芻議電網無功補償及電壓調整中存在問題與解決措施

羅淑進

（云南電網公司臨滄供電局，云南 臨滄 677000）

1 區域電網的特點。電力系統中的電源來自發電廠，并通過高壓或超高壓輸電網絡傳送到負荷側，然后由電壓等級較低的網絡把電能分配到不同電壓等級的用戶。這種在電力網中主要起分配電能作用的網絡就稱為配電網絡，而在電力負荷比較集中的地域，輸、配電網縱橫交錯，電壓等級從220kV至6.3kV，涵蓋多個電壓等級，電網由地區電力調度統一指揮、指導和協調，我們將這樣的電網稱作區域電網。

當前我國的電力網損耗可分為3個等級:220kV及以上電壓等級網損;110kV及35kV網損;10kV網損。其中10kV配電網的降損空間最大。10kV及以下配電網網損大的突出原因在于網絡結構、運行方式不盡合理，無功補償裝置配置不合理和管理制度不健全等，另外配電網內的大量高能耗變壓器也是導致網絡損耗大的原因之一。電網內的負荷包括用戶的有功負荷和無功負荷及電網內有功功率損耗和無功功率損耗。有功電源只能集中在發電廠，而無功電源既可由發電廠供給，也可根據就地平衡原則裝設在電網各負荷點。無功功率如果都要由發電機提供并經過長距離傳送是不合理的，也是不可能的。因此，無功補償對區域電網的經濟運行是十分重要的。

2 區域電網無功補償的方法。區域電網無功功率的合理分布對提高電網的電能質量和節能降損有著重要作用，其中無功補償是提高功率因數、降低線損的有效措施。電網無功補償的方式可分為串聯補償和并聯補償，區域電網采用并聯補償。并聯補償方法又分為電容器補償、調電感補償、調相機補償和移相補償等。

針對區域電網的特點，無功補償設備的配置應按照"分級補償，就地平衡"的原則合理布局，具體為:(1)總體平衡與局部平衡相結合，以局部為主;(2)電力部門補償與用戶補償相結合;(3)分散補償與集中補償相結合，以分散為主;(4)降損與調壓相結合，以降損為主。

2.1 補償容量的確定。功率因數不同，每千乏補償容量取得的補償效益也不同，功率因數越高，每千乏補償容量取得的補償效益越小。通常情況下，以取得最佳經濟效益為原則，將功率因數提高到0.95左右為宜。

當網絡中接點i的有功功率為Pi，補償前的功率因數為cosφ1，補償后的功率因數為cosφ2，則補償容量為

2.2 補償方式的選擇。由于區域電網中涵蓋多個電壓等級，根據無功補償的原則，采取三級補償的方式。在220kV樞紐變電站母線采用集中補償;在110kV變電站采用分散補償;在10kV用戶端采用就地補償，并由地區電力調度統一指揮，這樣既可以優化無功潮流又可以避免無功功率的長距離傳輸。

首先，在系統內10kV配電網的各級用戶端安裝并聯電容器，將并聯電容器裝在用電設備的附近以減少線路無功損耗的分組補償，以及并聯電容器隨單臺電動機同時投入運行和退出運行的就地補償，從而提高配電網的功率因數。將這一級的無功補償做好，能夠極大地減少各級網絡中無功功率的傳輸，避免層與層之間發生無功功率的流動，體現了無功"就地平衡"的原則。

其次，在系統內各個110kV變電站的10kV母線安裝SVQC進行分散補償，將所需要的無功補償容量按無功負荷和電壓的大小進行分組投切，補償該110kV變電站及其10kV饋電線上的無功負荷，這種方式可以改善該變電站所在受電線路的無功損耗，減少相應110kV線路傳輸的無功功率，提高線路的供電能力。

再次，對在區域電網中220kV變電站的110kV母線集中補償所需的無功功率，進行統一補償。這樣可以補償220kV變壓器的無功損耗，減少220kV輸電線路上的無功損耗和無功功率的傳輸，降低線路的有功損耗，提高變壓器的供電能力和設備的利用率，同時可以提高電壓中樞點的電壓質量。

通過無功補償可以提高供電系統及負載的功率因數，降低設備容量，減少功率損耗，穩定受電端及電網的電壓，提高供電質量。在長距離輸電線路合適的地點設置動態無功補償裝置，可以改善輸電系統的穩定性，提高輸電能力。在電氣化鐵道等三相負載不平衡的場合，通過適當的無功補償可以平衡三相的有功負載和無功負載。

3 區域電網電壓調整的方法。區域電網中有很多的電壓監測點和電壓中樞點，電壓監測點是電網中檢測電網電壓值和考核電壓質量的節點;電壓中樞點則是電網中重要的電壓支撐點，通常選擇在區域水、火電廠的高壓母線、樞紐變電站的二次母線或有大負荷的地方電廠母線。

3.1 區域電網電壓偏差范圍。電網運行狀態的緩慢變化將使電壓發生偏移。我國規定區域電網中電壓允許偏差值為:

(1)發電廠和220kV變電站的10～35kV母線正常運行時為相應系統額定電壓的-3%～7%，發生事故后為系統額定電壓的±10%;(2)35kV及以上用戶的電壓波動幅度應不大于系統額定電壓的10%;(3)10kV及0.38kV用戶為系統額定電壓的±7%。

對于系統內的電壓中樞點，只控制在上述范圍內是遠遠不夠的，應根據系統實際情況確定更合理的范圍，只有使系統內的電壓中樞點和監測點都在計算范圍之內，才能使各級電壓符合國家規定，使用戶滿意。

3.2 區域電網電壓調整方式。電壓調整的方式一般分為逆調壓、恒調壓、順調壓三種方式。很多電網一般采取逆調壓方式，即使系統高峰負荷時的電壓高于系統低谷負荷時的電壓。逆調壓方式適用于系統內電壓支撐點供電至負荷點的距離較長，各負荷點負荷變化較大且變化規律大致相同的系統。在小負荷時，將電壓中樞點的電壓降低，防止各負荷點因負荷降低而使電壓過高;在大負荷時，提高電壓中樞點的電壓，用以彌補大負荷時的電壓損耗，最終目的是保證用戶在任何時段使用的電壓均在合格范圍內。

3.3 區域電網電壓調整方法。電壓調整是一個極其復雜的問題。影響系統電壓的因素很多，區域電網中每一個節點的電壓都不相同，各個用戶對電壓的要求也不一樣，應根據系統的具體要求，在不同的節點采用不同的措施，通常采取的措施如下:

(1)增加或減少無功功率進行調壓，如調整發電機無功出力、投入或退出并聯電容器和電抗器;(2)改變有功功率和無功功率的分布進行調壓，如調壓變壓器、改變變壓器分接頭;(3)改變網絡參數進行調壓，如串聯電容器、投停并列運行變壓器、投入或切除空載高壓線路等;(4)特殊情況下可以采用調整負荷分布或拉閘限電的方法進行調壓，如轉移負荷、限制負荷等。

對于大規模采用并聯電容器進行無功補償的區域電網，當系統中的某電壓監測點電壓越限時，根據無功負荷的大小和電壓的高低來投切該點的并聯電容器，如果該電壓監測點所在系統的其他監測點的電壓變化與之相同，可以投切該系統內上一級電壓等級母線的并聯電容器。

結語。電力是生產部門和人們生活的關鍵部分，電力部門應對電網管理和運行人員做出嚴格要求，同時也要增強人們的法制意識，做好電網的無功補償與電壓調整，使我國的經濟效益和社會效益得到快速發展，向用戶提供優質的電能，保證電網安全、經濟、穩定運行，使人民生活水平不斷提高。

[1]林桂泉.淺論電網無功補償與電壓調整.廣東電網公司湛江供電局.【期刊】科技資訊.2009-05-13.