配电线路无功补偿方案分析的构建
配电线路无功补偿方案分析的构建
【摘要】无功补偿对电网的安全、优质、经济运行具有重要作用。针对配电网规模巨大，负荷情况复杂．使用环境条件差，合理选择无功补偿方案和补偿技术意义重大，补偿工程也有很多问题值得认真分析和思考。通过对农网无功补偿现状和线损的分析，对配电线路的无功补偿方案进行探讨，并对三种方案进行了经济性可行性分析。
【关键词】配电线路；无功补偿；方案探讨
1.农网无功补偿的现状
无功补偿装置近几年得到了很大发展，从三相共补到分相补偿，从接触器投切到无触点过零投切，从单一的无功补偿到附加配电监测功能等等。使无功补偿装置的技术含量不断提升。但是，尽管如此，各地的无功补偿的实际现状不容乐观。三期电网改造期间所安装的无功补偿装置大多因出现故障而退出运行，花巨资投入的设施却不能为降低线损、释放容量和稳定电压发挥应有的作用，出现了“年年栽树却不见森林”的尴尬局面。
1.1 无功补偿设备配置缺少简便有效的整体规划方案
各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功，而且配电线路及其设备所占的比重更大。无论是环网、还是放射性网络，高低压无功补偿设备的配置，应按“分级补偿、就地平衡”的原则进行总体的规划设计(统筹考虑10kV线路、配电变压器及用户负荷)，分级分段优化，合理布局，并满足“总体平衡与局部平衡相结合；供电部门补偿与用户补偿相结合；集中补偿与分散补偿相结合。以分散为主；降损与调压相结合，以降损为主”的要求。
然而，在实施过程中．由于缺少简便有效的整体规划方案，使这一原则常常只能停留在书本上，难以很好地在实际工作中得以贯彻。投上的无功补偿装置只能是简单的“查个数”，有几台变压器就上几台补偿箱。至于无功电源的布局是否合理。局部地区的无功功率能否就地平衡，变电站和线路的无功功率过多还是不足，已无从考证。这样势必影响无功补偿总体平衡与局部平衡的有机结合，造成无功功率的长途输送和大范围交换，使电网的功率和电能损耗增加。
1.2 装置的补偿方式和保护功能缺乏现场使用的针对性
生产厂家在提供无功补偿装置时，均是按照总体的技术要求进行生产的。然而，其分级、分组和保护是否符合未来使用现场的具体要求，较小负荷时是否投得上，较大负荷时的补偿容量是否足够，被补偿变压器是否有季节性，空载或轻载时如何进行技术处理，却是一个谁也不能确定的未知数。
无功补偿设备的配置包括三个方面的内容：①确定补偿地点和补偿方式；②对无功补偿总容量进行布点分配；③确定单台配变的补偿容量配置。为此，除了要研究网络本身的结构特点和无功电源的分布之外，还需要对网络的无功功率构成做出基本的分析，弄清无功潮流分布，才能对补偿地点和方式、容量进行合理配置。而单台配电的补偿容量配置结构，则需要根据负荷监测数据的统计分析结果确定。当负荷一旦发生较大变化时，也应该能够及时调整电容容量的配置。而不是简单地将变压器个数数一数，往物资部门上报了事。否则，无功补偿装置就不能发挥其应有的效能。无功补偿工作也只会徒劳无功，投资效益更是无从谈起。
综上所述，要达到无功补偿效果的正常发挥和无功补偿装置的安全可靠运行，就必须采取以每一条配电出线为单元，从0.4kV一10kV 对无功补偿设备的配置提供简便有效的整体规划方案，才能发挥无功补偿设备的最佳运行效果。
2.无功补偿及线损分析
2.1 导致农网线损居高不下的主要原因
①农村地域广阔，供电半径较大，线路长；
②农村负荷季节性强，时段性强，负荷变化大；
③农村供电管理尚存不尽合理之处，有政策上的原因：如小容量变压器不加补偿装置；也有负荷性质的原因：农村不再单一使用照明负荷，动力负荷也逐年增加，无功需求缺口变大而突显元功补偿不足。
④在电网现有无功补偿装置的控制策略、投切分组、设备管理及总体优化方案的设计方面均不适应农村负荷变化的特点，无功补偿效果差。
2.2 城网线损现状
城网中的公用配变负荷特性亦较为复杂，用电的随意性更大，不仅无功缺口大、且三相不平衡问题尤为突出，而三相不平衡造成的过高线损更不是传统的补偿方式可以补偿的。就用户配变而言，由于补偿措施参差不齐，技术落后，尤其对无功与网络电压的关系认识不清，加之管理措施不到位，无论采取手动投切。还是自动投切，其负荷设备经常处于低效率运行状态，总体功耗居高不下。
3.配电线路无功补偿方案的探讨
低压侧用户变、公变等采取就地完全补偿方式，线路上采用多段小容量的固定补偿及无功负荷集中区的高压无功多级补偿方式，以达到对配电线路线损最佳控制的方案。
本方案的思路是：从10kV线路的无功组成进行分析，力图在源头上进行无功净化处理，从而使80%线路无功不须流向线路，使线路的高压补偿更加彻底，更加易于操作。
在0.4kV用户侧虽然进行了细化的低压就地无功补偿，因其补偿装置装在变压器的二次侧，其只能补偿用户的负载产生的无功，而对于变压器本身的无功(空载损耗)并没有进行补偿，其占到变压器容量的10%左右，经实际测试，对于S7型变压器(200kVA)在低压侧投入电容器后功率因数达到0．95，而在高压侧功率因数仅为0.84，和国标要求相差0.06。由此可见，即使低压侧达到了补偿效果，但由于变压器变损的原因，高压侧仍有很大的无功需量，它是10kV线路无功的主要组成部分．如果能对它进行补偿，线路上将减少近80%的无功，剩下的20%主要是未采取任何补偿措施的100kVA以下的专变及线路电感造成的无功，其总线损下降60%以上。
在本方案中，低压侧的无功补偿，其采用在变压器的一次侧采样，在一次侧加装高压无功补偿的控制器，控制低压侧的无功补偿，使其在补偿用户的负荷无功时，同时补偿了变压器本身的励磁，由于低压无功补偿技术已经非常成熟，可以做成多级、小步长电容的投切方式，因此彻底解决了用户的无功对线路线损的影响。特别是比较头痛的三相不平衡造成的线路无功，由于在低压侧可以采取分相补偿，避免了三相高压的不平衡，对于已经安装了低压无功的用户，只需加装GWD-0．5高压采样无功控制器，利用原来的低压补偿装置，即可实现无功彻底的补偿，经实际运行，通过此方案改造的线路，即使不加高压无功补偿，无功电流下降均达到80%以上。对于高压侧的无功，考虑到如果按常规2／3高压选点方式，势必造成补偿点补偿容量大，即使采用多级的补偿方式，使投资增大，补偿亦不彻底。因此该方案在高压侧采取以负荷为单位，分段采取小容量的固定补偿，一般按未经补偿的100kVA以下的变压器容量总和的10%配置。而在线路的最大负荷2／3点处采用小容量的多级补偿装置(一般为3kvar×100kvar)进行细化的补偿，这样既不会出现过补问题，也可以对越过固定补偿的欠补的无功电流，得到细化的补偿，达到最佳的效果。
降损效果显著，如果低压侧已经有就地的无功补偿，仅需改造采样及控制部分。而高压其仅采用一台多级、小容量的投切装置，整条配电线路总体投资可控制在几十万元以内，有利于大面积的推广。
5.结语
中却有很多技术问题值得认真分析和思考。本文对配电线路的无功补偿方案进行了分析和探讨。根据电力企业的实际情况，进行合理的
参考文献
[1]刘连光等.机电一体开关低压无功补偿装置的开发和应用[J].电力自动化设备,2003．
[2]张勇军等.10kV长线路杆上无功优化补偿[J].中国电力,2000．