10kV以下配电网无功电压优化及控制系统研究

关键词：10kV；配电网；无功电压；控制系统；研究

中图分类号： F407 文献标识码： A

引言

现阶段， 我国的经济水平不断提高， 因此， 人们的物质生活也日益丰富， 在这样的形势下， 电力系统的运行速度和质量也必须要随之提高， 这样才能够满足日益增长的需求， 但是在这个过程中， 电力系统的工作人员还要注意的就是电能的有效利用以及供电质量的保障。近些年来， 在我国的配电网中， 逐渐开始应用 10kV 线路， 它的应用， 有效的降低了线路的平均功率， 在节约了电能的同时， 也提供了企业的经济收益， 保障人们的用电质量， 一举多得， 我们就要针对这种线路的众多优越性， 展开了研究和分析， 希望能够将其更将广泛的推广开来， 进而为我国节约更多的电能， 这也是我国可持续发展战略思想的重要体现。

一、无功功率得产生及其影响

由物理学知识可知， 只要电气设备带有电磁线圈， 就会有因电磁场引起的无功功率， 而降低损耗的根源就是要尽力消除由电磁圈引起的无功功率。10kV 配电网中所需的无功功率， 主要包括配电变压器的励磁所损耗的无功功率△QO、 配电变压器绕组电抗所损耗的无功功率△QT、 线路电抗所损耗的无功功率△QL 及感性用电设备损耗的无功功率△QF。即 Q = △QO + △QT + △QL + △QF。电磁线圈所产生的无功功率， 对供电和用电产生了诸多不良影响，如：

1、无功功率在被输送的同时也会引起有功功率的损耗， 举例来说， 若客户需要有功功率 P 为一定时， 无功功率 Q 越大， 随之网络中产生的功率也会增大从而加大损耗；

2、电压损失也会由于无功功率的影响而增大；

3、对于输变电设备来说， 供电能力会受影响而降低；

4、对于发电机来说， 有功功率的输出也会一定程度上降低；

5、由于无功功率的掺合， 会使电气设备形成低功率因数运行， 不能充分发挥效果。综上所述， 不论是从降低损耗、 确保供电质量， 还是从保障供电设备的性能而言， 对供用电电网和设备进行无功补偿都是必要的。我们也可以通过这些措施改善功率因数， 提高系统的供电能力， 使整个供用电系统更经济、 更合理地为人民生活服务。在交流电路中， 纯电阻元件中负载电流与电压相位是一样的。在纯电感负载中电压超前电流 90 度， 纯电容负载中电流超前电压也达到90 度， 换个角度来说， 纯电容中电流与纯电感中的电流整整相差 180度， 那么便可以相互抵消。所以当电源向外供电时， 两种电荷可以在纯电感负载向外释放能量的时候交换， 一方所需要的无功功率就可由另一方输出的无功功率中得到补偿， 这样便可以从根本上解决无功功率的补偿问题， 达到预期效果。无功功率补偿原则有：因为考虑到线路上会有大量的不必要损耗， 所以无功功率补偿应就近进行。因为存在电容器的维护问题和自身性能有限， 无功损耗在采用固定方式补偿的同时， 次数不宜太多， 补偿点以两次为最佳。对于用户， 应该在其处就进行无功补偿，比如变压器的无功损耗， 可以考虑对于电容器的改变和更新， 总体来说， 在功率方面， 补偿得越多， 效果越好， 也会促进电网在长远角度的经济化、 发展化。

二、无功功率补偿技术要求

1、对于 10kV 配电线路来说， 为了在保障其供电可靠性可靠率的前提下使整个电力系统更稳定、 安全、 经济地运行， 我们需要做的则是连接城乡网， 对其进行建设与改造， 加大对其无功补偿装置系统的安装更新， 使整个供电系统的可靠性有质地的提高， 带给人民更多的生活便利。

2、国家电力公司下发关于电力行业创一流的文件中， 要求 10kV功率因数不小于 0. 9， 线损不大于 5%， 以及电压质量和无功补偿的运行管理等内容， 针对这些问题， 主要的解决方法是在 10kV 线路中投入一定的电容器来进行无功补偿， 投入方式分为两种：固定和自动相结合。如果要使整个无功补偿率达到最高值， 按照相关数据的统计和计算， 则是要结合固定和自动相结合的两种方式， 得出最佳前置系数， 相互配合影响， 就能达到理论上的最高值， 获得最大的无功补偿率。

3、农村配电网的线路比较复杂， 不能统一而论， 每个地区有自己的电流密度和最适宜电容器功率大小， 我们可以对固定和自动相结合这两种方法进行适宜的统

一、 拆分， 使其相互配合地为我们工作带来便利， 整个过程可以分为两部分：一是固定补偿电容器的安装， 分为变电所内按主变压器容15%左右的固定补偿电容器组和线路负荷中心的固定补偿电容器组。二是自动补偿电容器组， 它们可以安装在线路负荷中心的上侧。

4、对于农网主要使用的 10kV 配网系统， 有不同的组成部分， 变电站的集中补偿、 10kV 线路补偿和用户端低压补偿， 另外还附有随机补偿， 也就是说总共有四个不同方面的补偿来源。

1、无功动态补偿的优化。在进行配电网络无功优化的过程中， 我们需要严格坚持全面建设， 细致规划， 布局合理等原则， 全面推行无功补偿新技术， 提高工作人员专业技能和素质， 进而能够熟练操作新设备和使用新技术。从节能角度来说， 我们需要将工作的重点放在低压配电网方面，也就是将 10kV 线路从前的固定补偿作为基础， 对其进行合理的调节和改善， 使其能够达到补偿的要求， 在低压配电台区， 经过我们的调试， 能够实现无功补偿静态到动态的转化，进而逐渐实现无功补偿设备水平的全面提高。

2、主要实施方案。

四、无功补偿方式

1、负荷的无功功率补偿。在配电变压器二次侧对负荷进行无功补偿， 弥补了用户的电能损失。无功补偿主要是通过提高功率因数校正电容器所需的补偿容量来计算。补偿电容的容量受负载变化的影响， 通过调整电容器组的部分， 以选择最佳的无功补偿方式。

2、配变无功功率补偿。配电变压器无功损耗分△QO 和△QT 两部分。△QO 独立的磁场被用来建立无功损耗， 和负载电流没有关系，△QT 场与负载电流的漏磁通所建立的无功功率损耗的平方成正比， 研究配电变压器损耗的无功补偿， 应根据一个固定的线路有功功率损耗和无功功率补偿容量来确立。

五、保护功能

电容器本身的质量性能， 相关保护装置的配置， 电网运行的参数、方式、 状态， 并联电容器之间的补救措施等一系列因素都影响着整个电网的运行， 从而影响到电力行业和整个居民生活、 社会运转的状态。不管 10kv 电网在运行上会遇到哪些问题， 保护措施的完善性都是必不可少的， 与此同时也应该最大程度上保障设备的安全可靠。以上综合来讲即如图所示：

结束语

我国经济水平的不断提高， 使得各项事业都得到了前所未有的发展机遇， 同时人们的生活水平也在不断改善， 那么不管是企业还是个人对于社会基础设施的要求也不断增多， 电力系统作为最为重要的基础设施之一， 其在运行过程中， 会有大量电能损耗， 并且人们对于电能需求的不断增多，使得电力系统的供电总量也在持续上升， 这样一来， 消耗的电能就会越来越多， 那么为了能够有效的缓解这样的问题， 提高企业经济收益， 我们就将 10kV 线路应用到了配电网无功动态补偿， 这样一来， 上述问题就得到了控制。 随着社会的进一步发展， 电力系统也将更加完善和进步， 因此， 我们对于这种线路的研究还要更加深入。