王成

（西安蘭亭建筑設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司 710082 西安）

    近幾年，大量輸變電設(shè)備在農(nóng)村配電網(wǎng)中廣泛投入運(yùn)行，對(duì)提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電能力、改善電能質(zhì)量和降低網(wǎng)損等方面發(fā)揮了重要作用。但在實(shí)際運(yùn)行中，也暴露出一些問(wèn)題，特別是無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題比較嚴(yán)重，沒(méi)有達(dá)到對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)無(wú)功合理補(bǔ)償?shù)哪康模�下面結(jié)合農(nóng)村配電網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)狀，著重對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)呐渲迷瓌t、無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞胶蜔o(wú)功補(bǔ)償?shù)男б孢M(jìn)行闡述和分析。

1.農(nóng)村配電網(wǎng)中無(wú)功功率現(xiàn)狀

    在農(nóng)村配電網(wǎng)中，大多數(shù)電力負(fù)荷是感性負(fù)載，異步電動(dòng)機(jī)、交流電焊機(jī)、日光燈等設(shè)備是無(wú)功功率的主要消耗者。同時(shí)，由于其分散，季節(jié)性強(qiáng)，配電線(xiàn)路供電半徑大，分支線(xiàn)多及用電設(shè)備的配套和使用管理不夠合理，輕載和空載運(yùn)行情況比較嚴(yán)重，因此占用無(wú)功比例較大，加之無(wú)功規(guī)劃長(zhǎng)期未能引起足夠的重視，無(wú)功電源與無(wú)功占用不平衡，造成農(nóng)村配電網(wǎng)功率因數(shù)偏低和電壓質(zhì)量低劣，并引起功率損耗和電網(wǎng)損耗增加。因此，對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷優(yōu)化補(bǔ)償應(yīng)引起足夠的重視。

2.無(wú)功補(bǔ)償?shù)呐渲迷瓌t

    從電網(wǎng)無(wú)功功率消耗的基本狀況可以看出 ,各級(jí)電網(wǎng)絡(luò)和輸變電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無(wú)功功率 ,而低壓配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度地減少無(wú)功功率在電網(wǎng)中的傳輸,提高輸配電設(shè)備的功率降低電網(wǎng)的線(xiàn)路損耗,無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是“全面規(guī)劃,合理布局,分級(jí)補(bǔ)償,地平衡。”

3.配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方式的比較

    提高功率因數(shù)的主要方法是采用低壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù),通常采用的方法主要有五種：變電站集中補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、配電線(xiàn)路桿上補(bǔ)償、隨機(jī)補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。

    3.1變電站集中補(bǔ)償

    為分級(jí)平衡電網(wǎng)的無(wú)功,在變電站進(jìn)行集中補(bǔ)償,補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等,其作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù), 改善系統(tǒng)終端變電站的母線(xiàn)電壓,補(bǔ)償變電站主變壓器和高壓輸電線(xiàn)路的無(wú)功損耗。這些補(bǔ)償裝置一般集中接在變電站10kV母線(xiàn)上,因此具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是這種補(bǔ)償方式對(duì)配電網(wǎng)的降損作用非常小。

    3.2隨器補(bǔ)償

    隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓熔斷器接在配電變壓器二次側(cè),以補(bǔ)償配電變壓器空載無(wú)功的補(bǔ)償方式。配電變壓器在輕載或空載時(shí)的空載勵(lì)磁無(wú)功是農(nóng)網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷的主要部分，隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是接線(xiàn)簡(jiǎn)單,維護(hù)管理方便,能有效地補(bǔ)償配電變壓器空載無(wú)功,就地平衡該部分農(nóng)網(wǎng)無(wú)功基荷,從而提高配電變壓器利用率,降低網(wǎng)損,提高用戶(hù)的功率因數(shù),改善用戶(hù)的電壓質(zhì)量,具有較高的經(jīng)濟(jì)性,是目前無(wú)功補(bǔ)償最有效的手段之一。缺點(diǎn)是由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點(diǎn)分散,因此補(bǔ)償工作的投資比較大,運(yùn)行維護(hù)工作量大。

    3.3 配網(wǎng)桿上無(wú)功補(bǔ)償

    桿上無(wú)功補(bǔ)償即通過(guò)在線(xiàn)路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。線(xiàn)路補(bǔ)償宜單點(diǎn)補(bǔ)償；控制方式應(yīng)從簡(jiǎn),一般不設(shè)分組投切；補(bǔ)償容量也不宜過(guò)大,避免出現(xiàn)輕載過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象；保護(hù)也要簡(jiǎn)化,主要采用熔斷器和避雷器作為過(guò)流和過(guò)電壓保護(hù)。線(xiàn)路補(bǔ)償方式主要提供線(xiàn)路和公用變壓器需要的無(wú)功,該種方式具有投資小、見(jiàn)效快、便于操作等優(yōu)點(diǎn),適用于功率因數(shù)低、負(fù)荷重的長(zhǎng)線(xiàn)路。缺點(diǎn)是由于桿上安裝的并聯(lián)電容器遠(yuǎn)離變電站，容易出現(xiàn)保護(hù)不易配置、控制成本高,重載情況下補(bǔ)償不足等問(wèn)題。

    3.4隨機(jī)補(bǔ)償

    隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并接,通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切的一種無(wú)功補(bǔ)償方式。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無(wú)功消耗,以補(bǔ)償勵(lì)磁無(wú)功為主，可較好的限制配電網(wǎng)無(wú)功峰荷，減少配電線(xiàn)路的損耗,同時(shí)還可以提高電動(dòng)機(jī)的出力。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是用電設(shè)備運(yùn)行時(shí),無(wú)功補(bǔ)償投入；用電設(shè)備停運(yùn)時(shí),補(bǔ)償設(shè)備也退出 ,而且不需要頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量 ,隨機(jī)補(bǔ)償方式具有投資少、占位小、安裝容易、維護(hù)簡(jiǎn)單及事故率低等特點(diǎn)。

    3.5跟蹤補(bǔ)償

    跟蹤補(bǔ)償是指將低壓電容器組裝設(shè)在大用戶(hù)配電變壓器低壓側(cè)的補(bǔ)償方式。這種補(bǔ)償方式主要適用于100kVA以上的專(zhuān)用配電變壓器用戶(hù),可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式,補(bǔ)償效果好。跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是可較好地跟蹤無(wú)功負(fù)荷的變化,運(yùn)行方式靈活,補(bǔ)償效果好。但缺點(diǎn)是控制保護(hù)裝置復(fù)雜 ,先期投資相對(duì)較大。

4.配電中無(wú)功補(bǔ)償存在的問(wèn)題

    4.1補(bǔ)償點(diǎn)的問(wèn)題

    目前無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹蛔⒁庋a(bǔ)償用戶(hù)的功率因數(shù)，而忽略了全區(qū)、全配電網(wǎng)的無(wú)功平衡于優(yōu)化。要實(shí)現(xiàn)有效的降損，必須從電力系統(tǒng)的全網(wǎng)出發(fā), 通過(guò)計(jì)算全網(wǎng)的無(wú)功潮流, 確定配電網(wǎng)的補(bǔ)償方式、最優(yōu)補(bǔ)償容量和最佳補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn) , 才能使有限的資金發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。

    4.2 過(guò)補(bǔ)償問(wèn)題

    過(guò)補(bǔ)償會(huì)造成無(wú)功功率的倒送，加重配電線(xiàn)路的負(fù)擔(dān)，增加線(xiàn)路的損耗，這是電力系統(tǒng)所不允許的。對(duì)于采用固定電容器補(bǔ)償?shù)挠脩?hù)，補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)適當(dāng)。如對(duì)其要求過(guò)高，則裝設(shè)的電容器容量較大，增加投資費(fèi)用,而且在輕載時(shí)會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)現(xiàn)象，向電網(wǎng)倒送無(wú)功，增加電能損耗。這些情況在實(shí)際運(yùn)行中存在較多都是電力部門(mén)所要考慮的，因此必須在設(shè)計(jì)中限制補(bǔ)償容量，在運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)補(bǔ)償裝置的監(jiān)視，根據(jù)負(fù)荷變化情況，及時(shí)調(diào)整補(bǔ)償容量。

    4.3諧波問(wèn)題

    電容器本身具備一定的抗諧波能力,但同時(shí)也有放大諧波的副作用。諧波的含量過(guò)大會(huì)降低電容器的使用壽命,甚至造成電容器的過(guò)早損壞;另外,動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償柜的控制環(huán)節(jié)容易受諧波干擾影響, 造成其控制失靈。因此在無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)必須考慮諧波治理,在有較大諧波干擾，又需要補(bǔ)償無(wú)功的地點(diǎn), 應(yīng)考慮增加濾波裝置。

5.結(jié)束語(yǔ)

    在配電網(wǎng)中進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償, 是一項(xiàng)建設(shè)性的降損技術(shù)措施。無(wú)功補(bǔ)償不僅能提高農(nóng)村配電網(wǎng)的功率因數(shù)、改善電壓質(zhì)量,而且可以就地平衡無(wú)功功率,提高農(nóng)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平,同時(shí)降低用戶(hù)的電費(fèi)支出,減少工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投資。但如何確定無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的合理配置和分布,需尋找技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)