配电网无功补偿相关理论探析

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1、配电网无功补偿相关理论探析作者：陈晓明來源：《华中电力》2013年笫04期摘要：合理选择无功补偿方案进行补偿，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远跖离传输，从而降低有功网损，减少发电费用。因此，无功功率补偿是降损措施中投资少冋报高的方案。关键词：配电网；无功补偿；方案实施由于负荷的不断增加，以及电源的大幅增加，不但改变了电力系统的电网结构，也改变了系统的电源分布，造成系统无功的分布不合理，甚至可能造成局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。当系统受到较大干扰时，就可能在电网的薄弱坏节导致电压

2、崩溃。一、配电网无功补偿技术（一）配电网无功补偿配置的原则供电部门应根据电网结构和用户无功负荷的分布，迹行无功电力平衡计算，全血分析配电网中无功电力的需求和缺额，并作出整体规划和实施方案。耍综合比较各种无功补偿方式的经济效益和最优分布方案，力求做到以下儿点：1）全网无功平衡与分区无功平衡结合，坚持无功就地平衡进行全网无功平衡与分地区、分变电站的无功平衡，其冃的在于充分利用全网的无功电源，减少无功电流在网络间的流动，从而降低线损。2）集屮补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主，根据就地（就近）平衡的原则，对配电网逐级进行无功补偿。因

3、此，既要在大量的配电线路、配电变压器的低压侧及电力用户进行分散补偿和就地补偿，也要在变电站安装集中补偿的电容器组。3）降损与调压相结合，以降损为主一般情况下，按最优补偿容量进行补偿，都能满足调整屯压的耍求。对于电压为35kV及以下的屯网，rfl于线路损失在线路输送功率屮所占比重较大，因此补偿容量的选择应着重按降低线损的要求来考虑；对220kV及以上超高压电网中的变电站，主要按调整电压水平的要求配置补偿设备，同时也可起到降低电能损耗的作用。4）电业部门补偿与用户补偿相结合据统计，大约50%〜60%的无功功率消耗在用户方而，剩下的4

4、0%〜50%消耗在电力系统屮的网络元件中，因此应由电业部门与用户共同补偿，两者Z间的比例约为四六开。从实践看，在总的补偿容量小，电业部门装设的补偿设备约为40%〜45%,而用户装设的补偿设备约为55%〜60%o（二）配电网无功补偿方案的实施根据丿TJ户对无功功率的需求情况及负荷性质，选取并联电容器进行无功功率补偿时，一般配电网无功补偿方式有：变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和用户终端分散补偿方式。1.变屯站集屮补偿方式针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿（如图1的方式1）,补偿装置包括并联电容器、同步

5、调相机、静止补偿器等，主要冃的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变压器的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，I次I此具有管理容易、维护方便等优点，但这种补偿方案对lOkVffi电网的降损不起作用。图1:配电系统的各种无功补偿方式示意图为实现变电站的电压/无功综合控制，通常采用并联电容器组和有载调压抽头协调调节。其中九区图法是一•种常用的有效方法，但实际应用表明，投切过于频繁会影响电容器开关和分接头的使用寿命，增人运行维护工作量，通常在实际中要限制抽头调节和电容器组操作次数。采用电力电子开关控

6、制成木比较高、开关自身功率损耗也很大，因此变电站高压电压/无功控制技术仍有待进一步改善和研究。2.低压集中补偿方式目询国内较普遍采用的另外一种无功补偿方式是在配电变压器0.4kV侧进行集中补偿（如图1的方式2）,通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在儿十千乏至儿百千乏不等，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。主耍忖的是提髙专用变压器用户的功率因数，实现无功的就地平衡，对配电网和配电变的降损有一定作用，也有助丁•保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变压器用户承扌冃前国内各厂家生产的自动补偿

7、装置通常是根据功率因数來进行电容器的1‘1动投切的，也有为了保证用户电压水平而以电压为判据进行控制的。这种方案虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。因为虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平是由系统情况决定的。当线路电压皋准偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去其远，出现无功过补偿或欠补偿，配电网的补偿度就受到了限制。3.配电线路固定补偿方式由于配电网中人量存在的公用变压器没有进行低压补偿，使得补偿度受到限制。由此造成的很大无功缺口需要由变电站或发电厂來填补，大量的无功沿线传输使得配电网网损

8、仍然居高不下。因此可以采用10kV户外并联电容器女装在架空线路的杆塔上（或另行设架杆）进行无功补偿（如图1的方式3）,以捉高配电网功率因数，达到降损升压的I」的。由于杆上安装的并联电容器远离变电诂，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间