關于農村配網無功補償的分析

引言：隨著農村生活水平的提高和家用電器的普及以及鄉鎮工業的發展，農村配電網負荷不斷增加，低壓配電網的功率因素大都較低，尤其隨著電力電子裝置的應用日益廣泛，造成供電質量下降，給電網帶來了額外的負擔。在這種形勢下，開展節能降損的研究工作具有十分重要的工程實用意義。因為有效的降低電能損耗，不僅可以使供電企業增加供電量，給企業帶來客觀的經濟效益，而且還具有良好的社會效益。因此，無功補償作為電網安全和經濟運行的一個重要手段，對農村配電網節能降損和改善電壓質量都有重要的意義。

一、無功補償的基本概念

在電力網運行和用戶方面都希望能夠滿足這樣的要求，第一、供電可靠性高，停電少，安全供用電。第二，電能質量好，電壓和頻率合格。第三，運行經濟性高，線路損耗少。近年來，由于電網容量的擴大和電壓等級的增多，用電負荷的增長，無功電源不足和電網電壓質量低劣的問題就相應的比較突出，低功率因數的運行和電壓降低會使電氣設備容量得不到充分的發揮，電能損耗增加，效率降低，限制了線路的送電能力；嚴重時甚至會損壞用電設備，造成電壓崩潰，使系統瓦解而造成大面積停電。因此，解決電網無功電源容量不足，提高功率因數和保證電壓質量，是保證電力網安全經濟運行的重要措施。

電力網中的無功電源主要包括：①、同期發電機，為電網的最主要的無功電源；②、同期調相機：相當于空運轉的同期電動機，既可發出無功功率，也可消耗無功功率。③、移相電容器，用其作為無功電源時，其優點是損耗小，只占其無功功率的0.3～0.5%；④、用戶同期電動機，在功率因數超前的方式下運行，可向電網輸送無功功率；⑤、高壓輸電線路的電容：高壓線路在運行時由于其本身的電感電抗XL要消耗一部分無功功率，但其對地電容會產生一部分無功功率；⑥、靜止無功補償裝置。

二、目前我國農村供電網絡幾種主要的無功補償方式

1、在農村變電所35—60/10kV二次10kV母線側，集中裝設l0kV高壓電容器，其容量一般為主變容量的15%一35%左右，這種補償方式在農村供電網中早期大量使用。

2、在10kV配電線路上，按主干線分加10kV電容器組，進行補償，每組容量為100～300千乏，這種補償辦法在近期內采用較多。

3.在配電變壓器一次側，按每臺變壓器的容量補償30—40%的電容器，這種補償辦法目前在農村應用較少。

三、無功補償的方案原則

目前，農業用電大都采用10kV供電，隨著鄉鎮企業的興起，農村用電量日益增加，線損加大，同時供電質量，達不到國家規定的用電標準。因此，10kV供電線路的無功補償已變得刻不容緩。

為了最大限度發揮無功補償裝置的經濟效益，必須按照”全面規劃、合理布局、分級補償、就地平衡”的原則。在配電網中，線路和變壓器的功率損耗 為 RSS2/U2=RSP2/（UcosΦ）2 假如將功率因素由cosΦ1提高到cosΦ2，則線路和變壓器的功率損耗可降低，降損幅度為θp=1-（cosΦ1/cosΦ2）2，如果功率因素在原來的0.7提高到0.9，則損耗就會減少22%。由此可見，進行無功補償能收到非常有效的降低供電線損的效果，從而也可提高供電企業的經濟效益。

配電網的無功補償：在線路上取一點的補償情況，只要補償點不在線路的首端，補償點各段無功電流就會發生變化，從而電能損耗也能發生變化，變化的大小和范圍與補償量有關。最佳補償點從首端起線路總長的2/3處，補償容量取全補償的2/3，就是節電效率最高達88%。在線路上取多點補償的情況。如果線路分支較多或線路較長，負載自然功率因數就低，可采用分支線分段補償方式可取的較高的節電效率。

三相異步電動機的無功補償：電動機的無功補償又叫隨機補償，就是把低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電動機同時投切。異步電動機的功率因素和效率在70%以上負荷率時最高，在額定功率時cosΦ約為0.85-0.89.而在空載或者輕載運行時功率因素和效率都很低，cosΦ約為0.2-0.3.

四、進行無功補償時應注意的事項

在確定補償容量時，不宜一味的強求高的功率因素。實踐證明，把功率因素從0.9提高到1.0所需的補償容量與從0.8補償到0.9的補償容量差不多，但前者的降損幅度卻差不多時后者降損幅度的一半。所以不能強求高的補償度，應與投資效益綜合考慮。一般情況下，可確定補償后的功率因素在0.9-0.95之間。

要嚴防過補償，向系統倒送無功。因為多余的無功功率會抬高運行電壓，威脅到設備的安全運行，同時會加大網絡損耗，降低節能效果，所以必須采用措施防止向系統倒送無功功率。

五、結束語

在配電網中進行無功優化補償，時一大項建設性的降損技術措施。無功補償不僅能提高農村配電網的功率因素、改善電壓質量，而且可以就地平衡無功功率，提高農電網的經濟運行水平，同時降低用戶的電費支出，減少工農業生產的投資。但無功補償設備必須合理配置和分布，尋求技術上和經濟上的最優方案。

參考文獻

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（作者單位：國網山東鄒城市供電公司）