王成

（西安蘭亭建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司 710082 西安）

    近幾年，大量輸變電設(shè)備在農(nóng)村配電網(wǎng)中廣泛投入運(yùn)行，對(duì)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(shí)際運(yùn)行中，也暴露出一些問題，特別是無功補(bǔ)償問題比較嚴(yán)重，沒有達(dá)到對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)無功合理補(bǔ)償?shù)哪康模�下面結(jié)合農(nóng)村配電網(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)狀，著重對(duì)無功補(bǔ)償?shù)呐渲迷瓌t、無功補(bǔ)償?shù)姆绞胶蜔o功補(bǔ)償?shù)男б孢M(jìn)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(fù)荷是感性負(fù)載，異步電動(dòng)機(jī)、交流電焊機(jī)、日光燈等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。同時(shí)，由于其分散，季節(jié)性強(qiáng)，配電線路供電半徑大，分支線多及用電設(shè)備的配套和使用管理不夠合理，輕載和空載運(yùn)行情況比較嚴(yán)重，因此占用無功比例較大，加之無功規(guī)劃長(zhǎng)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(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)無功負(fù)荷優(yōu)化補(bǔ)償應(yīng)引起足夠的重視。

2.無功補(bǔ)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(jí)電網(wǎng)絡(luò)和輸變電設(shè)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(shè)備的功率降低電網(wǎng)的線路損耗,無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是“全面規(guī)劃,合理布局,分級(jí)補(bǔ)償,地平衡。”

3.配電網(wǎng)無功補(bǔ)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(bǔ)償技術(shù),通常采用的方法主要有五種：變電站集中補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、配電線路桿上補(bǔ)償、隨機(jī)補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。

    3.1變電站集中補(bǔ)償

    為分級(jí)平衡電網(wǎng)的無功,在變電站進(jìn)行集中補(bǔ)償,補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)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(bǔ)償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。這些補(bǔ)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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是這種補(bǔ)償方式對(duì)配電網(wǎng)的降損作用非常小。

    3.2隨器補(bǔ)償

    隨器補(bǔ)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(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。配電變壓器在輕載或空載時(shí)的空載勵(lì)磁無功是農(nóng)網(wǎng)無功負(fù)荷的主要部分，隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單,維護(hù)管理方便,能有效地補(bǔ)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(jì)性,是目前無功補(bǔ)償最有效的手段之一。缺點(diǎn)是由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點(diǎn)分散,因此補(bǔ)償工作的投資比較大,運(yùn)行維護(hù)工作量大。

    3.3 配網(wǎng)桿上無功補(bǔ)償

    桿上無功補(bǔ)償即通過在線路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。線路補(bǔ)償宜單點(diǎn)補(bǔ)償；控制方式應(yīng)從簡(jiǎn),一般不設(shè)分組投切；補(bǔ)償容量也不宜過大,避免出現(xiàn)輕載過補(bǔ)償現(xiàn)象；保護(hù)也要簡(jiǎn)化,主要采用熔斷器和避雷器作為過流和過電壓保護(hù)。線路補(bǔ)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(diǎn),適用于功率因數(shù)低、負(fù)荷重的長(zhǎng)線路。缺點(diǎn)是由于桿上安裝的并聯(lián)電容器遠(yuǎn)離變電站，容易出現(xiàn)保護(hù)不易配置、控制成本高,重載情況下補(bǔ)償不足等問題。

    3.4隨機(jī)補(bǔ)償

    隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并接,通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切的一種無功補(bǔ)償方式。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無功消耗,以補(bǔ)償勵(lì)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(shí)還可以提高電動(dòng)機(jī)的出力。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是用電設(shè)備運(yùn)行時(shí),無功補(bǔ)償投入；用電設(shè)備停運(yùn)時(shí),補(bǔ)償設(shè)備也退出 ,而且不需要頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量 ,隨機(jī)補(bǔ)償方式具有投資少、占位小、安裝容易、維護(hù)簡(jiǎn)單及事故率低等特點(diǎn)。

    3.5跟蹤補(bǔ)償

    跟蹤補(bǔ)償是指將低壓電容器組裝設(shè)在大用戶配電變壓器低壓側(cè)的補(bǔ)償方式。這種補(bǔ)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(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式,補(bǔ)償效果好。跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是可較好地跟蹤無功負(fù)荷的變化,運(yùn)行方式靈活,補(bǔ)償效果好。但缺點(diǎn)是控制保護(hù)裝置復(fù)雜 ,先期投資相對(duì)較大。

4.配電中無功補(bǔ)償存在的問題

    4.1補(bǔ)償點(diǎn)的問題

    目前無功補(bǔ)償?shù)闹蛔⒁庋a(bǔ)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(shí)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(jì)算全網(wǎng)的無功潮流, 確定配電網(wǎng)的補(bǔ)償方式、最優(yōu)補(bǔ)償容量和最佳補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn) , 才能使有限的資金發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。

    4.2 過補(bǔ)償問題

    過補(bǔ)償會(huì)造成無功功率的倒送，加重配電線路的負(fù)擔(dān)，增加線路的損耗，這是電力系統(tǒng)所不允許的。對(duì)于采用固定電容器補(bǔ)償?shù)挠脩簦�補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)適當(dāng)。如對(duì)其要求過高，則裝設(shè)的電容器容量較大，增加投資費(fèi)用,而且在輕載時(shí)會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)現(xiàn)象，向電網(wǎng)倒送無功，增加電能損耗。這些情況在實(shí)際運(yùn)行中存在較多都是電力部門所要考慮的，因此必須在設(shè)計(jì)中限制補(bǔ)償容量，在運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)補(bǔ)償裝置的監(jiān)視，根據(jù)負(fù)荷變化情況，及時(shí)調(diào)整補(bǔ)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(shí)也有放大諧波的副作用。諧波的含量過大會(huì)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(dòng)態(tài)無功補(bǔ)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(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)必須考慮諧波治理,在有較大諧波干擾，又需要補(bǔ)償無功的地點(diǎn), 應(yīng)考慮增加濾波裝置。

5.結(jié)束語(yǔ)

    在配電網(wǎng)中進(jìn)行無功優(yōu)化補(bǔ)償, 是一項(xiàng)建設(shè)性的降損技術(shù)措施。無功補(bǔ)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(jì)運(yùn)行水平,同時(shí)降低用戶的電費(fèi)支出,減少工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投資。但如何確定無功補(bǔ)償設(shè)備的合理配置和分布,需尋找技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案。

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