農村電網加裝高壓無功補償裝置研究分析

盧錦祥（廣東電網有限責任公司江門新會供電局，廣東 江門 529100）

農村電網加裝高壓無功補償裝置研究分析

盧錦祥
（廣東電網有限責任公司江門新會供電局，廣東 江門 529100）

摘 要：本文通過在10kV農村配電線路上安裝高壓無功補償裝置，以提高電壓、減少線損。農網規劃工程技術人員應充分認識高壓無功補償在農村電網中的重要作用，重視并優化配電線路無功補償，在進行農網配電線路規劃設計中應對高壓無功補償進行科學合理的分析研究，合理規劃安裝。

關鍵詞：高壓電容；數據分析；經濟效益

隨著社會經濟的發展，農村鄉鎮地區的工業和養殖業在大量興起，農村用電快速增長。而且大部分小工業和養殖戶處于電網的最末端，用戶多為低壓用戶，壓降和線損十分嚴重，特別在重負荷﹑細導線的線路上。因此急需進行農網改造，除更換導線﹑增加出線和升高重負荷用戶的電壓等級外，還應考慮進行就地無功補償，以提高電壓﹑減少線損。搞好低壓補償，不但可減輕上一級電網補償的壓力，而且可提高用戶配變的利用率，改善用戶功率因數和電壓質量，并有效地降低電能損失，從而使供用電雙方線路設備達到更有利地運行狀態，無功補償的社會效益及經濟效益都會是非常顯著的。就根據睦洲供電所實際情況，對高壓無功補償裝置應用效果進行分析。

圖1

一﹑農村配電線路基本情況

由于近年來所有的農戶都轉產養殖南美白對蝦，對電力負荷的需求猛增，部分農村綜合線路在2012年的最大電流為280A左右，2013年達到了300A左右。從2013年變電站抄表的有功電量和無功電量計算出部分農村綜合線路的功率因數在0.74～0.82，平均功率因數為0.76。由于地理位置的關系，部分農村綜合線路前段線路是基本沒有負荷的，負荷中心在距離變電站電源8000m～9000m左右。由于大量的感性用電設備加上長距離較大負荷的輸送，線路輸送的無功電流較大，致使電壓降十分明顯，線路中﹑末段電壓很低，不少的用電設備在負荷高峰期無法正常使用。

圖2

為解決電壓質量問題，我所在2007年已經在綜合臺區低壓線路上安裝了60多臺共2000多千伏的電容箱，運行不穩定，經常需要檢查維修，電壓質量還是不理想。針對這種情況，我所提出安裝高壓無功補償裝置的要求，目的是提高功率因數和進行無功補償優化，可以提高農村電網的供電效率和電壓質量，減少線路損耗，降低農網線路的成本。以上要求得到生產技術部門的大力支持，在2014年上半年在10kV紙廠線和10kV蓮腰線上分別安裝了箱式高壓電容一套，容量都為1200Kvar*2。

二﹑電容容量的計算

線路上的最大電流I最大=300A，電容投運前功率因數COSθ前=0.76，投運后的功率因數要求達到COSθ后=0.94，根據

P有=1.732×U×I×COSθ和P需=P有× （tanθ前–tanθ后）

P2=P2+P2總有無

得到線路有功功率P有=4028kW，無功功率P無=3444kvar，所需補償的電容容量P需=2120kvar（現場取兩組，每組1200Kvar）。

圖3

三﹑農網規劃中對電容補償的規劃

和配置

農網建設中，功率因數是配電網的重要考核指標。必須結合本地區具體情況確定補償目標，計算補償容量﹑制定適合本地區特點的補償方案。

為了農村電網無功電源的補償取得最佳綜合效益，在進行無功電源規劃時應遵循“全面規劃﹑合理布局﹑分級補償﹑就地平衡；集中補償與分散補償相結合，以分散補償主；高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主；調壓與降損相結合，以降損為主”的原則。

對農村電網的無功電源規劃時，既要滿足全區總的無功電力平衡，又要滿足分所﹑分線路的無功電力平衡，使長距離輸送的無功負荷最小﹑最大限度地減少有功功率和電能的損耗。

圖4

對農村電網的無功電源規劃，要以集中與分散相結合的原則，并以分散補給為主。既要考慮在變電站集中安排無功電源，更要在高﹑低壓配電線路上和用電設備旁邊以及重點用戶分散給予無功電源。

對農村電網的無功規劃要調壓與降損相結合，以降損為主。對于農村電網來說無功電源的應用主要目的是改善功率因數減少線損，穩壓只是一個不錯的輔助作用，這主要是鑒于在農村供電系統中，除了在城區和縣（市）工業園區用電比較集中外，農業和鄉鎮企業的用電多具有線路長﹑分支多﹑負荷分散﹑功率因數低﹑設備空載運行時間長﹑電能損耗大等特點，因此，規劃無功電源分布時最大考慮是降損節能，同時兼顧調壓。

對農村電網無功電源規劃時，要輸電網與配電網相結合，以安排配電網無功電源為主。其主要原因：一是在農村電網中0.4kV﹑10kV配電網的無功損耗占70%強，35kV～110kV輸電線路的無功損耗只占30%弱；二是當無功電源安排在0.4kV或10kV配電線路上時，既可補償10kV及0.4kV的配網損耗，還可以減少無功功率在35kV～110kV線路中的傳輸從而減少有功在輸電線路中的損耗。

對農村電網的無功電源規劃要供電部門與用電單位相結合，優先考慮用電單位。這是因為電網的無功功率一般都消耗在用電單位的低壓線路和用電設備上，國家給予了功率因數調整電費辦法，用電單位能夠獲獎受益。

在補償過程中，既要滿中全地區農村電網總的無功電力平衡，又要滿足變電站，以及變電站的每條配電線路的無功電力平衡。

四﹑運行數據分析

為能準確記錄電容投﹑切對線路電壓的影響，我們在2014年3月11日～12日人為地將兩組電容停止運行；在2014年3 月15日～16日將兩組高壓電容按時間控制模式設置其同時投切，除了每天9時-10時和23時-00時切除外，其余時間都在投入狀態。從四個專用配變上安裝的負荷控制終端上我們可以看到：

1 電壓的曲線在電容投運后比投運前平滑，即電壓的變化幅度減小；

2 電壓有了明顯的提高。在線路前段（測點A）由于距離變電站不遠電壓提升不大外，線路中﹑末段的電壓高壓側升高400V左右，低壓側升高20V左右，電壓都在合格的范圍內；

3 電容投切瞬間電壓變化較大。如測點B在3月16日9時-10時，切除電容時電壓由10350V降到9750V，電容投入后電壓由9750V升高到10400V；

4 線路損耗明顯下降。如10kV紙廠線線路損耗由2013年上半年的6.33%下降到2014年上半年的4.25%，下降幅度為33%。

各監測點電壓曲線圖如圖1～圖4所示。

測點A：10kV紙廠線南樓農網臺區2014年5月11日-12日（電容投運前）電壓曲線（距離變電站9636m）。

測點A：10kV紙廠線南樓農網臺區2014年5月15日-16日（電容投運后）電壓曲線。

測點B：10kV蓮腰線南環農網臺區2014年5月11日-12日（電容投運前）電壓曲線（距離變電站10123m）。

測點B：10kV蓮腰線南環農網臺區2014年5月15日-16日（電容投運后）電壓曲線。

結語

高壓電容補償對我們的線路運行水平有非常多的好處，能提高電壓質量﹑減少線路損耗，提高電能的利用率。在我們日常運行維護中加強對無功補償的維護及數據研究分析，充分利用無功補償裝置提高農村配電線路電壓質量，不斷滿足用電客戶用電需求，不斷提高優質供電服務。

參考文獻

[1]靳龍章，丁毓山.電網無功補償實用技術[J].北京：水利水電出版社，1997.

中圖分類號：TM761

文獻標識碼：A