農(nóng)村電網(wǎng)優(yōu)化無(wú)功配置技術(shù)淺析

常 青 高 丹 劉東陽(yáng)

(南召縣電業(yè)局，河南 南陽(yáng) 474650）

農(nóng)村電網(wǎng)構(gòu)架比較單薄，配變線路架設(shè)復(fù)雜、輸送距離長(zhǎng)，通過(guò)有針對(duì)性的優(yōu)化無(wú)功配置，提高功率因數(shù)，可以有效改善電壓質(zhì)量，降低電網(wǎng)損耗，對(duì)于保證供電質(zhì)量、提高供電經(jīng)濟(jì)效益、提高電網(wǎng)的輸送能力和設(shè)備利用率具有重要的作用和意義。

1 無(wú)功損耗在農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)中的主要不利影響

農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)功主要是變壓器和線路產(chǎn)生的。當(dāng)農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)中無(wú)功電源輸出的無(wú)功功率不能就地平衡時(shí)，就會(huì)影響電壓質(zhì)量，增加線路損耗。某座35KV 變電站的一條10KV 線路，經(jīng)常性負(fù)荷約600 千瓦，線路末端有一小水電站，額定功率為200 千瓦，額定功率因數(shù)為0.8，發(fā)出200 千瓦的有功功率直接輸送到這條10KV 配電線路上，這樣變電站就只供出400 千瓦就可滿足負(fù)荷的需求了，而小水電的功率因數(shù)在0.8 時(shí)，無(wú)功輸出150千瓦即可就地平衡，10kv 線損明顯減小。但是當(dāng)小水電的功率因數(shù)因管理不善降到0.5 時(shí)，有功功率輸出就降為125 千瓦，無(wú)功功率則升高為216.5 千乏，造成有功少輸出75 千瓦，無(wú)功多輸出66.5 千瓦，與功率因數(shù)0.8 相比，系統(tǒng)需再多送出有功，而無(wú)功多余部分向系統(tǒng)倒送，每天約倒送變電站無(wú)功電量1 600 千瓦時(shí)，使10KV 配電線路線損上升約2%。

2 無(wú)功補(bǔ)償裝置的配置現(xiàn)狀及運(yùn)用中存在的問題

按照通常的做法，無(wú)功補(bǔ)償主要在配電線路和變電站按照不同方式進(jìn)行實(shí)施：一是在10kV 配電線路上采取分散性就地補(bǔ)償原則。在供電線路末端和大型動(dòng)力用戶裝設(shè)分散補(bǔ)償裝置，結(jié)合用戶端的低壓補(bǔ)償，可以使線損大大降低，同時(shí)有提升末端電壓的作用，這樣，高、低壓無(wú)功補(bǔ)償可以就地平衡無(wú)功。二是在變電站實(shí)行一般采用集中補(bǔ)償原則。主要是應(yīng)補(bǔ)償主變本體對(duì)無(wú)功的需求，并結(jié)合考慮供電區(qū)內(nèi)的無(wú)功潮流及配電線路和用戶的無(wú)功補(bǔ)償水平來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償容量。

在實(shí)際運(yùn)用中，由于農(nóng)網(wǎng)配變線路自身的就地分散補(bǔ)償，加上線路負(fù)荷的季節(jié)性和無(wú)功負(fù)荷的晝夜大幅度變化，往往使無(wú)功功率隨之變化，容易出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償?shù)膯栴}。新型變壓器用電負(fù)荷最大時(shí)往往僅達(dá)到主變?nèi)萘康?0%－70%，如果仍按主變?nèi)萘康?0%-15%來(lái)配置無(wú)功補(bǔ)償裝置，容易出現(xiàn)電容器投入后過(guò)補(bǔ)償，切除后又欠補(bǔ)償，造成補(bǔ)償裝置長(zhǎng)期閑置。另外，在農(nóng)村電網(wǎng)中的各配電線路的負(fù)荷分布不均勻，有時(shí)某一條線路的負(fù)荷占了整個(gè)變電站負(fù)荷的50%-60%，這樣全站的無(wú)功負(fù)荷也都反映在這條線路上，應(yīng)適當(dāng)減小集中補(bǔ)償容量。如某35KV 電站主變?nèi)萘? 000 千伏安，無(wú)功補(bǔ)償電容的容量配備750 千瓦，運(yùn)行時(shí)會(huì)經(jīng)常性地過(guò)補(bǔ)償，只能停用，造成電容器長(zhǎng)期閑置。

因此，在具體的無(wú)功補(bǔ)償過(guò)程中，變電站的電容器容量的優(yōu)化選擇是一個(gè)十分重要的問題。特別是農(nóng)村電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇應(yīng)按照分散就地補(bǔ)償為主，變電集中補(bǔ)償為輔的方式，對(duì)于農(nóng)村動(dòng)力客戶單臺(tái)設(shè)備容量都較小，生產(chǎn)情況隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)經(jīng)常變化，可以考慮采用小容量的電容器合理進(jìn)行分組配置，以避免過(guò)補(bǔ)償。變電站也應(yīng)根據(jù)其負(fù)荷性質(zhì)采用適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償方式和容量，使功率因數(shù)保持在0.95，在負(fù)荷低谷時(shí)，不向電網(wǎng)反送無(wú)功，負(fù)荷高峰時(shí)僅用電網(wǎng)少量無(wú)功。

3 電站無(wú)功補(bǔ)償裝置可根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化的幾點(diǎn)建議

3.1 對(duì)于城鄉(xiāng)郊區(qū)新建35KV 電站配備無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量最大應(yīng)不超過(guò)主變?nèi)萘康陌俜种疄橐?。電容器的容量主要是補(bǔ)償主變本體對(duì)無(wú)功的需求，因此容量選擇應(yīng)遵循在輕負(fù)荷時(shí)防止無(wú)功倒送和取得最大節(jié)能效果的原則。

3.2 對(duì)于建站初期負(fù)荷較小，以后負(fù)荷逐漸增大的情況，裝設(shè)無(wú)載可調(diào)容電容器組。其基本原理為將電容器分成二組，通過(guò)開關(guān)或隔離開關(guān)選擇投切組合，可以實(shí)現(xiàn)三檔容量可變。隨著負(fù)荷的變化，可以人工斷電后改變投切組合滿足某一時(shí)間段的無(wú)功平衡。例如35KV 變電站，配置9 只100 千瓦的電容器，組合成3 個(gè)300 千瓦的電容器組，利用隔離開關(guān)進(jìn)行投切，這樣就能夠滿足不同負(fù)荷情況下無(wú)功功率的平衡。

3.3 對(duì)于負(fù)荷頻繁變化的場(chǎng)合，宜裝可快速跟蹤的瞬態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。高壓瞬態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（也稱SVC）一般都是固定補(bǔ)償最大容量的電容器，同時(shí)并聯(lián)一組容量可調(diào)的電抗器，通過(guò)快速調(diào)整電抗器的輸出無(wú)功，從而達(dá)到無(wú)功瞬態(tài)平衡的目的。這種補(bǔ)償裝置可以滿足短時(shí)間投切的需求，但是成本價(jià)格較高，只適用于220KV 及以上的變電站。