配电系统无功补偿技术方案比较

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1、配电系统无功补偿技术方案比较刘建强（广东省电力物资总公司，广东广州510080）   摘　要：配电网合理的无功补偿，能够有效地维持系统的电压水平，降低有功网损，提高网络输送容量，减少发电费用，因此，确定无功补偿的合理配置和分布非常重要。文章对配电系统的4种无功补偿方式进行了技术经济比较，分析他们各自的优缺点，以寻求一种配电网无功补偿的最优方案。最后对配电网无功补偿工作中遇到的问题提出自己的看法。   关键词：配电网；无功补偿；方案；优化　　电压质量是衡量电力系统电能质量的重要指标之一，它的好坏主要取决于电力系统无功潮流分布是

2、否合理。这不仅关系到电力系统向电力用户提供电能质量的优劣问题，而且还直接影响电网的安全、经济运行。若无功电源容量不足，系统运行电压将难以保证。随着电网容量的不断增加，对电网无功功率的要求也与日增加。因此，还需考虑网络的功率因数和电压，因为网络功率因数和电压的降低会使电气设备得不到充分利用，从而降低网络的传输能力，并引起损耗增加。因此，解决好配电网络无功补偿的问题，对电网的安全和降损节能有着重要的意义。　　无功补偿点的合理选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功功率的远距离传输，

3、从而降低有功网损，减少发电费用。我国配电网长期以来无功匮乏，由其造成的网损严重，因此，进行无功功率补偿，能投资少回报高。通常采用的方法是在配电变压器低压侧进行补偿，既可降低线路损耗，也能降低配电变压器损耗，电压质量也有较大的改善。1　配电系统无功补偿方案及其比较1．1　变电站集中补偿方式1．1．1　变电站集中补偿方式的形式和优缺点　　要平衡输电网的无功功率，可在变电站进行集中补偿，见图1中的方式1。在这种方式下，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输电网的功率因数，提高终端偿装置一般连接在变电站的

4、10kV母线上，优点是管理容易、维护方便，缺点是对配电网的降损起不到什么作用。1．1．2　变电站集中补偿方式的技术应用　　为了调整变电站的电压，通常利用无功补偿装置（一般是并联电容器组）结合有载调压抽头来调节。通过两者的协调来进行电压和无功功率的控制，且这一方面的技术在国内已经积累了丰富的经验，九区图便是一种变电站电压和无功功率控制的有效方法，然而操作上还是较为麻烦的，因为限值需要随不同的运行方式进行相应的调整，在某些区上会产生振荡现象，而且实际操作中，抽头调节和电容器组投切次数是有限的，但九区图没有相应的判断。现行九区图的

5、调节效果也不是数学上证明的最好效果，因此九区图的应用还有待进一步改善。文献［1］利用模糊数学的概念建立了数学模型，得出了模糊边界的无功功率调节判据，它的特点是将九区图中固定的无功功率上下限边界改变成受电压影响的模糊边界，其边界的斜率可根据具体的投切边界条件进行调整，依据这种思路，设计出一种新型的变电站电压无功功率微机综合控制装置，它可以在保证电压合格和无功功率最佳补偿效果的情况下，有载变压器分接头的调节次数比同类装置或人工调节约减少1／3，提高了变电站电压合格率，线损降低约20％。1．2　低压集中补偿方式　　目前，国内较普遍

6、采用的另外一种无功补偿方式，是在配电变压器380V侧进行集中补偿，见图1中的方式2。在这种方式下，补偿装置通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏不等，它是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。主要目的是提高专用变压器用户的功率因数，实现无功功率的就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有一定作用，也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担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切，也有为了保证用户电压水平而以电压为判据进行控制。这种

7、补偿方式虽然利于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。因为线路电压的波动主要由无功量变化引起，而线路的电压水平由系统情况决定。当线路电压基准偏高或偏低时，无功功率的投切量可能与实际需求相差甚远，可能出现无功功率补偿过多或补偿不足的情况。　　对配电系统来说，除了专用变压器之外，还有许多公用变压器，而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变压器，其通常安装在户外的杆架上，进行低压无功功率集中补偿则是不现实的，难维护、控制和管理，容易成为生产安全隐患。这样，配电网的补偿度就受到了限制。1．3　杆上无功补偿方式　　文献［2，3］提

8、出了在配电系统杆上进行无功补偿的必要性和方法。由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，补偿度受到限制。由此造成很大的无功功率缺口需要由变电站或发电厂来填，大量的无功功率沿线传输，配电网网损居高难下。因此可以把10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上（或另行架杆）的方法来进行无