【文章编号】１００４—７３４４（２０１３）１０—０１２０—０２ 配电网无功补偿方案和补偿工程应注意的问题 陈宇鹏 （ｐ－州增电电力建设投资集团有限公司） 摘要：无功补偿对电网的安全、优质、经济运行具有重要作用。进行合理的无功补偿的确是一条投资小、见效快、收益高、切实可 行的、能较大幅度降低线损，提高电能质量的有效途径。本文主要探讨了配电网无功补偿的方案和补偿工程应注意的问题。 关键词：无功补偿：补偿工程；配电网 功优化和无功补偿是减小网损、提高系统运行电压和系统稳定水平的有 效手段，因此研究电力系统的无功优化有积极的现实意义。无功优化的 目的就是使电力系统在保证电压质量的前提下，科学地布置无功补偿设 备，使其容量达到最佳状态，电网、电压网损率最低。 引言 ・我国配电网的规模巨大，随着社会经济的发展，电网规模越来越大， 负荷需求不断增长，如何在满足所有约束条件的前提下．使系统的某一个 或多个性能指标达到最优时的运行方式，已是迫在眉睫的事情。多年来 国内外电力工作者们致力于研究电力系统电压无功优化，达到保证大电 ３配电网无功补偿方案比较 网的安全稳定经济运行的目的。电力系统电压无功优化控制主要是通过 ３．１配电变压器低压补偿 调整发电机的端电压、变压器分接头位置、无功补偿设备等手段来实现 无功补偿配置应采用就地分层分区基本平衡的原则进行配置。在建 的。 设有功电源的同时，根据电网结构、潮流分布等情况建设近期所需的相 应无功补偿设备，预留远期的无功补偿设备位置。无功补偿设备及控制 １无功补偿的原理 电力系统中网络元件的阻抗主要是感性的，需要容性无功来补偿感 方式应适合电网实际，技术先进、运行安全可靠、使用简单。电容器和电 性无功。把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联在同一电路， 抗器组应采用自动投切方式运行。１．１一般补偿原则 当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量：而感性负荷释放能量时，容 ３．（１）配电网无功补偿应采用分区和就地平衡相结合，就地补偿与集 性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间相互交换而不消耗，这样感 性负荷需要的无功功率可以从容性负荷得到补偿，这就是无功功率补偿 中补偿相结合，供电部门与电力用户补偿相结合，中压补偿与低压补偿 相结合。 的基本原理。 （２）以电缆线路为主的１１０ｋＶ高压配电网、小水电接入系统的配电 ２无功补偿的意义 网，宜配置适当容量的感性无功补偿装置。 无功补偿是电力系统安全、经济运行的最重要的手段之一。电力系 （３）高压配电网无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当兼 统的无功优化对保证电能质量和系统安全经济运行有着重要意义，在电 顾负荷侧的无功补偿。 力系统中，无功电源的合理规划运行是电力系统安全经济运行的保障。 ３．１．２无功补偿装置的控制方式 由于电力系统的非线性、约束的多样性、连续变量和离散变量混合性和 （１）无功补偿电容器组应配置可自动（手动）投切，并能优化和分组 计算规模较大使电力系统的无功优化存在着一定的难度。电力系统的无 或建议命令时，不但会有文字的显示，而且有语音提示，以提示监控人员 注意并做出相应的处理。 ３结束语 现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求 越来越高，电力调度自动化系统相应地不断发展，电力系统也不断地向 自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部 到整体的发展。电力一次系统的迅速发展是电力调度自动化系统发展的 推动力，调度自动化系统正在朝着信息化、标准化、智能化、数字化、网络 化、Ｗｅｂ化、可视化、无线化、市场化、高新化的方向发展。数字化、高新化 是自动化系统的基础，Ｗｅｂ化、可视化、无线化、集成化、网络化和标准化 是要采取的手段，智能化是最终要实现的目标，市场化是未来市场发展 （４）统计报表及曲线查询全网电压无功优化运行闭环控制系统可以 很方便地制作出电压曲线图、有功负荷曲线图、无功负荷曲线图、功率因 数曲线图和变压器档位曲线图；对所有动作信息自动存档并可生成各种 报表，以供值班人员查阅和分析。 ２．２－３系统组成模块 接口模块全网电压无功优化运行闭环控制系统借助接口程序从 ＳＣＡＤＡ系统中读取实时数据，对设备的控制命令也是由接口程序传送 到ＳＣＡＤＡ系统，再由ＳＣＡＤＡ系统执行操作命令，并确保能在一段时间 内对同一设备只有一个操作命令，所以全网电压无功优化运行闭环控制 系统与ＳＣＡＤＡ系统无内部耦合性，不影响ＳＣＡＤＡ系统的内部物理结构 和逻辑结构。的主要操作界面可以实现全网电压无功优化运行闭环控制 系统的运行与退出操作，并提供报表与曲线的查询功能及全网电压无功 优化运行闭环控制系统的维护功能。 ２．２．４程序应用分析 趋势。电网的电力调度自动化的应用宗旨就是“功能越来越强大，使用越 来越简单”，为社会经济发展和人民生活提高服务。 参考文献 ［１］￣ｔｊ建国．电力市场发展中的电网调度自动化系统ｆＪ】＿科技创新导报， ２００８，（１２）． ［２１３￣诤．电力调度自动化系统应用现状与发展趋势ｍ．中国高新技术企 业，２００８，（２３）． （１）实现的先进性功能：①全网电压无功优化运行闭环控制系统实 现了电网运行在线优化控制的目标，减轻值班人员人工调度的劳动强 度，为现代电网安全和稳定优化控制提供了先进的技术手段。②通过计 算机对电网进行实时监测控制，提高无功优化的及时性和准确性。 （２）今后需要改进的方面：①全网电压无功优化运行闭环控制系统 ［３］吴吴琛．探究电力调度自动化系统应用现状与发展趋势『Ｊ］．中小企业管 理与科技（上旬刊），２００９，（６）． ［４］傅书遇．２００６年电力系统调度自动化综述与建议［Ｊ１．电网技术，２００７， （１０）． 以调度自动化ＳＣＡＤＡ系统数据为依据进行计算和控制，对数据的准确 性和控制的可靠性要求较高。⑦对特殊运行方式下的电网情况不能处 收稿Ｅｔ期：２０１３—４—７ 理，需要人工进行管理。 作者简介：罗志仕（１９７７一），男，工程师，研究生，调度自动化维护员。 ２０１３年５月 撞圆 投切的并联电容器组。公用配电变压器无功补偿电容器应采用自动投 切； （２）用户就地无功补偿电容器应采用自动投切 式中：Ｉ广电容器额定电流，Ａ； ３．２配电线路固定补偿 大量配电变压器要消耗无功，很多公用变压器没有安装低压补偿装 Ｏｒ一电容器额定功率，ｋＶａｒ； Ｕ 一电容器额定电压，ｋＶ。 置，大量的无功沿线传输使得配电网的网损居高难下，这种情况下可考 电容器的额定电流也可用估算的办法来计算，即ｌｋＶａｒ相当于２Ａ， 虑配电线路无功补偿。 这个数比实际电流略大。 考虑到兼顾降低线损、提高力率与电压的效果，线路补偿原则是通 随机随器补偿，虽然有许多优点值得我们去利用，但也有它的不足 过在线路电杆上安装电容器实行单点或多点电容器补偿ｌ１＿，单点补偿地 之处：①不能自动投切，这是随机随器补偿与电容补偿自动投切装置相 点选在离线路首端２／３处，补偿的容量应为无功负荷的２／３；两点补偿分 比的主要缺点，它不能像自动投切装置那样，随时按供电网络中的功率 别装设在距首端２／５和４／５处；若线路较长，负荷较大，实施固定补偿与 因数的变化改变电容器投切数量来平衡无功功率。②停运时反向送电， 自动补偿相结合、在线路上三点进行分散补偿：第一组装设在该线路２／７ 由于随机随器补偿是把电容器直接并联在用电设备上，所以当用电设备 处为固定补偿；第二组为自动补偿，装设在该线路的４／７处，也是负荷较 被切断电源后的暂态进程中，电容反向用电设备放电，如果补偿电容选 为集中地段；第三组为固补偿，装设在该线路的６／７处：多点补偿是采用 择不合理，会出现“过电压”，可能损坏用电设备和电容。因此，选择电容 分支线分段补偿方式，对分支较大或线路较长负载自然功率因数低的线 器补偿容量时，一定要科学合理。 路进行补偿。根据农村实际状况，农网线路补偿的补偿点不宜过多：控制 ３．４变电所集中补偿 方式应从简；保护方式可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压简单 保护。 变电上站集中补偿电容器的容量确定需要考虑补偿后功率因数合格、 确定某一条配电线路的补偿容量，应根据该线路的平均无功负荷和 各种运行方式下电压合格、无功就地平衡等方面的因素，同时必须考虑 最小无功负荷计算，当线路的最小无功负荷小于平均无功负荷的２／３时， 单组电容器投切不应引起电压波动过大，枢钮变电站还应考虑留有一定 考虑到无功不应倒送，可安装固定的补偿装置，但应按最小无功负荷确 的备用容量，１ｌＯｋＶ及以下采用双绕组主变压器的变电站确定并联电容 定补偿容量。当线路中有较大无功负荷点时，除应考虑与线路始端的距 器容量一般只考虑１－２个方面即可。 离外，也应考虑大的无功负荷点。实际装设补偿装置每组以１００～２００ｋＶａｒ ４四种补偿方案的特点和基本性能的对比 为宜。 根据以上常用无功补偿方案的分析、讨论，我们可归纳、整理出四种 ３＿３用电设备随机补偿 补偿方案的特点和基本性能如表２所示。 随机随器无功功率补偿，就是为了提高用电负荷的功率因数，直接 表２四种无功补偿方法的特点比较 把低压电容器并联安装在变压器、电动机等感性电器设备上。具有投资 补偿方式 变电站集中补偿 配电变低压补偿 配电线路固定补偿 用电设备随机 少、占位小、重量轻、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率少、无需 补偿对象 变电站无功需求 配电变无功需求 配电线路无功基荷 用电设备无功需 专人看管等优点。但安装随机随器应注意以下方面： 降损范围 主变旺Ｉ器及输电网 配电变及输配电网 配电线路及输电网 整个输配电系统髓 ３．３．１并联电容器容量的选择 调压效果 较好 较好 较好 最好 并联电容器补偿电机时，其容量的选择应按下面公式进行计算： 单位投资 较大 较大 较小 较大 Ｑ ＝０．９ｘ ｕ ‘Ｉ。（ｋＶａｒ） 设备利用率 较高 较高 很高 较低 式中：ｕ－电机额定电压，ｋＶｉ 维护方便性 方便 较方便 方便 不方便 Ｉ 一空载电流，Ａ。 ５小结 对于用量最多的１５００ｒ／ｍｉｎ和３０００ｒ／ｒａｉｎ的电机用额定容量（ｋＷ） 本文重点对配电网的无功补偿技术进行了分析、探讨现总结如下： ３０％￣０．５（ｋＶａｒ）的估算方法，可迅速简便地求出所需补偿电容的容量。以 要真正发挥低压电网中无功补偿装置的作用，就必须对低压电路的整个 ３０ｋＷ电机为标准，如果电机容量小于３０ｋＷ的每台增加０．５ｋｖ 。容量 体系进行深刻的了解，并且依据不同地点，采取最为合适的低压电网无 大于３Ｏｋｗ的每台就减少０．５ｋＶａｒ。 功补偿方式，从而最大发挥我国电力系统在人们生活中的作用。 表１列出经过公式计算的各种单台电机所需补偿电容容量表。一 表１ 参考文献 电动机额 电动机转速（ｒ／ｍｉｎ） 【１Ｖｔ３连光，林峰，姚宝琪．机电一体开关低压无功补偿装置的开发和应用 定容量 ３ｏｏ０ １５０ｏ １０００ ７５０ ６ｏ０ ５００ 叨．电力自动化设备，２００３，２３（９）：４６～４８． （ｋＷ） 并联补偿电容器容量（ｋＶａｒ） ［２］朱国荣，李民族，等．配电变压器的晶闸管串联调压方法叨．变压器， ７．５ ２．５ ３．Ｏ ３．５ ４．５ ５．Ｏ ７．０ ２００２，３９（７）：２２～２６． １０ ３．５ ３．５ ４．５ ６．５ ７．５ ９．０ １４ ５．Ｏ ４．０ ６．０ ７．５ ８．５ １１．５ 收稿日期：２０１３—４—２６ ｌ７ ６．Ｏ ６．Ｏ ６．５ ８．５ １Ｏ．Ｏ １４ ５ 作者简介：陈宇鹏，男，大专，助理工程师。 ２２ ７．０ ７．０ ８．５ １０．０ ｌ２．５ １５．５ ３０ ８．５ ８．５ １０．０ １２．５ １５．Ｏ ｌ８．５ ４０ １１．Ｏ １１．０ １２．５ １５．Ｏ １８．Ｏ ２３．Ｏ ４５ ｌ３．０ １３．０ １５．０ １８．０ ２２．Ｏ ２６．Ｏ ５５ １７．Ｏ １７．０ １８．０ ２２．０ ２７，０ ３３．Ｏ ７５ ２１．５ ２２．０ ２５．Ｏ ２９．Ｏ ３３．Ｏ ３８ ０ １ｏ０ ２５．０ ２６．０ ２９．Ｏ ３３．Ｏ ４０．０ ４５．０ １１５ ３２．５ ３２．０ ３３．Ｏ ３６．０ ４５．０ ５２ ５ １４５ ４０．０ ４０．０ ４２．５ ４５．０ ５５．０ ６５，０ ３．３．２并联电容器的接线 （１）线径的选择，连接补偿电容器的接线线径大小必须根据电容器 额定电流的大小来选择。电容器的额定电流是： 日团 撞 ２０１３年５月
