10kv配电线路无功补偿的选择

10kv配电线路无功补偿的选择

阴发明

黑龙江新华电气工程有限公司黑龙江省哈尔滨市150000

摘要：根据近年来统计，10kV配电网的网损占60%左右,是整个电力系统无功损耗比重很大的。因此，在10kV配电网中进行无功补偿，对降低网损有重大的意义。为此，本文分析10kV配电线路无功补偿的作用及方法，确定了配电网无功补偿优化及降低损耗的最佳方法。

关键词：10kV配电线路；无功补偿；分析

随着科技的发展，社会用电量呈现逐渐升高的趋势，因此，目前电力系统电网覆盖范围广、输电线路长、输送点多，在一定程度上导致了电力系统运行过程中存在较高的线损率。特别是农村用电量需求急速增长，电力系统运行过程中损耗量极其庞大。对无功补偿在10kV配电线路中的应用进行分析极具现实意义。

1.无功补偿的作用

1.1改善电能质量

电压合格率是电网正常运行的重要指标之一。电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。电力系统向用户供电电压，是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的，当线路输送一定数量的有功功率和始端电压不变时，如输送的无功功率越多，线路的电压损失就越大，也就是说送至用户端的电压就越低。当用户功率因数提高以后，向电力系统吸取的无功功率就要减少，因此，电压损失也相应减少，从而改善了用户的电压。合理安装补偿设备可以改善电压质量。

1.2降低电能损耗

在负荷功率p保持不变的条件下提高功率因数，意味着减小了负荷的无功功率Q，因而可以减少发电机送出的无功功率和通过线路及变压器的无功功率，所以也将降低线路和变压器中的有功功率损耗和电能损耗。

2.无功补偿在10kV配电线路中的配设

2.1补偿方式的选择

针对农村10kV配电线路进行无功补偿时，往往采用并联电容器的方式进行无功功率补偿，属于一种分散补偿的方式。采用并联电容器这种分散补偿的方式往往比集中补偿效果更好，它可以有效的将电力系统功率因数控制在0.9以上，从而保障高质量供电电压的输送以及输送过程中科学性的降低能耗损失。

2.2补偿位置的确定

对10kV配电线路中无功补偿的位置进行确定时，要时刻谨记无功就地平衡原则，也只有在遵循无功就地平衡原则基础上进行无功补偿位置的确定，才能起到真正降低电力系统主干线路上电能损耗的作用。因此，无功补偿的位置最适宜在无功功率最大的地方设置，以及多个支路无功功率交汇的点上设置。当线路中无较大无功功率工作点、无支路无功功率交汇点以及极其大的无功功率点时，无功补偿位置的设定要在综合线路长度、无功功率大小之下才能进行确定。10kV配电线路在实际运行中，往往会存在较多的无功功率工作点，其对应的无功补偿位置则需要设定在距离线路开始端2/3的地方。

2.3补偿容量的设定

就无功补偿容量的设定而言，最大程度降低线路电能损耗是唯一的准则与要求。10kV配电线路电力系统无功补偿采用并联电容器的形式进行，因此10kV配电线路中无功补偿容量的设定就是电容器电容电容的设定。

3.配电系统无功补偿方式

目前国内配电系统无功补偿方式主要有：

1）集中补偿，通常指装设于地区变电所或高压供电用户降压变电所母线上的高压电容器组。其优点是易于自动投切，利用率高，维护方便，事故少，能减少配电网、用户变压器及专供线路上的无功负荷和电能损耗。这种补偿方式己经被大量使用。

2）就地补偿是指电容器直接装于用电设备附近，与电动机的供电回路相并联，常用于低压网络。它使用可控硅或者机械开关作为投切开关，通过就地电压传感器控制而自动地投切电容器，在其连接点通过改变流入或者吸收系统的无功电流来改变系统的电压。

3）分散补偿是将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端变配电所高压或低压母线上，用来补偿无功功率，校正功率因数常见有以下几种方式：高压电容器分组安装于城乡电网10kV，6kV配电线路的杆架上；低压电容器安装于公用配电变压器的低压侧。这种补偿方式在变压器低压侧的输电线路中，分散进行电容器固定容量的补偿，克服了集中固定补偿中容量较大时的涌流过大等问题，并能有效的增大配电线网的供电能力，节电效果较好。

4）跟踪补偿是通过将低压电容器组安装在用户10kV母线上，使用自动投切方式跟踪无功负荷的变化，常用于大型电动机和电焊机等功率因数很低的设备，通过控制、保护装置与电动机同时投切。对于大型电动机等设备有很好的经济效益。

比较以上几种方法可以知道：集中补偿方法在变电站出线侧已经可以根据当地的年度负荷水平来确定的，是必不可少的补偿方法；跟踪补偿、就地补偿在降低线损方面效果较好，但是使用的自动无功补偿设备价格较为昂贵，维护费用高；在10kV配电线路上进行的分散补偿，具有投资小、回收快、补偿效率较高、便于管理和维护等优点；因此，在做好集中补偿的基础上，应将就地补偿、跟踪补偿及分散补偿结合使用。如果资金不多，可以着重考虑分散补偿；资金充裕，电网巡视方便可以以就地补偿及跟踪补偿为主。

4.配电线路无功补偿的设计原则及注意事项

4.1要做好配电线路无功补偿工程设计和运行管理

应首先准确解读相关技术标准与规定。根据配电线路无功补偿相关技术标准，可以归纳出以下设计规则：

（1）遵照无功电力分层分区就地平衡原则，在10kV或6kV配电线路上宜配置高压并联电容器装置，或者在配电变压器低压侧配置低压并联电容器装置。

（2）并联电容器装置的容量不宜过大，一般约为线路配电变压器总容量的30%～40%。

（3）配电线路上装设的并联电容器，在线路最小负荷时不应向变电所倒送无功，如配置容量过大，则必需装设自动投切装置。

4.2无功补偿应注意事项

（1）线路分散补偿电容器组容量在150kvar及以下时，可采用跌落式熔断器作控制和保护，其熔断器的额定电流按电容器组额定电流的1.43～1.55倍选取；150kvar以上时应采用柱上断路器或负荷开关自动控制。

（2）为防止线路非全相运行时，有可能发生铁磁谐振引起过电压和过电流，损坏电容器和变压器，线路分散补偿电容器组不应与配电变压器同台架设并使用同一组跌落式熔断器。

（3）补偿电容器组中性点不应直接接地，避免电容器某相贯穿性击穿引起线路相间短路。

（4）在无功补偿的电容器回路上，宜装设适当参数的串联电抗器或阻尼式限流器，避免电容器容抗与系统感抗相匹配构成谐振，起到抑制高次谐波电流的作用。

（5）无功补偿装置应装设氧化锌避雷器过电压保护装置。

（6）无功补偿装置应采用自动投切装置，防止过补偿和电压升高损坏电容器及其他设备。

（7）配电变压器随器补偿采用杆架式安装，其补偿装置箱底部离地面不小于1.2m。

5.总结

综上所述，科学合理地应用10kV配电线路无功补偿装置，能有效降低配网线损，提高电网安全和经济性。无功补偿装置在10kV配电线路的应用，应从10kV配电线路的结构出发，结合电力输送、损耗等特点，科学、合理地安装无功补偿装置，实现无功就地平衡，最大限度地降低供电损耗，提高电能质量。做好10kV配电线路无功补偿应用技术分析，为电网安全、经济、可靠运行提供技术保障。

参考文献

[1]龙田广.浅谈10kV配电线路的无功补偿[J].中国高新技术企业，2016，24.(8):155-157.

[2]陈勇华.10kV配电线路无功补偿技术[J].湖南农机，2016,17(1):32-33.