配电网无功补偿的探讨.pdf

2 0 0 7 年 第3 6 卷 第3 期 工业 科技 丹无功补佳 的探 讨 孟任 兰州生物制品研究所， 甘肃 兰州 7 3 0 0 4 6 摘要 配电网无功补偿对电网安全、 优质、 经济应具有重要作 用。合理选择无功补偿方案和补偿容量， 能有效提高系统的电压 稳定性， 保证电网的电压质量， 提高输电设备的利用率， 降低有功 网损和减少发电费用。本文通过五种配电网无功补偿方式。 以及 配置原则的分析， 根据配电网的实际， 将无功补偿方案结合起来 使用， 可以获得最好的技术和经济效益。 关键词 配电网 无功补偿 优化 配置 随着我国经济的发展， 1 0 K v 配电网成为用户的主要电网， 为 了满足不断增加的用户需要， 配电线路在不断的延伸 ， 电网除了 要消耗有功功率外， 还要消耗一定的无功功率。 功率因数越低 ， 电 网所需无功就越多， 线损就越大。合理选择无功补偿方案和补偿 容量来提高功率因数， 使配电网少发无功功率 ， 改善电压质量， 减 少电网中的电能损耗。 在用户端进行就地补偿是降低电网输电损 耗的有效方法。 电量比例很大， 导致用户电费增加。随器补偿的特点是 接线简 单、 维护管理方便， 可有效地补偿配电变压器空载无功 ， 使该部分 无功就地平衡， 从而提高配电变压器的利用率， 降低了无功网损， 提高用户功率因数， 改善用户的电压质量 ， 是目前无功补偿配电 变压器无功损耗的有效手段之一。 缺点是由于随器补偿属于固定 补偿方式， 安装地点分散， 运行维护工作量大。 1 ． 5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 压电容器组补偿在用户配电变压器低压侧的补偿方式。 这种补偿 方式部分相当于随机补偿的作用 ， 投切方式分为自动和手动两 种。 由于用户负荷有一定的波动性， 故应选用自动投切装置。 跟踪 补偿的优点是 可较好地跟踪无功负荷的变化， 运行方式灵活， 补 偿效果好， 运行维护工作量小。 但是初期投资费用高， 而且跟踪补 偿自动投切装置较随机补偿或随器补偿的控制保护装置复杂， 如 有元件损坏， 可导致电容器不能投切， 运行效果不理想。 1 无功补偿方式的性能及优化比较 2 无功补偿合理配置原则 无功补偿的主要方式有五种 变电站补偿、 配电线路补偿、 随 机补偿、 随器补偿、 跟踪补偿。 1 ． 1 变 电站补偿 将补偿装置接于变电站 1 0 k v 母线集中补偿 ，电容器利用率 高， 能减少供电系统及线路中输送的无功功率， 改善电网的功率 因数 ， 具有管理容易、 维护方便的特点。 但不能减少通过变压器和 低压供电网中的无功功率， 对配电网的降损不起作用。 1 ． 2配 电线路补偿 这种补偿方式是在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿， 以 提高配电网功率因数， 达到降损升压的目的。由于线路补偿并联 电容器远离变电站， 因而存在保护难配置， 控制成本高， 维护工作 量大 ， 受环境限制等问题。因此， 线路补偿点不宜过多； 控制方式 应从简， 一般不采用分组投切控制； 补偿容量也不宜过大， 避免出 现过补偿的现象； 保护也要从简， 可采用熔断器和避雷器作为过 流和过压保护，线路补偿主要提供线路和公用变压器需要的无 功， 该种补偿方式具有投资小、 回收快、 便于管理和维护等优点 ， 适用功率因 数低， 负荷重的长线路。 1 ． 3随机补偿 就是将低压电容器组与电动机绕组并接， 通过控制、 保护装 置与电动机同时投切，随机补偿是用于补偿电动机的无功消耗， 以补励磁为主，此种方式可较好的限制用电单位无功负荷。在 1 0 k v 及以下电网无功功率的消耗情况来看 ，用户占到了大约 6 5 ％多， 变压器消耗占3 0 ％ 左右。由此可见， 用户在低压设备上实 施无功补偿至关重要。 随机补偿的特点是 用电设备运行时， 无功 补偿投入； 用电设备停运时， 补偿也退出， 而且不需要频繁调整补 偿容量。 具有接线简单、 安装容易、 便于维护。 通过理论计算和实 践证明， 低压设备无功补偿的经济效果最佳。但是随机补偿的投 资大， 补偿电容器容量较小， 需要进行计算。 目前随机补偿没有广 泛应用。年运行小时数在 1 0 0 0 h以上的电动机用户， 在经济条件 允许下， 采用随机补偿较其他补偿方式更经济。 1 ． 4随器补偿 随器补偿是指将低压电容器通过低压熔断器接在配电变压 器二次侧， 以补偿配电压器空载无功的补偿方式。由于低压电容 器的技术经济性优于油浸式高压电容器， 因而大都在低压侧进行 补偿。 配电变压器在空载或轻载时的无功负荷主要是变压器的空 载励磁无功， 空载无功是无功负荷的主要部分。这部分损耗占供 从电力网无功功率消耗的情况可以看出， 各级网络和输配电 设备都要消耗一定数量的无功功率 ， 尤其以低压配电网所 占比重 最大。为了最大限度地减少无功功率的转输损耗 ， 提高输配电设 备的效率， 无功补偿的配置， 应按照“ 全面规划、 合理布局、 分级补 偿、 就地平衡” 的原则。 2 ． 1总体平衡与局部相结合。 以局部平衡为主 首先要满足电网的无功电力平衡 ， 其次满足变电站 、 1 0 k v配 电线路的无功电力平衡，如果补偿容量和补偿位置选择不合理， 局部地区的无功电力不能就地平衡 ， 就会造成电网的功率损耗和 电能损耗增加。 因此， 要在总平衡的基础上 ， 研究各局部的补偿方 案， 达到最佳的补偿效果。 2 ． 2供 电部 f - l l, 偿与用户补偿相结合 在配电网中， 用户消耗的无功功率占6 0 ％， 其余的无功功率 消耗在配电网中。 因此， 为了减少无功功率在电网中的输送， 要尽 可能地实现就地补偿， 就地平衡 ， 所以必须 由供电部门和用户共 同进行补偿。 2 ． 3降损与调压相结合。 以降损为主 在一般情况下， 以降损为主， 调压为辅。 利用并联电容器进行 无功补偿， 其主要 目的是为了达到无功电力就地平衡 ， 减小电网 中的无功损耗， 以降低线损。 与此同时， 也可以利用电容器的分组 投切 ， 对电压进行适当的调整。 2 ． 4集中补偿与分散补偿相结合， 以分散补偿为主 集中补偿， 是在变电站集中装设较大容量的补偿电容器。分 散补偿 ， 是在配电网中分散的负荷区， 如配电线路， 配电变压器和 用户的用电设备等进行的无功补偿。 集中补偿主要是补偿主变压 器本身的无功损耗 ， 而降低供电网的无功损耗 ， 但不能降低配电 网的无功损耗。所以为了有效地降低线损， 必须做到无功功率在 哪里发生， 就应在哪里补偿。 因此， 中、 低配电网以分散补偿为主。 3结论 在配电网进行无功补偿的目的是提高功率因数和搞好无功 平衡 ， 改善电压质量， 降低线损， 节约电能。但是选择补偿方式不 同， 其补偿效果就会有很大差异。本文分析了五种配电网无功补 偿方式， 以及配置原则， 认为应更多考虑系统的特点将他们结合 起来进行无功补偿 ， 确保补偿技术经济、 合理、 安全可靠， 充分发 挥补偿电容器的补偿效益 ， 达到节约电能的目的。 4 5