城市公用變壓器無功補償應用

摘要：近年來隨著我國經濟的發展，城市化發展腳步加快，城市居民生活對公用配變供電的需求也越來越大，給城市用電帶來沉重壓力。因此，城市配電面對這種壓力，我國科研組提出以集中和分散無功補償的方式減少公用變壓器上的線路電量的損耗，從而緩解城市供電壓力的設想，該設想的無功補償方式能有效提高城市供電使用效率，所以研究該方法具有重大的意義。

關鍵詞：原理分析；無功補償方法；公用變壓器

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）32-0042-02

目前我國城市生活供電網中的中壓或者低壓電線路，每年造成電量在線路中的損耗就達到每年電量使用總電量的20%左右，增加我國電能的損耗，加重電能使用壓力。因此本文將從分散或者集中無功補償降低中壓或低壓電網損耗的可能性進行探討，強調加快研究無功補償方法，并且盡快在實踐中投入使用。

1 城市公用變壓器無功補償原理分析

城市公用變壓器無功補償原理就是在靠近供電網的最末端的地方安裝集中或者分散無功補償的變壓器，從而提高電能使用效率，獲得更好的經濟效果，公用變壓器選擇安裝在供電的末端是利用補償點有效地減少無功電流造成的電路線損耗。目前我國城市公用電的變壓器配置一般都是采用集中形式進行電網補償，其最大的優點就是成本不高，并且容易進行后期維修管理，其使用結構也比較簡單。但是這種補償模式還是存在很多問題，該補償方法只能在上一級設備電網中使用，可以減少一級電網中的電能損耗，而不能減少低壓電網中的電能損耗。因此，要實現電網的整體節能，城市公用變壓器就需要將補償點向客戶端靠攏，即采用分散的補償方式。

由此可知，要使用城市公用變壓器無功補償法，就必須堅持分散式補償和集中式補償兩者相結合的原則；把握好分散補償與集中補償在總體電網中的平衡；并且還要保證調壓和降損之間的平衡，兩者要以合理比例結合，不能只重降損而忽略調壓，反之也不可；最后還要把握好用戶與供電部門之間的補償關系，只有把握好這些要求才能實現城市公用變壓器無功補償的實際應用效果。

2 城市低壓配電網絡中無功補償的方法

城市公用變壓器的無功補償主要有三種方式：

2.1 跟蹤補償方式

城市低壓配電網中的跟蹤補償方法指電網中無功補償裝置作為電網起保護功能，它能很好地控制低壓電容器組中的電壓補償值，一般將一條電線上的補償值控制在0.4kV左右，這種跟蹤補償方式的作用與替代補償、隨機補償相當，但是它比其他兩種的使用效果更好，在低壓電網中也可以進行替換。

跟蹤補償方式的實用性主要表現：它在電網中的運行比較方便、靈活，并且維修工作很簡單，涉及的范圍小且維護工作比較集中，具有很強的穩定性和可靠性，使用壽命也比較長。但跟蹤補償的后期維護的方便要求前期投資就要一步到位，對補償的配置要求比較高，因此前期的投資會很高。另外，這種補償方式在進行電網保護和控制裝置方面又比較復雜。

2.2 隨器補償方式

城市低電壓配電網中的隨器補償方式是指補償通過低壓保險把低電壓電容器安裝在配電變壓器上的使用過程，該方式是一種補償變壓器中空載無功的方式。由于配電變壓器處于空載或者輕載時，變壓器中的無功負荷主要靠空載勵磁無功實現電網補償，并且電網變壓器空載無功又是用電客戶端中無功負荷的一個重要組成部分，因此，如果使用的公用變壓器是輕負荷時，變壓器空載無功勵磁將會造成電網電流的損耗，從而導致電能損耗急劇上升。但是隨器補償方式也有它的優點，這種補償方式的維修也是相對而言比較簡單的，維修工作也不復雜，對電網中出現的問題能及時維修解決，使配電變壓器的使用效率得到提高，從而降低無功補償的電能損耗量。總的來說，隨器補償方式也具有很高的使用性和經濟效益，是目前城市公用配電變壓器無功補償的有效方式之一。

2.3 隨機補償方式

城市低壓配電網變壓器中的隨機補償方式也是城市電網無功補償方式中一種比較有效的補償方法，隨機補償方式指將電動機與低壓電容器連接起來，然后將電動機進行一定的保護投切，同時還要對電動機的控制裝置采用投切的無功補償方法。城市低壓配電網中的隨機補償方式的主要補償功能是補勵磁無功，這種補勵磁無功可以減少電動機在運行中的無償功率的耗損，從而實現節約用電的效果。這種低壓配電網變壓器無功補償方法能很好地限制城市相關用電單位的無償功率的超負荷使用引起的電能損耗。另外，城市低壓配電網中的隨機補償的無功補償方法能根據用電單位的無償負荷使用情況，進行自動的電網無功補償，當用電單位電動機停止使用時，該補償方法又會自動停止無功補償。由此可見，城市低壓配電網中的隨機補償方式具有自動化、智能化的特點。不僅如此，隨機補償的低壓電網的無功補償方式在維護和管理上也比較簡單容易，配置的使用也很靈活，是最安全的一種補償方式，很少出現用電安全事故，并且這種補償方式在使用時的成本也很低。至此，我們可以清楚地認識到，在幾種低壓配電網無功補償方式中，隨機補償方式是最具可行性、合理性、安全性、實用性的一種無功補償辦法。所以在以后的研究中，我們也應該加緊對隨機補償方式的探索和研究，應該早日爭取這種無功補償設想投入實際生活中。

目前城市公用變壓器無功補償普遍采用集中式補償，這種補償產生效果只能在上一級的電網和設備上，對公用的低壓網損耗不起作用。針對這種情況，某供電局采用了一種分散式跟蹤無功補償，根據線損原理，公用配變的一般損耗在6%～15%之間，而在使用跟蹤補償后，每條電線上的補償值控制在0.4kV，低壓網功率因數由0.7提高到0.9，這時線損降低到39.5%，公用配變的損耗降低到2.4%～5.9%。由此可見，降損效果極為明顯，經濟效益也很明顯。

我們可以發現這三種低壓無功補償方式都具有很大的實用效果，三種補償方式都能對相關用電單位的低壓配置起到限制負荷超標的作用，減少電路中的電能流失和損耗，從而提高電網配電裝置的整體使用效果，并且通過對城市無功補償方法使用效果的提高，還能很好地提高相關單位電網功率的使用方法。

3 結語

隨著城市化的發展，城市安全用電的安全以及節約用電已經成為社會關注的重點問題，尤其是城市低電壓無功補償。東莞虎門供電分局研究低電壓無功補償方法對緩解城市用電壓力有著重要的意義。東莞虎門供電分局在日常工作中采用分散式補償時，補償電容器可以使用單相或者三相，對電容器采用定時型單組控制方式，即只對一個電容器進行投切控制。將補償點出來的負荷電流值控制在50%左右，然后根據用戶不同使用需求，在不同時段調整投入時段。如商業用電是10∶00～22∶00，住宅一般是11∶00～14∶00、18∶00～22∶00，而一般單位則在8∶00～12∶00、14∶30～16∶00。總之，東莞虎門供電分局工作人員要根據實際情況使用不同的補償方式，在不同時段進行調整。

參考文獻

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作者簡介：王秩宜（1975—），男，廣東東莞人，廣東電網公司東莞虎門供電分局電力工程技術工程師，研究方向：供電局計劃建設部門的配網規劃、設計及配網工程建設、施工管理等。