的现象极为普遍，多数时段接近于空载运行，10千伏线路首端的功率因数COSφ值一般只有0.5～0.75。配电变压器的供电范围多以自然村为单位，一个村有一、二个动力加工作坊和电灌站，在上述情况下宜采用随器和随机补偿方式，即在变压器低压侧按空载电流计算选择并联电容器补偿，在加工作坊按电动机容量计算选择并联电容器补偿。补偿电容器采用手动投切方式，可大大降低投资(每千乏约30多元)。只有大范围的无功分散补偿，才能降低农网线路的线损，降低农村电价。

对于农村排灌站的用电特点，一是“季节性强”，每年用电累计时间为1～2个月。二是“电动机单机容量大”，一般为30～80千伏安。三是由于用电时间短，不重视无功需量，都没有装设补偿装置。另外农村众多的排灌站同时投运，造成系统无功电量不平衡。这些排灌站应根据电机容量计算选择并联电容器随机补偿，促进无功就地平衡。

五、补偿装置的接线

装置测量点的接线，主要是补偿装置的电容器组和电流的引入点，特别是电流的引入点，在实际接线中往往被忽视。电容器组的引入点，是指电容器组的总进线在被补偿系统中的“T”接点；电流的引入点，是指补偿装置使用的电流互感器在被补偿系统中的安装点。正确的方法是：以负荷的供电电源为参考点，电流互感器的安装点必须在电容器组的总进线“T”接点电源之间，即电流互感器测量的电流必须包含流过电容器组的电流。否则，在电容器分组投、切状态中，无功补偿装置测量显示的有功、无功功率和COSφ值都不会变化，造成无功补偿装置投、切效果无法判断。

六、无功补偿的效益评价

按国电公司有关规定，功率因数COSφ值达不到标准的应督促装设补偿装置，以降低线损。装设补偿装置，要从长远利益出发，克服当前资金匮乏困难。安装低压无功补偿装置，获益最大的是用户，其次是供电系统。我们对我公司所属农网用户，通过认真分析计算，精心设计，在自愿的基础上，为其加装了低压无功补偿电容器，从而彻底解决了用户电能质量不稳定的难题，取得了良好的社会效益，赢得了用户的好评。