王成

（西安蘭亭建筑設計咨詢有限公司 710082 西安）

    近幾年，大量輸變電設備在農(nóng)村配電網(wǎng)中廣泛投入運行，對提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電能力、改善電能質(zhì)量和降低網(wǎng)損等方面發(fā)揮了重要作用。但在實際運行中，也暴露出一些問題，特別是無功補償問題比較嚴重，沒有達到對農(nóng)村配電網(wǎng)無功合理補償?shù)哪康模�下面結(jié)合農(nóng)村配電網(wǎng)中無功補償?shù)默F(xiàn)狀，著重對無功補償?shù)呐渲迷瓌t、無功補償?shù)姆绞胶蜔o功補償?shù)男б孢M行闡述和分析。

1.農(nóng)村配電網(wǎng)中無功功率現(xiàn)狀

    在農(nóng)村配電網(wǎng)中，大多數(shù)電力負荷是感性負載，異步電動機、交流電焊機、日光燈等設備是無功功率的主要消耗者。同時，由于其分散，季節(jié)性強，配電線路供電半徑大，分支線多及用電設備的配套和使用管理不夠合理，輕載和空載運行情況比較嚴重，因此占用無功比例較大，加之無功規(guī)劃長期未能引起足夠的重視，無功電源與無功占用不平衡，造成農(nóng)村配電網(wǎng)功率因數(shù)偏低和電壓質(zhì)量低劣，并引起功率損耗和電網(wǎng)損耗增加。因此，對農(nóng)村配電網(wǎng)無功負荷優(yōu)化補償應引起足夠的重視。

2.無功補償?shù)呐渲迷瓌t

    從電網(wǎng)無功功率消耗的基本狀況可以看出 ,各級電網(wǎng)絡和輸變電設備都要消耗一定數(shù)量的無功功率 ,而低壓配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度地減少無功功率在電網(wǎng)中的傳輸,提高輸配電設備的功率降低電網(wǎng)的線路損耗,無功補償?shù)脑瓌t是“全面規(guī)劃,合理布局,分級補償,地平衡。”

3.配電網(wǎng)無功補償方式的比較

    提高功率因數(shù)的主要方法是采用低壓無功補償技術(shù),通常采用的方法主要有五種：變電站集中補償、隨器補償、配電線路桿上補償、隨機補償、跟蹤補償。

    3.1變電站集中補償

    為分級平衡電網(wǎng)的無功,在變電站進行集中補償,補償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機、靜止補償器等,其作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù), 改善系統(tǒng)終端變電站的母線電壓,補償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。這些補償裝置一般集中接在變電站10kV母線上,因此具有管理容易、維護方便等優(yōu)點，缺點是這種補償方式對配電網(wǎng)的降損作用非常小。

    3.2隨器補償

    隨器補償是指將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側(cè),以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配電變壓器在輕載或空載時的空載勵磁無功是農(nóng)網(wǎng)無功負荷的主要部分，隨器補償?shù)膬?yōu)點是接線簡單,維護管理方便,能有效地補償配電變壓器空載無功,就地平衡該部分農(nóng)網(wǎng)無功基荷,從而提高配電變壓器利用率,降低網(wǎng)損,提高用戶的功率因數(shù),改善用戶的電壓質(zhì)量,具有較高的經(jīng)濟性,是目前無功補償最有效的手段之一。缺點是由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點分散,因此補償工作的投資比較大,運行維護工作量大。

    3.3 配網(wǎng)桿上無功補償

    桿上無功補償即通過在線路桿塔上安裝電容器實現(xiàn)無功補償。線路補償宜單點補償；控制方式應從簡,一般不設分組投切；補償容量也不宜過大,避免出現(xiàn)輕載過補償現(xiàn)象；保護也要簡化,主要采用熔斷器和避雷器作為過流和過電壓保護。線路補償方式主要提供線路和公用變壓器需要的無功,該種方式具有投資小、見效快、便于操作等優(yōu)點,適用于功率因數(shù)低、負荷重的長線路。缺點是由于桿上安裝的并聯(lián)電容器遠離變電站，容易出現(xiàn)保護不易配置、控制成本高,重載情況下補償不足等問題。

    3.4隨機補償

    隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接,通過控制、保護裝置與電機同時投切的一種無功補償方式。隨機補償適用于補償電動機的無功消耗,以補償勵磁無功為主，可較好的限制配電網(wǎng)無功峰荷，減少配電線路的損耗,同時還可以提高電動機的出力。隨機補償?shù)膬?yōu)點是用電設備運行時,無功補償投入；用電設備停運時,補償設備也退出 ,而且不需要頻繁調(diào)整補償容量 ,隨機補償方式具有投資少、占位小、安裝容易、維護簡單及事故率低等特點。

    3.5跟蹤補償

    跟蹤補償是指將低壓電容器組裝設在大用戶配電變壓器低壓側(cè)的補償方式。這種補償方式主要適用于100kVA以上的專用配電變壓器用戶,可以替代隨機、隨器兩種補償方式,補償效果好。跟蹤補償?shù)膬?yōu)點是可較好地跟蹤無功負荷的變化,運行方式靈活,補償效果好。但缺點是控制保護裝置復雜 ,先期投資相對較大。

4.配電中無功補償存在的問題

    4.1補償點的問題

    目前無功補償?shù)闹蛔⒁庋a償用戶的功率因數(shù)，而忽略了全區(qū)、全配電網(wǎng)的無功平衡于優(yōu)化。要實現(xiàn)有效的降損，必須從電力系統(tǒng)的全網(wǎng)出發(fā), 通過計算全網(wǎng)的無功潮流, 確定配電網(wǎng)的補償方式、最優(yōu)補償容量和最佳補償?shù)攸c , 才能使有限的資金發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。

    4.2 過補償問題

    過補償會造成無功功率的倒送，加重配電線路的負擔，增加線路的損耗，這是電力系統(tǒng)所不允許的。對于采用固定電容器補償?shù)挠脩簦�補償后的功率因數(shù)應適當。如對其要求過高，則裝設的電容器容量較大，增加投資費用,而且在輕載時會出現(xiàn)過補現(xiàn)象，向電網(wǎng)倒送無功，增加電能損耗。這些情況在實際運行中存在較多都是電力部門所要考慮的，因此必須在設計中限制補償容量，在運行中加強對補償裝置的監(jiān)視，根據(jù)負荷變化情況，及時調(diào)整補償容量。

    4.3諧波問題

    電容器本身具備一定的抗諧波能力,但同時也有放大諧波的副作用。諧波的含量過大會降低電容器的使用壽命,甚至造成電容器的過早損壞;另外,動態(tài)無功補償柜的控制環(huán)節(jié)容易受諧波干擾影響, 造成其控制失靈。因此在無功補償?shù)耐瑫r必須考慮諧波治理,在有較大諧波干擾，又需要補償無功的地點, 應考慮增加濾波裝置。

5.結(jié)束語

    在配電網(wǎng)中進行無功優(yōu)化補償, 是一項建設性的降損技術(shù)措施。無功補償不僅能提高農(nóng)村配電網(wǎng)的功率因數(shù)、改善電壓質(zhì)量,而且可以就地平衡無功功率,提高農(nóng)網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平,同時降低用戶的電費支出,減少工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投資。但如何確定無功補償設備的合理配置和分布,需尋找技術(shù)上和經(jīng)濟上的最優(yōu)方案。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)