关于低压配电网无功补偿的探讨

　　摘要：本文笔者就如何提高配电网的功率因数，确定无功补偿设备的合理配置和分布，进行无功补偿，搞好无功平衡进行了分析和探讨。

　　关键词：功率因数;无功功率;无功补偿;配电网

　　随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于电网负荷的不断增加，不但改变了电力系统的网络结构和电源分布，而且造成系统的无功分布不尽合理，甚至可能出现局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。电力系统无功分布是否合理，不仅关系到电力系统向用户提供电能质量的优劣，而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性。这在与用户直接相关的配电网中显得尤为重要。因此如何进一步合理使用电能，优化农村配电网的无功资源管理，提高配电网功率因数，减少无功损耗，就成为当前农村供用电管理中需要认真研究和解决的重要课题。

　　1、配电网的无功补偿原则

　　在中、低压配电网中我们通常采用并联电容器的方法来实现无功补偿。电容补偿的原则是\"全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡\"。我们知道在功率一定的情况下，如果10KV线路的电流是1A，在0.4KV线路上反应的就是25A，这样在0.4KV线路上产生的损耗就是10KV线路损耗的625倍。农村配电网的无功负荷(包括配电变压器的无功负荷和电感性用电设备的无功负荷)主要集中在低压配电线路上，因而低压无功补偿应是农村配电网降损管理的工作重点。在无功管理方面，基层供电部门要勇于开拓无功经济运行的新领域，以科学的理论为导向，为推广农村电容补偿开辟新的途径。

　　由于保持无功功率的供求平衡是一项比较复杂的综合性技术工作，需要供电和用电双方的密切配合。因此，在具体实施无功补偿时，要注意以下几个方面的问题：①要满足线路的无功电力平衡，最大限度地减少有功功率和电能的损耗。②要中、低压配电网同时进行，尤其不可忽视低压配电网的补偿。③要集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主，集中补偿为辅。④要降损与调压相结合。⑤要供电部门补偿与电力客户补偿相结合。由于在配电网的无功损耗中，约有60%的无功功率是消耗在电力客户方面的，因此仅靠供电部门实施无功补偿，显然是不行的。⑥无功补偿的标准要严格按照《供电营业规则》第四十一条的要求认真落实，切实做好无功电力就地平衡。⑦要严格执行功率因数调整电费的办法，用经济杠杆的手段来调控。⑨由于公用变普遍存在三相负荷差异很大的情况，使得三相功率因数也相差很大，在选择电容补偿装置时要优先选用具有分相自动投切补偿功能的设备。

　　2、提高农村配网功率因数的方法

　　功率因数与无功功率和功率损耗关系密切，功率因数低的实质就是用电设备向电力网中吸收无功功率太高。据有关统计资料表明，在农村配网中，电动机消耗的无功功率约占60%，变压器的无功功率约占30%，其余10%消耗在线路上。因此，提高配电网的功率因数，减少无功损耗的途径可以从下述两个方面来进行：

　　1)提高自然功率因数。提高电气设备的自然功率因数的主要方法是：①合理选择电动机的容量，尽量与其负载匹配，保持高负载运行状态，避免\"大马拉小车\"的现象发生。②根据负载性质选择不同类型的电动机。③加强电动机的维护和保养，提高电动机的检修质量，要保证电动机的定子绕组匝数和电动机的定、转子间的气隙不变。④淘汰JO系列电动机，当前农村仍有大量的JO系列电动机在使用，基层供电部门要杜绝新增电力客户使用淘汰的JO系列电动机。⑤合理选择配套变压器的容量，一般情况下，负载系数按50%~70%来考虑。⑥改善配套变压器的运行方式，对高低峰负荷差比较大的用电台区可采用并联变压器组式的方式供电，然后依据负荷需求调整变压器的运行方式。⑦采用新系列低损耗变压器，淘汰更新高能耗变压器。⑧及时停用空载设备来减少配电网中各个部分所需的无功功率，特别是要减少负载的无功消耗。⑨推广使用节电新产品和新技术。

　　2)采取人工无功补偿的方式提高功率因数。采用人工无功补偿，可以有效地降低配电网的线损，改善电压质量，提高配电变压器的供电能力和用电设备的出力。以用电设备为例：若将电动机所需全部无功功率给予补偿的话，假设功率因数补偿前为0.7，补偿后达到1.0时，可变损失可减少51%，配电变压器的供电能力将提高30%。(见表1)

　　提高功率因数可变损耗减少的的计算公式：

　　△P% = [1-(cosφ1/cosφ2)2]×100%

　　提高功率因数变压器增加供电能力的计算公式：

　　△Sz % =[1- ( cosφ1/cosφ2) ] ×100%

　　表1 提高功率因数与降低可变损失和增加变压器供电能力的关系

　　功率因数由右列数值提高到1.00.60.650.70.750.80.850.90.95

　　可变损耗降低△P(%)6457.755143.753627.75199.75

　　变压器增加供电能力△Sz(%)403530252015105

　　3、无功补偿的容量与补偿位置的确定

　　补偿方式通常应采用集中补偿和随机(随器)补偿相结合的方案。对于30KVA以上的10KV变压器应随器就地补偿;对于7.5KW以上的电动机，年运行在1000小时以上的重点进行就地随机补偿;低压100KVA以上的动力用户必须安装电容补偿装置。安装的自动无功补偿装置，宜采用智能型的自动无功电压综合控制装置。

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