10kV配电网无功补偿方式分析与研究

2020-01-19黄国兵

中国设备工程 2020年22期

黄国兵

（国网莆田供电公司，福建莆田 351100）

目前，10kV配电网在我国的电力配送中占据主导地位，为人们的正常生活提供保障。但是，在配电的过程中存在疏漏，出现电压不稳或无法持续供电的现象。在运行中存在无功的情况，激化电力系统中各运行结构之间的矛盾。我们应该优化现有的10kV配电网结构，对其进行补偿处理。

1 10kV配电网无功补偿的方式

1．1 变电站集中补偿

为了消除无功平衡的问题，电力企业可以采用变电站集中补偿的方式。这种方法是以科学技术为指导，在网路中进行整改搭建新的线路。一般情况下，变电站集中补偿的方式主要是在10kV配电网的母线上安装电容器的方式进行集中的补偿。这个补偿装置是由可以满足集中补偿需求的并联电器、同步调相机、补偿器等。它们为补偿工作提供根本支持，是补偿装置中的重要零件。要根据装置的需求，配置精良的零件与配件，提高补偿的效果。但是，变电站集中补偿的方式还存在一定的弊端。因为用电需求量的不断提高、节能环保意识的不断提升、变电站改造和补偿装置的使用效果不断下降，导致原有的补偿方式无法适用于所有的变电站。设备的研发投入下降，运行中存在很多疏漏，无法实现预期的目标。同时，这种方法无法有效的解决电量的损耗问题，只能改良电网的功率。

1．2 低压集中补偿

低压集中补偿是以电压开关作为纽带把低压电容器连接到配电变压器低压母线上。无功补偿投切装置起到调节的作用，根据不同的用电需求，进行适当的控制。这种方法有一定的弊端，对电容器的调节具有整体性，无法分批地进行调整。低压集中补偿可以有效地弥补电量的损耗，保证电网的电压值处于稳定的状态。它可以优化原有电路中的配变的功率因数，使损耗处于平衡的状态。低压集中补偿具有操作简单、施工工程量小、后期维护方便、保障无功就地平衡，加强配变利用率，减轻对电线的损害的优点，在建设的过程中支出的金额较少，是目前最常见的补偿方法。但是，只实际的工作中，应该结合配电网的实际情况进行控制，保障电压水平处于稳定的状态。

1．3 杆上补偿

杆上补偿的方法顾名思义就是把变容器加到室外的杆上或者搭建一个新的塔杆重新采取补偿工作。这种方法可以有效地调整配电网的功率因数，有效地降低电量的损耗提高线路中的电压。这种方法与其他的补偿方法相比，操作性更高，可以发挥设备的补偿性能。同时，还可以填补公用变压器在运行中的疏漏，在操作的过程中，对周围的影响较小不会占据过多的面积。在安装的过程中，要确定好具体的补偿位置与容量值，保障的安装的效果，避免出现返工的现象，从根本上减少维护的支出成本，保障线路的有效运行。

1．4 用户终端分散补偿

这种补偿方式与用户的使用效果有直接的关系，它是在用户的线路末端直接进行补偿工作。用户终端分散补偿具有一定的现实意义，可以减少电量的损耗，保证电压处于平衡的状态。在进行无功补偿时，应该配电变压器的需求来确定具体的容量。但是，在实际的操作中有一定的问题，对设备的利用率不高。

2 10kV配电网无功补偿的应用情况

2．1 无功补偿的作用

无功补偿就是以补偿功率为出发点，通过提高电网的功率因数，减少对供电变压器以及队形线路的损耗，从而提升供电的效果，调节供电模式的方法。无功补偿在电力系统中具有重要的作用，科学地配置补偿设备，降低对电网的伤害，提高配电的效果。如果，没有结合实际供电量进行合理配置，就会影响供电系统的有序运行，电压无法保持在稳定状态，无法满足用户的正常用电需求。它具有减少电能资源损耗的特点；优化电能的使用效果，合理的装置可以提高电能的质量，更好地满足居民的用电需求；激发供电设备的潜质，当有功的数值处于恒定时，那么无功的数值就会逐渐减少，随之需要的配容量的数值也会逐渐地变少。当容量处于恒定时，功率的因数不断上升，无功的功率逐渐减少，电网中配送的有功功率逐渐增多。在电路中安装补偿设备，优化功率的有效性。对线路中的功率进行补偿，减少发动机法无功功率的概率；减少用户的电费支出，提高电能的使用体验。

2．2 运行的现状

在无功补偿的运行中存在一定的问题，即电容器的使用寿命过低，更换的频率过高；电容器的外熔断器在运行中经常会出现损坏的情况；在运行中，电容器得不到有效的使用。结合这三种问题，必须进行有效的解决，改善无功补偿设备的运行效果，提升电容器的使用效率。所以，我们应该考虑电流的情况配置适宜的电压等级，减少电压等级的偏差，避免对电容器造成影响。减少涌流对熔断器的影响，设置合理的投切顺序，减少熔断的可能性。

2．3 运行的技术要点

在10kV配电网进行无功补偿的操作时，要把控好相关的技术要点，协调安装位置、周围设备、后期维护、成本支出和保护装置之间的关系。在以用电的需求为出发点设置合理的变容器。第一，确认好需要补偿的容量。在进行这项操作时，要把控好容量的数值，避免出现容量过多影响电容器进行散热的情况。要根据操作的要求选择适合的变电器，提高与线路的适配度。在设置具体的容量数值时，要以保障降低电路的损耗为前提，进行科学的设置。安装变容器前，要对整个线路进行检查，确认是否尘存在损坏的情况，考查电路的实际负荷情况，保障变电器发挥它的最大效用。第二，规范好安装的位置。要以无功就地平衡原则为指导，可以减少无功电流。数据表明，在一条线路中，配置变电器的最佳位置在线路负荷的70%处。对安装的位置进行合理的规划，优化电路运行的效果与电能的质量。第三，选择适宜的接线模式。要以设计图纸为指导，每条线路最好只连接一台电容器，减少故障发生的概率，减轻维修时的压力。

为了保障使用的效果应该做好以下措施：第一，把泄露比距最小值控制在24mm/kV。第二，保证额定的电压为105kV，最高的工作电压为12kV。第三，应该单星型的连接方式，杜绝出现中性点接地的情况。第四，应该用铜编织线进行连接工作，在连接的两端使用铜制的材料。第五，对电容器内的电压进行迅速调节，确保其在6分钟左右降低到45kV左右，11分钟后完成放电工作。第六，要使用不锈钢制作箱体。第七，采用相关机制对电容器进行保护。处于过流、过压、欠压、放电时电容器无法正常运转。测量通过电流时，精度应该控制在5%左右。

2．4 补偿的经济效益

使用10kV配电网无功补偿技术，应该充分考虑它所带来的经济效益。例如，以一条10kV的线路为例，它的总长度为28km，总容量为5600kV·A，出口电压为11kV，线路的负荷在32%左右，功率的补偿数值为0.92和0.98，线损的补偿为6.17%和5.08%。通过统计可知，节约的线损在7.1kV左右。结合目前的电费可知，一年可以节约3万多元的电能费用。采用10kV配电网无功补偿技术，就有较大的经济价值。

3 10kV配电网无功补偿的优化措施

3．1 随机补偿

实施无功补偿工作时，把变电器组内和发动机并联起来的操作被称为随机补偿。在运行的时候，要对控制装置、电动机和外部的保护装置一同实施投切，从而达到补偿功率的效果。随机补偿具有支出成本较低的优势，同时，实施补偿操作时对周围的影响较小，不会占据较大的空间，配置装置时，不需要过于烦琐的步骤，补偿的稳定性较高，实行能力较强，利于维修人员的后期管理与把控。