導(dǎo)語：農(nóng)村電網(wǎng)無功補償方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

近幾年，特別是國家實施農(nóng)村電網(wǎng)改造工程以來，大量輸變電設(shè)備在農(nóng)村電網(wǎng)中廣泛投入運行，對提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電能力、電能質(zhì)量和降低網(wǎng)損等方面發(fā)揮了重要作用。但在實際運行中，也暴露出一些問題，特別是無功補償問題比較嚴重，沒有達到對農(nóng)村電網(wǎng)無功合理補償?shù)哪康?，下面結(jié)合無功補償?shù)默F(xiàn)狀，著重對無功補償?shù)闹匾?、補償容量的確定、提高功率因數(shù)的幾種方法及效益進行分析闡述。

一、農(nóng)村電網(wǎng)中無功功率現(xiàn)狀

在農(nóng)村電網(wǎng)中，大多數(shù)電力負荷是感性負載，異步電動機、感應(yīng)電爐、交流電焊機等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。另外，感應(yīng)電動機和中小容量配電變壓器，它們各占農(nóng)村電力負荷的60%和20%以上。同時，由于其分散，季節(jié)性強，配電線路供電半徑大，分支線多及用電設(shè)備的配套和使用管理不夠合理，“大馬拉小車”、輕載和空載運行情況比較嚴重，因此占用無功比例較大，加之無功規(guī)劃長期未能引起足夠的重視，無功電源與無功占用不平衡，造成農(nóng)村電網(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能損耗增加。岳陽農(nóng)村在負荷高峰時有個別10千伏線路功率因數(shù)不足0.8。因此，對農(nóng)村電網(wǎng)無功負荷優(yōu)化補償應(yīng)引起足夠的重視。

二、無功補償?shù)脑瓌t

根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)的特點，無功補償應(yīng)遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、分級補償、就地平衡”的原則，堅持降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主；集中與分散相結(jié)合，以分散為主；電力部門補償與客戶補償相結(jié)合，以客戶端補償為主；高壓與低壓補償相結(jié)合，以低壓為主；全區(qū)平衡與分縣、分站平衡無功電力相結(jié)合的原則。以期取得最大的綜合補償效益。

無功補償應(yīng)盡量分層(按電壓等級)和分區(qū)(按地區(qū))補償，就地平衡，避免無功電力長途輸送與越級傳輸。

三、農(nóng)村電網(wǎng)常用的無功補償方式

1、35千伏變電站集中補償

35千伏變電站所需無功應(yīng)就地平衡，在35千伏變電站10千伏母線上進行集中無功補償，以補償35千伏主變消耗的無功功率(包括勵磁無功損耗和漏磁無功損耗)以及35千伏輸電線路上的無功功率損耗，從而減少35千伏輸電線路輸送無功功率引起的有功損耗，并減少35千伏主變的可變有功功率損耗。

2、隨器補償

隨器補償是指將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側(cè)，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。

農(nóng)村配電變壓器，尤其是綜合用戶配電變壓器，普遍存在負荷輕時的“大馬拉小車”現(xiàn)象，在負荷低時接近空載。配電變壓器在輕載和空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是農(nóng)網(wǎng)無功負荷的主要部分。對于輕負荷配變而言，這部分損耗占供電量比例較大。這種方式有效的補償配變空載無功，實現(xiàn)就地平衡，是目前補償配變無功的經(jīng)濟有效的手段之一。

隨器補償只能補償配變的空載無功，對于小容量變壓器，將隨機補償和隨器補償配合使用，是補償方式的最優(yōu)選擇。

3、電動機隨機補償

隨機補償是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機同時投切。這種補償方法不需頻繁調(diào)整補償容量，且配置方便。為防止電機退出運行時產(chǎn)生自激過電壓，補償度一般不應(yīng)大于電機的空載無功。

4、10千伏線路上集中補償

這種補償方式通常是在配電線路的主干線某處，集中裝設(shè)10千伏電容器。當(dāng)配電變壓器容量較小，低壓側(cè)無法進行無功補償時，可采用線路上集中補償方式，補償若干臺配變所需的無功，安裝最佳位置在該條線路長度的2/3處。

四、無功補償?shù)淖饔眉靶б娣治?/p>

1、合理加裝無功補償設(shè)備，可以降低線損。

我們知道有功功率損耗的計算公式為:

△P=3I2R×10-3(kW)

而3I2=(P2+Q2)/U2=S2/U2=P2/U2·SCOS2F

因此，△P=(P2·R/U2·COS2F)×10-3(kW)

式中：P——有功功率，kW；

U——額定電壓，千伏；

R——線路總電阻，W。

由上述公式可知，有功功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比，當(dāng)功率因數(shù)COSF提高以后，線路中功率損耗大大下降。

提高負荷的功率因數(shù)與線損降低率關(guān)系可以用下列簡單關(guān)系式表示：

△P%=[1-(COS2F1/COS2F2)]×100%

COS2F1——補償前功率因數(shù)

COS2F2——補償后功率因數(shù)

由此可算出當(dāng)負荷的功率因數(shù)由0.7提高到0.85時，線損可降低32%。

2、合理加裝無功補償設(shè)備，可以改善電能質(zhì)量

電網(wǎng)中無功補償設(shè)備的合理配置，與電網(wǎng)的供電電壓質(zhì)量關(guān)系十分密切。合理安裝補償設(shè)備可以改善電壓質(zhì)量。

負荷(P+JQ)電壓損失_U簡化計算如下：

△U=3(PR+QX)/U(1)

式中:U-線路額定電壓，千伏

P-輸送的有功功率，千瓦

Q-輸送的無功功率，千乏

R-線路電阻，W

X-線路電抗，W

由上式可知，當(dāng)電力網(wǎng)輸送的有功功率一定時，輸送的無功功率愈大，網(wǎng)絡(luò)的電壓損失愈大，到用戶的端電壓就愈低。

安裝補償設(shè)備容量Qc后，線路電壓降為△U1，計算如下：

△U1=3[PR＋(Q－Qc)X]/U(2)

很明顯，△U1＜△U，即安裝補償電容后電壓損失減小了。由式(1)、(2)可得出接入無功補償容量Qc后電壓升高計算如下：

△U-△U1=3QcX/U(3)

由于越靠近線路末端，線路的電抗X越大，因此從(3)式可以看出，越靠近線路末端裝設(shè)無功補償裝置效果越好。

3、合理加裝無功補償設(shè)備，可挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力

(1)在設(shè)備容量不變的條件下，由于提高了功率因數(shù)可以少送無功功率，因此可以多送有功功率?？啥嗨偷挠泄β省鱌計算如下：

△P=P1-P=S(cosF1-cosF)(4)

(2)如需要的有功不變，則由于需要的無功減少，因此所需要的配變?nèi)萘恳蚕鄳?yīng)地減少△S計算如下：

△S＝S-S1＝P(1/cosF-1/cosF1)(5)

(3)安裝無功補償設(shè)備，可使發(fā)電機多發(fā)有功功率。系統(tǒng)采取無功補償后，使無功負荷降低，發(fā)電機就可少發(fā)無功，多發(fā)有功。

4、合理加裝無功補償設(shè)備，可以提高輸配電線路的供電能力。

當(dāng)輸配電線路的導(dǎo)線截面一定時，它輸送的經(jīng)濟電流就為一定值。合理加裝無功補償設(shè)備，提高功率因數(shù)后，可使線路輸送的無功電流大量減少，從而“釋放”出富余容量，增加供電能力。

5、改善設(shè)備運行狀態(tài)，延長設(shè)備使用壽命

通過合理加裝無功補償設(shè)備，提高功率因數(shù)，電壓質(zhì)量得到改善，提高了電壓合格率，電容器投切次數(shù)增多，主變分接頭開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)則大大減少，從而改變了主設(shè)備的運行狀態(tài)，延長設(shè)備壽命。

6、無功補償減少用戶電費支出

(1)可以避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰。

(2)可以減少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，減少電費的支出。

五、過補償?shù)奈：胺乐惯^補償?shù)拇胧?/p>

補償?shù)臉藴适侵荒苓_到完全補償，決不能造成過補償。過補償會形成無功功率倒送，有功功率損耗加大，電壓超標，影響系統(tǒng)、設(shè)備及電容器的安全。

在部分農(nóng)村小型化變電所的實際運行中，電容器投入運行后，常出現(xiàn)過補償情況，向電網(wǎng)倒送無功，電網(wǎng)電壓升高，危害電網(wǎng)和設(shè)備安全運行，增加網(wǎng)損，電壓合格率降低，通過調(diào)整主變電壓分接頭，雖然能夠降低電網(wǎng)電壓，但仍然不能解決向電網(wǎng)倒送無功問題，這種情況在實際運行中存在較多。

補償后的功率因數(shù)應(yīng)適當(dāng)。如對其要求過高，不但要裝設(shè)過多的電容器，增加投資費用,而且在輕負荷時會出現(xiàn)過補償，向電網(wǎng)倒送無功，增加電壓損耗和電能損耗。此外，過補償還會抬高變壓器二次側(cè)的電壓，由于二次側(cè)電壓的升高，不僅威脅線路和設(shè)備的安全，也威脅電容器自身安全。當(dāng)電容器的運行電壓超過1.1Uc時，就必須退出運行，否則將因過電流發(fā)熱升溫縮短使用壽命甚至立即燒毀。

預(yù)防過補償最有效的方法是，采用電容器自動投切裝置,采用此裝置能檢測電網(wǎng)中負荷的變化，并根據(jù)負荷的變化自動投入或切除電容器。此外，還可以在設(shè)計中限制補償容量，并在運行中加強對電容補償裝置的監(jiān)視，根據(jù)負荷變化情況，及時投切電容器組。

綜上所述，采用無功補償可以提高功率因數(shù)，是一項投資少，收效快的節(jié)能措施