谈农网配电线路的无功补偿

电网中主要分三级进行补偿:变电站、配电线路、用户侧。在变电站中安装电容器进行无功补偿有提高主变负载能力、对配电线路前段进行补偿及调压等作用, 且具有操作、运行维护方便等优点, 所以一般变电站都已安装电容器进行无功补偿。在用户侧, 容量在100kVA以上的专用变压器绝大部分已安装了无功补偿装置, 农村的变压器随着农电“三级管理”及农网改造的进行, 无功补偿装置亦已全面推广和应用, 只有配电线路的无功补偿却因各方面原因较少进行安装应用, 成为分级补偿中的空白点。配电线路的补偿是否因效果不好而未能得到推广呢?下面就此问题进行探讨。

1 配电线路与变电站、用户低压侧安装电容器进行无功补偿的比较

当电容器完全集中在变电站进行补偿时, 因无功功率需长距离输送及损耗等原因, 对10kV配电线路的降损效果不明显, 因而作用受到限制。如在配电线路安装其作用有何不同, 下面作一下比较。

(1) 当网络完全不进行无功补偿时, 此时整个网络的损耗如下:

(2) 当电容器装于变电站时, 此时整个网络的损耗如下:

(3) 当电容器装于10K V线路时, 此时整个网络的损耗如下:

在电容器安装容量QC相同的情况下, 比较式 (1) 、 (2) 、 (3) 可得出当电容器装于变电站10kV线路时, 只能减少110kV电压级的线损, 但不能减少10kV电压级的线损。而当电容器安装于10kV线路时, 则可以同时减少110kV电压级和10kV电压级的线损。另外, 与在用户低压侧进行电容补偿相比, 配电线路的电容器运行时间普遍达7000~8000小时, 比低压补偿的运行小时数高出很多, 即能产生更好的经济效益。当安装相同补偿容量时, 高压补偿比低压补偿的降损效果好, 且相对资金投入少。因此, 如从降耗增效的角度来说, 电容器安装于10kV配电线路是可行和合理的。

2 不同负荷分布的配电线路电容器安装位置、容量的确定

2.1 负荷均匀分布的配电线路

当电容器安装于10kV线路时, 其降损程度如何, 且安装位置及容量应如何确定, 下面以负荷均匀分布的配电线路为例, 通过利用潮流计算和按照补偿后使无功损耗降到最小的原则对公式△P=3I2R进行求导, 得出负荷均匀分布的配电线路安装电容器的的最佳位置及最佳补偿容量等数据。

(1) 最佳补偿位置: (2) 最佳补偿容量:单组补偿容量: (q:线路无功负荷) , 补偿总容量:由此可计算出, 当组数n为1、2、3, 单组容量C为2/3q、2/5q、2/7q时, 总补偿容量为2/3q、4/5q、6/7q; (3) 最佳补偿度:即最佳补偿容量与平均无功负荷的比值:由此可计算出, 当安装组数n为1、2、3时, 最佳补偿度K为0.67、0.80、0.86; (4) 在最佳补偿的情况下, 线路中无功损耗降低的百分比为:线路补偿前输送无功造成的有功损耗:∆P1=I2R, 线路补偿后输送无功造成的有功损耗:线路无功损耗降低的百分比:由此可计算出, 当安装组数n为1、2、3时, 降低无功损耗的百分比分别为88.9%、96%、98%。

2.2 不同负荷分布的配电线路

根据以上原理还可对不同负荷分布的配电线路进行电容器最佳安装位置、容量的确定, 详细数据如下表 (表1、表2) 所示。

3 结语

以上数据说明配电线路补偿容量约占线路平均无功负荷的1/3至6/7, 其余应由变电站的无功装置进行补充。同时数据还反映, 在配电线路安装电容器进行无功补偿, 当线路实现最佳无功补偿时, 降损可达86%~98%, 显示出在配电线路实行无功补偿的可行性和优越性。在当前农网系统中以多方式进行降损增效的时候, 变电站及用户侧无功补偿都已得到广泛应用, 但在我市的配电线路中无功补偿却较少采用。因此, 对配电线路安装电容器进行无功补偿应是挖潜降损一个可考虑的方向。

摘要：通过对配电线路无功补偿问题的分析, 从变电站、配电线路、用电户三级的比较中提出了在配电线路中进行电容器无功补偿的可行性和合理性, 为农网的挖潜降损工作提出一点建议。

关键词：配电线路,电容器,无功补偿