基于10kv配电网的无功功率补偿技术探究

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1、基于10kV配电网的无功功率补偿技术探宄广丙兆泰送变电工程集团有限公司【摘要】随着经济的进一步发展，人们生产生活中对电的需求也在不断增加,导致我国的用电紧张，很多地区甚至出现用电高峰期只能拉闸限电等状况。电力紧张有一部分原因是由于电力的损耗，据科学统计，我国每年电力系统的网损占据整个输送电量的百分之十，其中10KV配电网就占据了损耗量的百分之六十。所以为了降低对电力的损耗，必须将补偿技术应用到1OKV配电网中。【关键词】1OKV配电网；无功功率；补偿技术电力系统由发电系统、输电系统、配电系统和用电系统组

2、成，由于电能不能大量存储，所以这几个环节要同时进行。然而电力线路、变压器及用电设备中存在大量无功负载，使得电力系统的功率因数降低。而想要解决配电系统中功率因数过低的问题，就必须对配电系统进行无功补偿。同时，在我国电力系统中，1OKV配电网在建设与运行中长期存在着无功补偿容量不足、配备不科学和补偿效果不理想等缺点。而10KV配电网乂是连接大型输电网系统和直接用电系统的中转站，也是直接向人们提供生产生活用电的配电网，关系到人们的生活水平，所以要对1OKV配电网进行无功补偿，也就必须提高无功功率补偿技术。一、

3、研究无功补偿技术的原因和目的（一）研究无功补偿的原因无功功率是建立交流电和磁场所需的功率，在交流电力系统运行中占据着一席之地，所以研宄无功补偿有着极为积极的意义，具体原因如下：第一，由于电力成木增加，导致对提高电力系统运行效率的要求越来越强烈；第二，输电网络受无功功率的影响，以及很难进行电力网络的拓展；第三，在大范围和远距离进行输电时，对电压稳定以及对电压的控制的要求；第四，工业用电用户及用电数量在不断增加，而且居民用电需求也在不断增加，不仅对用电的数量提高了要求，还对电力的质量产生了新的要求；第五，根

4、据科学研究表明，直流输电系统在换流器的交流侧应该进行无功控制。（二）研究无功补偿的0的。首先，改善对电压的调整,提高电压静态和动态状态下的稳定性,其次，降低过电压，减少电压闪边状况的发生，再次，阻尼次同步震荡，最后，促进电压和电流的平衡［1】。二、无功补偿的基本原理和作用（一）无功补偿的原理在正弦交流电路中，电阻、电抗元件与网络复阻抗呈现如下图所示的三角形关系。其中，若复阻抗Z是纯电阻性质，则电压与电流的相位角是相同的,则此吋负载只消耗有功功率而不消耗无功功率；如果复阻抗是感性或者容性，则负载同吋消耗有

5、功功率和无功功率，感性元件消耗无功功率，容性元件产生无功功率。复阻抗角的余弦函数为功率因数，功率因数是由其负载性质决定，与电路参数和电源频率有关系，而与电源的电压大小无关。电力网络主要负担是奋功功率和无功功率，功率因数为cos?=P/S，其中P为有功功率，S为视在功率；当奋功功率不变的前提下，功率因数会随着无功功率的增加而不断降低，同吋视在功率也会增加。因为功率因数的不断降低，为了维持电力系统和电力设备的正常运行，需要对发电设备和输电设备的容量进行扩大，这样不仅会增加电力系统的成本投入，还会造成更大的电

6、力损耗。（二）无功补偿的意义无功补偿的意义主要有三个方面。首先，可以提高电力系统的输送能力,改善电力设备的利用率。苏次是减少对电压的损耗，当线路装置补偿电容后，电压损耗越来越小，最后，减少线路的损耗［2】。三、无功补偿技术的发展（一）我国10kV配电网无功补偿技术的现状我国的小城镇和乡村地区基本上都是10KV配电网，1OKV配电网具奋负荷密度人、用电量集中和供电可靠性要求高等特点，同吋表现出线路的损耗率高、功率因数低和输电能力弱等缺点。而且我国的10KV配电网主要采用的无功补偿方式就是并联电容器，将整个

7、无功补偿分为：变电所集中补偿、配电室分散补偿和负荷侧就地补偿三个环节。变电所集中补偿支队站内主要变电所需的无功进行补偿，但是对10KV线路及以上的大量配变无功没有提供任何补偿，对于线路无功损耗只能采用就地补偿才能降低线路损耗，而集中补偿的成本很高。相比于集中补偿，分散补偿可以降低对线路的损耗，提高电压水平；但是分散补偿需要对每个设备都单独进行补偿，每个地点进行分散安装、维护都极为闲难。我国幕墙10KV配电线路基本上采用负荷侧就地补偿，整体来说负荷侧就地补偿的技术性和经济性都不是很强，只冇将配电线路中分散

8、补偿与就地补偿结合在一起进行无功补偿才能取得更好的效果。（二）10KV无功补偿技术中的关键问题首先，人功率电力电子器件串联技术和开关元件晶闸管容量等受到限制,由于晶闸管属于灵敏度极高的半导体元件，超出晶闸管额定的电压和电流都可能会造成晶闸管的损坏。其次是高压侧直接取能方式的光电触发及在线监测系统技术。最后是晶闸管驱动电路的设计技术［3】。四、无功补偿方式的种类（一）变电站补偿对于变电站集中补偿来说，主要是维护输电网的无功平衡，而无功平衡可以