农村电网加装高压无功补偿装置研究分析

卢锦祥（广东电网有限责任公司江门新会供电局，广东 江门 529100）

农村电网加装高压无功补偿装置研究分析

卢锦祥
（广东电网有限责任公司江门新会供电局，广东 江门 529100）

摘 要：本文通过在10kV农村配电线路上安装高压无功补偿装置，以提高电压、减少线损。农网规划工程技术人员应充分认识高压无功补偿在农村电网中的重要作用，重视并优化配电线路无功补偿，在进行农网配电线路规划设计中应对高压无功补偿进行科学合理的分析研究，合理规划安装。

关键词：高压电容；数据分析；经济效益

随着社会经济的发展，农村乡镇地区的工业和养殖业在大量兴起，农村用电快速增长。而且大部分小工业和养殖户处于电网的最末端，用户多为低压用户，压降和线损十分严重，特别在重负荷﹑细导线的线路上。因此急需进行农网改造，除更换导线﹑增加出线和升高重负荷用户的电压等级外，还应考虑进行就地无功补偿，以提高电压﹑减少线损。搞好低压补偿，不但可减轻上一级电网补偿的压力，而且可提高用户配变的利用率，改善用户功率因数和电压质量，并有效地降低电能损失，从而使供用电双方线路设备达到更有利地运行状态，无功补偿的社会效益及经济效益都会是非常显著的。就根据睦洲供电所实际情况，对高压无功补偿装置应用效果进行分析。

图1

一﹑农村配电线路基本情况

由于近年来所有的农户都转产养殖南美白对虾，对电力负荷的需求猛增，部分农村综合线路在2012年的最大电流为280A左右，2013年达到了300A左右。从2013年变电站抄表的有功电量和无功电量计算出部分农村综合线路的功率因数在0.74～0.82，平均功率因数为0.76。由于地理位置的关系，部分农村综合线路前段线路是基本没有负荷的，负荷中心在距离变电站电源8000m～9000m左右。由于大量的感性用电设备加上长距离较大负荷的输送，线路输送的无功电流较大，致使电压降十分明显，线路中﹑末段电压很低，不少的用电设备在负荷高峰期无法正常使用。

图2

为解决电压质量问题，我所在2007年已经在综合台区低压线路上安装了60多台共2000多千伏的电容箱，运行不稳定，经常需要检查维修，电压质量还是不理想。针对这种情况，我所提出安装高压无功补偿装置的要求，目的是提高功率因数和进行无功补偿优化，可以提高农村电网的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低农网线路的成本。以上要求得到生产技术部门的大力支持，在2014年上半年在10kV纸厂线和10kV莲腰线上分别安装了箱式高压电容一套，容量都为1200Kvar*2。

二﹑电容容量的计算

线路上的最大电流I最大=300A，电容投运前功率因数COSθ前=0.76，投运后的功率因数要求达到COSθ后=0.94，根据

P有=1.732×U×I×COSθ和P需=P有× （tanθ前–tanθ后）

P2=P2+P2总有无

得到线路有功功率P有=4028kW，无功功率P无=3444kvar，所需补偿的电容容量P需=2120kvar（现场取两组，每组1200Kvar）。

图3

三﹑农网规划中对电容补偿的规划

和配置

农网建设中，功率因数是配电网的重要考核指标。必须结合本地区具体情况确定补偿目标，计算补偿容量﹑制定适合本地区特点的补偿方案。

为了农村电网无功电源的补偿取得最佳综合效益，在进行无功电源规划时应遵循“全面规划﹑合理布局﹑分级补偿﹑就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主”的原则。

对农村电网的无功电源规划时，既要满足全区总的无功电力平衡，又要满足分所﹑分线路的无功电力平衡，使长距离输送的无功负荷最小﹑最大限度地减少有功功率和电能的损耗。

图4

对农村电网的无功电源规划，要以集中与分散相结合的原则，并以分散补给为主。既要考虑在变电站集中安排无功电源，更要在高﹑低压配电线路上和用电设备旁边以及重点用户分散给予无功电源。

对农村电网的无功规划要调压与降损相结合，以降损为主。对于农村电网来说无功电源的应用主要目的是改善功率因数减少线损，稳压只是一个不错的辅助作用，这主要是鉴于在农村供电系统中，除了在城区和县（市）工业园区用电比较集中外，农业和乡镇企业的用电多具有线路长﹑分支多﹑负荷分散﹑功率因数低﹑设备空载运行时间长﹑电能损耗大等特点，因此，规划无功电源分布时最大考虑是降损节能，同时兼顾调压。

对农村电网无功电源规划时，要输电网与配电网相结合，以安排配电网无功电源为主。其主要原因：一是在农村电网中0.4kV﹑10kV配电网的无功损耗占70%强，35kV～110kV输电线路的无功损耗只占30%弱；二是当无功电源安排在0.4kV或10kV配电线路上时，既可补偿10kV及0.4kV的配网损耗，还可以减少无功功率在35kV～110kV线路中的传输从而减少有功在输电线路中的损耗。

对农村电网的无功电源规划要供电部门与用电单位相结合，优先考虑用电单位。这是因为电网的无功功率一般都消耗在用电单位的低压线路和用电设备上，国家给予了功率因数调整电费办法，用电单位能够获奖受益。

在补偿过程中，既要满中全地区农村电网总的无功电力平衡，又要满足变电站，以及变电站的每条配电线路的无功电力平衡。

四﹑运行数据分析

为能准确记录电容投﹑切对线路电压的影响，我们在2014年3月11日～12日人为地将两组电容停止运行；在2014年3 月15日～16日将两组高压电容按时间控制模式设置其同时投切，除了每天9时-10时和23时-00时切除外，其余时间都在投入状态。从四个专用配变上安装的负荷控制终端上我们可以看到：

1 电压的曲线在电容投运后比投运前平滑，即电压的变化幅度减小；

2 电压有了明显的提高。在线路前段（测点A）由于距离变电站不远电压提升不大外，线路中﹑末段的电压高压侧升高400V左右，低压侧升高20V左右，电压都在合格的范围内；

3 电容投切瞬间电压变化较大。如测点B在3月16日9时-10时，切除电容时电压由10350V降到9750V，电容投入后电压由9750V升高到10400V；

4 线路损耗明显下降。如10kV纸厂线线路损耗由2013年上半年的6.33%下降到2014年上半年的4.25%，下降幅度为33%。

各监测点电压曲线图如图1～图4所示。

测点A：10kV纸厂线南楼农网台区2014年5月11日-12日（电容投运前）电压曲线（距离变电站9636m）。

测点A：10kV纸厂线南楼农网台区2014年5月15日-16日（电容投运后）电压曲线。

测点B：10kV莲腰线南环农网台区2014年5月11日-12日（电容投运前）电压曲线（距离变电站10123m）。

测点B：10kV莲腰线南环农网台区2014年5月15日-16日（电容投运后）电压曲线。

结语

高压电容补偿对我们的线路运行水平有非常多的好处，能提高电压质量﹑减少线路损耗，提高电能的利用率。在我们日常运行维护中加强对无功补偿的维护及数据研究分析，充分利用无功补偿装置提高农村配电线路电压质量，不断满足用电客户用电需求，不断提高优质供电服务。

参考文献

[1]靳龙章，丁毓山.电网无功补偿实用技术[J].北京：水利水电出版社，1997.

中图分类号：TM761

文献标识码：A