农村电力网无功补偿问题探究

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1、农村电力网无功补偿问题探究　　摘要：随着农村经济社会的发展和农民生活水平的提高，农村用电负荷大幅增长，无功需求亦不断加大。合理的无功补偿对农村电网的降损节能具有重要意义。本文分析了农网无功负荷的特点，阐述了农村电网无功补偿的作用和原则，以及无功补偿的几种方法。关键词：农村电网；无功负荷；无功补偿中图分类号：U665.12文献标识码：A随着农村经济社会快速发展，农村用电量增长迅猛，对无功功率的需求也在不断增加，加之，农网处于电力系统的末端，无功电源先天不足，使得农网中无功比较缺乏。当前，农村电网综合电压合格率和综

2、合线损率等指标还需进一步改善。所以，在今后的农村电网改造升级的过程中，对农村电网无功补偿问题进行研究探讨具有重要的现实意义。1.农村电网无功负荷的特点1.1无功负荷的结构特点7农村电网的无功负荷主要有配电变压器、异步电动机等，配电变压器容量是按农忙季节或防汛抗旱要求的容量配备的，普遍存在大马拉小车现象，较长时间处于轻载和空载运行状态，增加大量无功消耗。无功负荷集中在电网末端，大多数负荷是感性负载，如异步电动机、交流电焊机等，无功消耗约占农网总无功负荷的60%～80%。输电线路也消耗一定的无功，但所占比例相对较小

3、，低于5%。1.2无功负荷运行特点农村配电网络与城市配电网络相比，负荷季节性强，且日负荷的变化大。在农忙季节或抗旱排涝期间用电量大，变压器处在满负荷运行状态。农网负荷昼夜负荷变化大，在一些没有农产品加工生产的农村，配电线路上变压器大部分时间处于空载状态。乡镇企业大部分只在白天生产，晚上仅供照明，后半夜主变压器处于空载状态[1]。1.3无功负荷分布特点电力负荷分散。我国农村地域广阔，用户分散，供电点多，供电半径大，通常农村10kV输电线路供电距离大于15km的经济送电距离，一般在20km左右，有的甚至达30km。

4、低压线路供电距离也超过0.5km的经济送电距离，一般1km以上，最远达2km，致使电压损失过大。农网线路长，使用导线截面积小，造成农网系统无功需求大，系统功率因数低，电压损失严重。2.无功补偿的作用2.1补偿无功功率，提高功率因数7在电网运行中，因大量非线性负载的运行，不但要消耗有功功率，还要消耗无功功率。负荷电流在通过线路、变压器时将会产生功率与电能损耗。当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷

5、的无功功率损耗，提高功率因数，降低线损耗。2.2提高设备的供电能力由P=S•cosφ可以看出，当设备的视在功率S一定时，如果功率因数cosφ提高，上式中的P也随之增大，电气设备的有功出力也就提高了。2.3降低电网中的功率损耗和电能损失由公式I=P/(3•U•cosφ)可知当有功功率P为定值时，负荷电流I与cosφ成反比，安装无功补偿装置后，功率因数提高，使线路中的电流减小，从而使功率损耗降低:ΔP=I2R降低电网中的功率损耗是安装无功补偿设备的主要目的[2]。3.农村电网无功

6、补偿的原则在尽量提高农网自然功率因数的基础上，再进行无功补偿根据农网中无功负荷的特点，按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的原则[3]。(1)总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。即既要满足全县的无功功率平衡，还要满足分区(供电区)、分所的无功平衡，尽可能地使长距离输送的无功量少，最大限度地减少功率及电能损耗。7(2)分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，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

7、补偿主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。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。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。(3)电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，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网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进

8、行补偿。4.无功补偿的方法4.1分散补偿方式将电容器安装在无功比较密集的线路上，主要补偿线路所消耗的无功及非灌溉季节用户无功负荷。一般安装在农村配网10kV主干线上，采用自动投切装置，在轻负荷时电压不致生得过高。自动投切装置的控制器根据检测到的功率因数，分组投切电容器，使电网功率因数接近1。74.2随机补偿将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿