民营科技 ２０１０年第１１期 科技论坛 配电网低压无功补偿方案探讨 勾有明 （黑龙江省鹤岗电业局，黑龙江鹤岗１５４１００） 摘要：针对配电网中的无功补偿如何合理配置进行祥细地分析，采取措施使低压无功补偿得到合理地配置，最大程度地减少线路损耗。 关键词：低压无功补偿；补偿容量；补偿箱；功率因数 前言 １）Ｓ１＝３１５ｋＶＡ ＣＯＳ中１＝０．８．ｓｉｎ １＝０．６ 根据上术方案，拟定在纺矿线育民分３０＃低压台区装设无功补偿装 置，此台区配电变压器容量为２００ｋＶＡ，功率因数为０．７９，如果将功率因 数补偿到０．９，经计算需４５ｋｖａｒ低压无功补偿箱。 资金测算： １）电容器：电容每千乏约３Ｏ元，总计约：ｌ３５０元 ２）自动投切装置：约７１５０元 ３）安装费及材料费：约１５００元 电网。 每～台无功补偿装置合计：约ｌ万元 因此，１０ｋＶ公网线路不需在１０ｋＶ线路上进行补偿，而只需在公用 ３．４无功补偿的效益分析。 配电变压器低压电网上实行无功补偿。 加装电容器实施无功补偿后，由于减少了由该电力线路输送的无功 ２公用低压电网无功补偿的必要性 功率，因而功率因数得到提高。提高功率因数的意义如下： 目前，公用配电变压器低压电网仍是鹤岗市区中小用户供电的主要 ３．４．１提高功率因数可减少功率损耗。如果输电线路导线电阻为Ｒ，则 电源。一家一户的小型用电负荷仍占有相当比例，供电方式多为低供低 功率损耗为： 计一户一表供电，由低压电网接电的用户约占到全市区总用户数的５０％ △Ｐ：３Ｉ２Ｒ×Ｏ００１＝ｐＺＲ／Ｕ￣ｏｓ 中 以上。由于长期以来低压电网没有无功补偿设施，中小用户不具备无功 式中： 补偿条件，加之用电量急剧增长，低功率因数电器如空调、冰箱、电崩、日 Ｐ一有功功率，ｋＷ； 光灯等大量投入使用等原因，致使低压电网的功率因数很低。低压电网 ｕ一线电压，Ｖ； 的低功率因数运行，是造成１０ｋＶ公网线路功率因数低的主要原因。为 电力线路输送负荷的功率因数 了提高１０ｋＶ公网线路及低压网功率因数，对市区公用低压电网进行无 由上式可以看出，在有功率一定的情况下，ｃｏｓＯ越低，功率损耗越 功补偿显得尤为必要。 大。若线中原功率因数为０．５，经补偿后功率因数提高到１．０，则补偿后线 ３公用配电变压器低压电网无功补偿方案 路损耗可减少为原损耗的２５％。 ３．１在公用配电变压器低压压电网实施无功补偿是以台区配电变压器 ３．４．２提高功率因数可减少电力线路的电压损失。 所供低压网为补偿单元。在每台配电变压器低压侧出线电杆上安装一台 ３．４．３提高功率因数可以提高设备利用率。一台容量为ＳＮ的变压器，能 低压无功补偿箱。补偿箱箱体采用不锈钢钢板制作，有足够散热空间，有 够输出的有功功率的最大值为Ｐｍｋｓ＝ＳＮ ｃｏｓｄＰ。由此式可见，越高，Ｐｉｎｋｓ 可靠接地。电网的电压、电流信号经采集后输入到补偿箱的控制器内进 就越大，变压器输出的有功电能就越多。也就是说，提高ｃｏｓｑｂ后，变压器 行判断，并根据需要输出控制信号驱动复合开关投切内部补偿电容器， 可接带更多的用电设备。 完成补偿。 ３．４．４提高功率因数可减小配电变压器的铜损。 ３＿２低压无功补偿无功补偿容量的配置。低压无功补偿箱单台容量以 ４结论 配电变压器满载运行时功率因数由０．８补偿到０．９时所需电容器空量为 在配电网无功补偿合理配置及配置方案进行了分析，并提出了各种 补偿容量。经过计算２５０～３１５ＫＶＡ配电变压器需６０ｋｖａｒ低压无功补偿 配置方案，并对低压无功偿容量进行分析计算，最后确定了低压无功补 箱，１６０～２００ｋＶＡ配电变压器需４５ｋｖａｒ低压无功补偿箱。计算方法如下： 偿的具体方案。 ．配电网中的电压水平和有功功率损耗很大程度上取决于配电网中 的无功功率产生和流向。因此，高低压线路中的无功补偿装置如何配置 对提高电压合格率和降低线损至关重要，目前鹤岗电业局只有箱式变配 置了无功补偿装置。 １ 无功补偿装置在配电网中的配置地点 配电网中的无功补偿装置的配置地点有三种类型，一是在变电所母 线上；二是在１０ｋＶ线路中；三是在用户低压端。因配置地点不同，无功 补偿效果是有区别的。 １．１ 变电所母线上的无功补偿容量较大，一般是人工手动分级投切，该 种无功补偿容量是按平衡整个变电所供电范围内无功负荷来确定，以保 证上一级供电线路的功率因数达到规定要求，并使变电所母线电压维持 在许可范围内。 １．２ １０ｋＶ线路中的无功补偿装置目前一般是固定投入。这部分的无功 补偿容量是按补偿１０ｋＶ线路的无功损耗和变压器的无功损耗来确定 的，无功补偿容量不能太大，否则会造成线路低负载时，无功过补偿，会 增加线路损耗，也使电压合格率降低。 Ｉ＿３用户低压端无功补偿装置一般按照用户无功负荷的变化自动投切 补偿电容器，可以做到不向高压线路反送无功电能，在配电网中，若各用 户低压侧配置了足够的无功补偿装置，则可使配电线路中的无功电流最 小，也使配电线路的有功功率损耗最小，这是最理想的效果。另外，线路 中的无功电流小，也使线路压降减少，电压波动减少。 由此得出，配电网中的用户端实现无功就地补偿是合理的无功补偿 方式。否则，即使在线路关口处的功率因数很高，也不能有效地降低线路 的有功功率损耗。 由于１０ｋＶ公网线路供电半径短，供电区域小，功率因数一般在 Ｏ．８～０．８５之间，所供电的高供高计、高供低计用户已实行功率因数考核， 因而功率因数较高，造成１０ｋＶ公网功率因数低的主要部位是公用低压 Ｐ１＝３１５ｘ０．８＝２５２ｋＷ，Ｑｌ＝３１５ｘＯ．６＝１８９ｋｖａｒ 当ｃｏｓｑｂ２＝０．９时 Ｓ２＝Ｐ１／０．９＝２８０ｋＶＡ Ｑ２＝￣２ ＳＩ＝２００ｋＶＡ ａｒ Ｑ＝ＱＩ——Ｑ２＝１８９－１２６＝６３ｋｖａｒ ＣＯＳ４９１＝Ｏ．８．ｓｉｎ １＝Ｏ．６ ＰＩ＝２００ｘ０．８＝１６０ｋＷ，Ｑｌ＝２０ｏ￣０．６＝１２０ｋｖａｒ 当ｃｏｓｑｂ２＝Ｏ．９时 Ｓ２＝Ｐ１／０．９＝ｌ７８ｋＶＡ Ｑ２＝、 ＿ｐ１２＿Ｉ Ｑ＝Ｑ１－Ｑ２＝１２０－７８＝４２ｋｖａｒ ３－３为适应低压网负荷的变化，将无功补偿箱内电容器补偿容量分为 三级，根据负荷大小投切适当容量的电容器。第一级为固定级投入级，设 置固定级的原因是：低压电网及用户有固定的无功负荷，配电变压器空 载负荷也是固定无功负荷，用固定电容量补偿固定无功负荷可简化补偿 箱内部结构，降低造价、提高运行可靠性。第二级、第三级为由控制器控 制经复合开关投入级，在固定级补偿基础上根据低压电网所缺无功负荷 断续投入电容器。 作者简介：勾有明，工程师，１９９４年７月毕业于黑龙江省电力职工大学电力系统及其自动化专业，长期从事配电网生产技术管理工作。