农村电网无功补偿

摘要：根据农村电网的特点，本着降损 节能 、提高电网电压质量的目的，对农网的无功补偿方式和无功补偿容量的确定，提出了一些看法。
关键词：农村电网；无功补偿

提高农村电网的供电质量，降低综合 线损 率是农村电网的主要目标。安装无功补偿电容器是降低线路损失、提高电网的输送能力、减少线路电压降、改善末端电压质量、增加设备出力的有效措施。由于这种方法投资少、见效快，且增加的有功损耗很小，运行维护方便，因而获得了广泛的应用。
1 农村电网无功补偿容量的确定
无功电力平衡的基本原则是全网无功电源总和等于全网无功负荷加上全网的无功总损耗。全网无功电源包括外部大电网输入的无功、网内所有发电机的无功可调出力、网内所有输电线路的充电功率及网内现有电容器出力。无功总损耗包括网内所有主变二次侧与直供用户的无功总负荷、网内所有主、配变的无功总损耗及所有输配电线路的无功总损耗。
一般我们根据实际情况取(0.9～1.0)Pmax时的各项数据进行计算，目前通用的计算方法有两种。
1.1 补偿系数法
即根据电网结构及供电的实际情况，确定有功负荷与无功实际需要量的比例关系，也就是补偿度。过去采用的补偿度普遍不超过0.5kvar/kW，从目前农村电网的实际需要来看，略显偏小，补偿度应以0.65kvar/kW为最低限度更为合适。
1.2 综合K值法
K=∑Q/∑P，它表明在电网有功负荷一定的条件下必须拥有必不可少的相应的无功电源，才能满足电网 安全 经济运行的需要。K值的大小与电网负荷构成的关系极大，针对农网特点，农业用电负荷较大，其中农业用电量占总用电量的30%～60%，负荷的功率因数较低，无功缺口较大，故K值应大些，一般我们取K值在1.3～1.4之间。所以农网的无功平衡计算可简化为QZD=1.3PZD，这样就可根据最大无功负荷及无功设备容量的差额来增设补偿设备。
2农村电网无功设备的配置及补偿方式
电网的无功补偿配置应能保证在系统有功负荷高峰和低谷运行方式下，分（电压）层、分（供电）区无功平衡，应按照分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，以分散补偿为主；降损与调压相结合，以降损为主的原则。当农网需要增设的补偿容量确定后，即应按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的总原则，进行合理的配置，以便取得最大的补偿效益。对我们的实际工作来说即是拒绝外部电网输入无功，根据具体情况采取集中补偿与分散补偿相结合的方法对变电站、线路及100kVA以上用户进行补偿，就地取得平衡。同时对农网中的小型异步电动机采取必要的措施，尽可能减少它的无功功率消耗，以改善农网的电压质量和降低线损，最大限度地提高线路的供电能力，有效利用电力资源。同时我们还应对用户无功补偿装置的安全运行、投切、电压偏差值等状况进行监督和检查，并配备相应的无功功率表，既要防止低功率因数运行，又要防止在低谷负荷时向电网反送无功电力。
2.1变电站集中补偿
一般农村电网35～110kV变电站在主变最大负荷时，其一次侧功率因数应不低于0.9；在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。同时，在变电站主变高压侧应装设有功功率表和无功功率表（功率因数表），对于无人值班变电站，应在其集控站自动监控系统实现上述功能。
在变电站低压侧母线上安装并联电容器组以补偿变压器无功损耗，并考虑向负荷侧适当输送无功功率，根据无功负荷的大小投切电容器组。这种补偿方式能够减少变电站高压侧输电线路传输的无功功率，降低高压输电网络的无功损耗，对变电站无功损耗实现了就地补偿，但不能减少配电网络的无功损耗，因此用户需要的无功仍要通过变电站低压侧的配电线路向负荷端输送。
变电站无功补偿容量一般按主变容量的15%～25%来确定，根据上述分析，我们在考虑无功补偿容量时仅取下限即可，并将电容器组分别装在两段母线上，这样既可以适应轻载负荷，又可以满足无功负荷变化的需要。但要注意适时调节变压器分接头，同时配合电容器自动投切装置。另外，110kV变电站并联电容器分组容量不宜超过6Mvar，35kV变电站并联电容器分组容量不宜超过3Mvar，分组容量的配置应考虑变电站负荷较小时无功补偿的需要，这样才能充分起到无功补偿的作用。
2.2 配电线路的分散补偿
在实际运行中我们发现，在农网中，大部分的无功消耗在配变和异步电动机上，还有少部分消耗在线路上，所以我们按照分级补偿的原则在考虑了配变的随器补偿之后，将剩余的无功选择好补偿最佳位置和最佳容量，在对应线路上分别安装能自动投切的电容器组，而且自动投切应兼顾电压质量和无功需求，即当电压处于合格范围时，以提高功率因数、降低电能损耗为主要目的。当电压过高时，将电容器切除，以保护电容器不受损害为目的。这种补偿方式具有投资少、见效快、投运时间长和降损效果显著等优点，而且安装简便，维护工作量小，事故率低，特别适合于点多、线长、负荷重、电压质量差的农村配电网络，是目前无功补偿方式中最有效、最经济的一种补偿方式。但若电容器未安装自动投切装置，则这种补偿方式输出的无功功率是一定的，难免出现线路轻载时过补偿和重载时欠补偿的现象。
另外，我们应保证线路在安装电容器补偿之后，安装点的无功补偿始终保持在稍微欠补偿的状态，这样才能避免出现全补偿或过补偿情况，防止并联谐振过电压，而危及设备安全。
2.3 配电变压器的随器补偿
把一定容量的电容器装在配电变压器的二次侧，与变压器同投同切，主要用以补偿配电变压器的空载损耗。在农网中，有30%的无功是消耗在配电变压器上，所以，我们在积极采取无功补偿措施的同时，还应采取有效措施来降低配变无功功率的消耗，对运行中的配电变压器要做到下述两点。
2.3.1 合理选择配电变压器容量
因变压器容量越大，它所消耗的空载无功功率损耗越大，所以不能盲目地装设容量过大的变压器。
2.3.2 及时切除或调整配电变压器的过剩容量
对于以排灌为主的大容量配变，应装设“母子变”或带分接头的变压器，以便在农闲时及时调整分接头和切除过剩容量，减少无功损耗。
2.4 大容量用户的无功补偿
一般单台容量在100kVA以上的配变上加装电容器，高峰负荷时其一次侧功率因数应达到0.95以上，通常采用集中补偿原则（对特大用户才采用综合补偿），从经济上考虑应同时安装电容器自动投切柜，这样可达到最佳补偿，实际运行表明总投资几年即可收回。
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