無功補償在配網(wǎng)節(jié)能降耗中的運用

勞超斌

摘 要：為了提高供電系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益，因此在配網(wǎng)運行時，必須最大限度的進(jìn)行節(jié)能降耗。為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本文主要從以下幾個方面進(jìn)行研究，首先對無功補償技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹。其次還對實現(xiàn)無功補償?shù)拇胧┻M(jìn)行探討，分別從補償點、補償容量的確定與無功補償設(shè)備、投切開關(guān)的選擇這四個方面來進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：10kV；配網(wǎng)；無功補償；節(jié)能損耗

0 前言

在配網(wǎng)中，為了減少無功功率的損耗，可以安裝無功補償設(shè)備，比如：并聯(lián)電容器，這樣在電路運行時，無功補償設(shè)備就會對電抗進(jìn)行自動感應(yīng)。引起無功功率損耗的主要方式為：在電網(wǎng)運行時，線路中會存在無功功率，電網(wǎng)電源就將此無功功率提供給感性負(fù)荷，從這里可以看出，變壓器和線路在輸送電的工程中會產(chǎn)生無功功率，進(jìn)而發(fā)生電能損耗，通過安裝相關(guān)設(shè)備將此損耗降到最低的方式為無功補償技術(shù)。在電網(wǎng)中，無功補償設(shè)備具有降損節(jié)能的作用，其優(yōu)點為投資成本低、效益高，還可以不斷提升功率因數(shù)，因此無功補償技術(shù)值得在配網(wǎng)中推廣與應(yīng)用。

1 無功補償?shù)南嚓P(guān)介紹

在配網(wǎng)運行時，為電感負(fù)載提供無功補償是一項極其重要的工作，其實現(xiàn)方式主要有兩種：

（1）直接通過輸電系統(tǒng)來進(jìn)行補償，如果是應(yīng)用此方法來實現(xiàn)的話，就要綜合兩個方面來考慮，一方面是無功功率，另一個方面是有功功率。因此此方式就存在缺點了，增加電能損耗，這主要是對無功功率進(jìn)行輸送造成的，從而增加電力運輸?shù)某杀?，違背了經(jīng)濟(jì)性原則；

（2）通過電容器來實現(xiàn)補償，此方式可以有效避免上述存在的問題，也可以有效的對無功損耗進(jìn)行降低，使功率因數(shù)倍增，提升電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。功率因數(shù)在電力系統(tǒng)運行時，也發(fā)揮著重要的作用，它是電源輸出是否有效的反映，這樣就可以通過功率因數(shù)對有效利用率進(jìn)行計算，真實的了解電力的運行情況。

在配網(wǎng)運行時，如果存在大量的無功損耗，將會給配網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行造成很大的影響，主要有兩個方面：一是使線路損壞的發(fā)生率不斷提高；二是造成供電系統(tǒng)不穩(wěn)定，使得用戶的用電質(zhì)量不斷下降。為了有效解決此問題，將電能損耗盡量降到最低，在設(shè)計配網(wǎng)線路時可以適當(dāng)增加電容器的數(shù)量，盡量使每一個節(jié)點都有一個，這樣在實現(xiàn)無功補償時就可以使用就近原則，就會降低系統(tǒng)的工作壓力，也會有效的減少Q(mào)進(jìn)入電力系統(tǒng)，從而達(dá)到節(jié)能損耗、降壓的目的，使無功補償充分發(fā)揮作用。

雖然無功補償具有很多優(yōu)點，但其仍然存在少許問題，這里以10kV配網(wǎng)為例，由于人們生活水平的不斷提高，對于用電質(zhì)量的要求也越來越高，對于目前的供電系統(tǒng)來說，對于人們的要求還不能完全滿足，根本無法保障用戶的用電質(zhì)量，也很難達(dá)到國家要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，給用戶帶來用電難度，部分地區(qū)由于地理位置的限制，安裝的電容器數(shù)量太少，無法實現(xiàn)有效的功率補償。

2 在配網(wǎng)中實現(xiàn)無功補償?shù)拇胧?/p>

2.1 補償點的確立

為了實現(xiàn)配網(wǎng)的無功補償，首先應(yīng)該對補償點進(jìn)行有效的、合理的確定。這里還是主要針對于10kV配網(wǎng)來說，如下圖所示，為10kV無功補償?shù)脑韴D。

在線路運行中，對無功補償進(jìn)行計算的方法有很多，比如相對分析法、動態(tài)規(guī)劃法和有功均勻分布法、無功均勻分布法，其中最適合10kV配網(wǎng)的為無功均勻分布法，其具有實用性、簡便性、適用性等優(yōu)點。根據(jù)無功均勻分布法原則可以看出，最佳的補償點為三分之二處，在此點無功補償會達(dá)到最大值，但是其在實際計算中，對前提條件要進(jìn)行設(shè)定，需要假定線路是無功時均勻分布的，但是實際線路運行并不是這樣的，其分布狀態(tài)是不均勻的，有的差距非常大，可以達(dá)到400m左右，因此為了與實際吻合，進(jìn)行理論計算之后，必須對其進(jìn)行修正。對于整個線路來說，可以將補償點確定在三分之二處，但是其并不能對整個線路實現(xiàn)無功補償，也只能是就近補償，因此剩余的部分就落在了變電站上，在補償過程中，主要分為三段來進(jìn)行，中間和末端由補償點來實現(xiàn)，而變電站就為前端提供損耗，盡量將無功補償發(fā)揮到最大，從而有效降低電壓、電能的損耗。在實際中對于補償點的確定，主要是依靠節(jié)點的位置，簡而言之，節(jié)點確定了，補償點也就確定了。

2.2 補償容量的確定

在對無功補償容量進(jìn)行確定時，就會應(yīng)用到功率因數(shù)值，主要是考慮補償前后的區(qū)別，其計算公式為：

其中，表示正常需要的補償容量值，單位kvar；為有功負(fù)荷，表示的是每月最大負(fù)荷的平均值，單位kW；表示補償前功率因素的正切值；表示補償后功率因素的正切值；在計算時值得注意的是，對進(jìn)行確定時，要適當(dāng)?shù)娜≈怠９β室蛩刂蛋l(fā)生一點小小的變化，將會給補償容量造成很大的影響，比如由0.95變化到1，感覺只有0.05的差距，但其實會將補償電容

（下轉(zhuǎn)第200頁）

（上接第186頁）

增加數(shù)倍，因此，如果將功率因數(shù)值確定為1是非常不合理的，也不符合實際情況，尤其對于高壓補償來說，將會不斷擴大投資成本，雖然成本增加了，但是收益卻是不理想的，就失去了經(jīng)濟(jì)效益，所以在實際工作中，對于過補償也要進(jìn)行及時的預(yù)防，避免倒送現(xiàn)象的發(fā)生。這主要是由于線路運輸中，無功功率的增加會帶動運行電壓的升高，這樣對設(shè)備的安全運行造成很大的威脅，另一方面，對于整個電網(wǎng)來說，電能損耗也會增加，就違背了節(jié)能降損的原則，也使電路運行的不穩(wěn)定性不斷升高。

2.3 無功補償設(shè)備的選擇

在選擇無功補償設(shè)備時，必須考慮到適用性及合理性，另外對于設(shè)備的性能特點也要多加注意，對于經(jīng)濟(jì)條件比較好的供電單位，在選擇投切裝置時，要以自動化的為主。由于我省地理位置及經(jīng)濟(jì)水平的限制，在對無功補償設(shè)備進(jìn)行選擇時，必須考慮到環(huán)境因素，對電壓的承受能力要進(jìn)行提前的勘察，盡量提高設(shè)備的耐用性，另一方面，在安裝電容器時，也要考慮到環(huán)境的溫度差距和抵抗電流的能力。

2.4 投切開關(guān)的選擇

為了電容器的良好運行，在選擇投切開關(guān)時，也要注重實用性與合理性，避免電流過大對電容器的沖擊，如果沖擊的次數(shù)過多，就會對電容器造成損壞，降低了電容器的有效使用時間，就會造成設(shè)備的浪費，增加電力運行的代價。在實際的工作中，應(yīng)用最多的就是晶閘管投切電容器，其有效避免了直接接觸的問題，但是其缺點也是很明顯的，功率損耗非常大，為了避免此問題，對其進(jìn)行安裝時，必須配合散熱器、風(fēng)扇來使用，達(dá)到散熱、通風(fēng)的目的，這樣一來，電容器的體積就會有所增加，由于電容器中附加的裝置比較多，那么就提高了運行的不穩(wěn)定性，裝置越多，耗能量就會不斷增加。為了解決此問題，智能化的復(fù)合開關(guān)就誕生了，其體積非常小，在處理線路故障時非常靈活，具有自動化功能，而且可靠性也比較高，對于惡劣、復(fù)雜的環(huán)境也能很好的適應(yīng)，具有很好的耐用性，在選擇投切開關(guān)時值得推廣與應(yīng)用。

3 結(jié)束語

綜上所述，在電網(wǎng)的實際運作中，無功補償設(shè)備具有適用性、實用性及有效性，是一項高科技的節(jié)能降損技術(shù)，能有效降低配網(wǎng)中電能的損耗以及線路的損耗，可以有效改善用戶的用電質(zhì)量，提高供電的可靠性與安全性。因此，在10kV配網(wǎng)的運行中，無功補償技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，在實際工作中值得借鑒與應(yīng)用。

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