有载调压和无功补偿在煤矿配电网中的作用

文/李庆汉 潘国奇

有载调压和无功补偿在煤矿配电网中的作用

文/李庆汉 潘国奇

经过矿用电网建设与改造后，县域35KV电网骨架及10KV配电网更加坚固和完善，大部分变电站都是设计为两台有载调压主变并列运行，10KV母线一般都装设无功集中补偿装置，其容量按主变容量的10%～15%设计。随着煤矿用电负荷的提高以及用电性质的复杂化，致使电网的无功功率不足和无功分布不尽合理，从而造成系统电压下降。

电压的波动和无功负荷的变化直接影响电网电能质量，因此涉及到电压如何调整，无功补偿装置的投入，无功电压与优化等方面的技术问题。变电站的主要调压手段就是通过调节有载调压变压器分接头的位置和控制无功补偿电容器来达到无功优化、提高电网电压和降低线损的目的。

通过分析了解变压器有载调压和无功补偿在配电网中的作用，并掌握怎样通过两者的合理调控来提高电网电能质量，能够确保电网安全、稳定、经济运行。

一、变压器有载调压在配电网中的作用

1.保持电压稳定

变压器存在阻抗，在功率传输中，将产生电压下降，并随着用户侧负荷的变化而变化。系统电压的波动加上用户侧负荷的变化将引起电压较大变动。在实现无功功率就地平衡的前提下，当电压变动超过定值时，有载调压变压器通过调节分接头，对电压进行调整，并保持电压的稳定。

2.保证电压质量

供电变压器的任务是直接向负荷中心供应电力，一次侧直接接到地区供电网35KV或110KV。这类变压器不但向负荷提供有功功率，也往往同时提供无功功率，而且一般短路阻抗也较大。随着地区负荷变化，如果没有配置有载调压变压器，供电母线电压将随之变化。因此，我国《电力系统技术导则(试行)》规定了“对110KV及以下变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用带负载调压方式”。

所以，对直接向供电中心供电的有载调压变压器，在实现无功功率分区就地平衡的前提下，随着地区负荷增减变化，配合无功补偿设备并联电容器及低压电抗器的投切，调整分接头，以便随时保证对用户的供电电压质量。

有载调压变压器可以保持电网运行在较高的电压水平，优化了无功功率，从而降低了线损，提高了电网经济效益。变压器有载调压虽然在一定的程度上能改变电网电压，但无法改变无功需求平衡状态：当系统无功功率不足时，负荷的电压特性可以使系统在较低电压下保持稳定运行，但如果无功功率严重缺乏时，为保持电压水平而调节有载调压变压器分接头，电压暂时上升，将无功功率缺额全部转移至主网，从而使主网电压逐渐下降，严重时可能引发系统电压崩溃。

二、无功补偿装置在配电网中的作用

1.功率因数补偿，提高电压质量

随着工农业生产的不断发展，加工生产服务行业用电设备多为电磁结构，需要大量的励磁功率，致使用户的功率因数滞后且较低，一般都会低于0.7以下，滞后的无功功率在配电网中流动不仅占用配电网容量，造成不必要的损耗，而且导致电网电压降低。加装并联电容器补偿装置就近供给用户或配电网所需要的滞后无功功率，减少在配电网中流失的无功功率，降低网损，从而改善电压质量。

2.无功补偿调压

变电站10KV母线无功集中补偿，其装置主要包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要是平衡输电网的无功功率，提高系统终端变电站的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。

变电站10KV母线无功集中补偿容量和投切控制方式应考虑到满足主变压器自身的无功损耗和就近向配电线路前端输送无功，以满足配电线路前端（变电站附近）的无功负荷，为主变有载调压维持系统电压稳定提供保障。

三、变压器有载调压和无功补偿装置的合理调控

有载调压变压器可以带负荷的情况下切换分接头位置，从而改变变压器的变比，起到调整电压和降低损耗的作用。控制无功补偿电容器的投切，可改变网络中无功功率的分布，改善功率因数，减少网损和电压损耗，改善用户的电压质量。以上两种调节和控制的措施，都有调整电压和改变无功分布的作用，但它们的作用原理和后果不同。利用改变有载调压变压器的分接头位置进行调压时，调压措施本身不产生无功功率，但系统消耗的无功功率与电压水平有关，因此在系统无功功率不足的情况下，不能用改变变比的办法来提高系统的电压水平，否则电压水平调得越高，该地区的无功功率越不足，反而导致恶性循环。

所以在系统缺乏无功的情况下，必须利用补偿电容器进行调压。投补偿电容器既能补充系统的无功功率，又可改变系统中的无功分布，从而有利于系统电压水平的提高。因此必须把调节变压器的分接头与控制电容器组的投、切两者结合起来，进行合理调控，才能起到既改善电压水平，又降低网损的效果。

（作者单位：伊泰集团）

（责任编辑：李元）