农村电网无功补偿方式的探讨
摘要：结合农网改造工作实际，探讨了如何从规划入手做好无功电力平衡和无功电源建设，合理选择补偿方式，提高农村电网经济运行水平。
关键词：配电网;无功补偿;降损节能
1农村电网无功的规划和补偿方式
1.1无功规划的意义和任务
1.1.1无功电力规划的意义
在农网改造早期的规划阶段，结合当地负荷发展水平和电网实际，进行了无功负荷的分析工作，发现的几个主要问题归纳如下。
a)农村电力负荷中95%以上是异步电动机和为数相当多的中、小容量配电变压器，因此配变的无功负荷和用电设备的无功负荷为电网无功负荷的主要组成部分，约占90%;电网的无功负荷中线路无功负荷所占比例较小，约占10%。而配变的无功负荷基本固定，属于农村电网无功负荷中的基荷(基本负荷)，用电设备的无功负荷属于农村电网无功负荷中的峰荷(高峰负荷)。而随着农村电网节能系列配变的应用，配变的无功负荷所占比重将日益减少，今后农网无功负荷的重点将主要放在低压侧用电设备上，无功补偿的重点亦是;
b)由于农村电力负荷较分散和季节性以及农村用电设备的配套和使用管理不够合理，“大马拉小车”、清载和空载运行情况也比较严重，因此占用无功比例很大。自然功率因数一般在0.5～0.7，少数地方甚至在0.5以下;
c)农村电网无功负荷波动较大：在农村电网负荷的低谷段，农村电网无功负荷将达到最低谷。无功负荷波动的主要原因是由于用电设备的投入和退出，也就是农村电网负荷的季节性变化和随天气变化引起的变化。
以上问题的存在造成农村电力网经济运行水平不高、电压质量差、线损居高不下。要扭转这种状况，就必须先从无功规划做起，把无功规划纳入农村供电规划设计中去，因地制宜合理选择补偿方式。
1.1.2农村电力网无功规划的基本任务
摸清全网无功电源、无功负荷和无功消耗情况，进行无功平衡。(所谓无功平衡，就是在系统运行的每一时刻，全网各类无功电源所发出的无功功率要等于用户所消耗的无功功率和网络各个环节上无功功率损耗之和);这样，我们可以根据已知无功差额合理安排无功电源，制定无功补偿方案，确定规划期内补偿容量、补偿方式和补偿设备的配置原则。
1.2结合电网实际合理选择无功补偿方式
根据农网的结构特点和无功负荷性质，采用了以下几种无功补偿方式。
1.2.1随机补偿
随机补偿就是将补偿电容器与电动机直接连接，并采用同一控制和保护装置，实现共同投切。在低压电网中发展随机补偿，因其处于网络最未端，具有较高的降损效益，而且农网无功负荷波动主要是由于电动机的投入和退出运行所引起，采用随机补偿可以从根本上消除或者减少这种波动，其在技术上的合理性不容置疑。
柘城县所辖供电区域耕地多，排灌负荷较大，在农网改造中，通过算经济账、典型引导等方式，为一些排灌用户安装了随机补偿电容器。电容器安装后，各台区变压器容量得到了充分的利用，电压质量提高、线路损失减少，一般排灌户年运行小时大于800h，用户随机补偿的投资可在1a～2a内全部收回，经济效益显著。
需要注意的是：采用随机补偿时，需要注意防止过补偿，补偿容量一般不大于电动机的励磁无功，防止电动机切除时发生自激过电压。
1.2.2随器补偿
随器补偿就是将补偿电容直接连接在配电变压器上，以补偿配电变压器的固定无功负荷。在电网正常运行情况下，随器补偿的投运率是较高的，且接线简单、安装维护管理方便，加之低压干式金属化电容器可靠性、经济性均较高，是农网中具有推广应用价值的补偿方式，它可以有效限制农村电网的无功基荷，以达到无功负荷的就地平衡。
网改中，我们在大于100kVA的公用配变处安装低压固定电容器补偿。电容器用小支架安装在配变低压侧出线电杆上，用二次铜导线连接至低压刀熔开关，其接线简单，安装方便，维护管理均较为经济。
1.3低压用户集中补偿
低压用户集中补偿，主要适用于大于100kVA的专用配变用户，补偿电容器直接连接在用户配电盘低压母线上，其连接组有固定连接组和可投切连接组两部分。前者补偿无功基荷部分，后者补偿无功调峰，投切方式可以采用手动或自动，大用户采用功率因数自动投切装置，可以取得较好的补偿效果。
另外，还可在负荷较大的公用配变低压侧安装低压自动补偿电容器。电容器安装在配变低压侧出线电杆上，用铜导线连接至变压器低压桩头，根据无功负荷大小分级投切，其接线简单、安装方便、维护管理均较为经济，效益显著。
1.410kV线路补偿
线路补偿就是将补偿电容分散安装在10kV线路上。一般采用跌落式熔断器作控制和保护装置，每个补偿点容量不宜超过300kvar。线路补偿是固定补偿性质的补偿方式，只能补偿线路无功负荷的基荷部分，保证低谷段无功负荷的需要。10kV线路补偿电容器的安装地点选择以尽可能减少主干线路电流为目标，其安装位置较为重要，应根据负荷分布和容量大小计算确定。
10kV线路补偿分为手动投切和自动投切2种方式。
我们以前曾在所辖10kV线路上安装过手动投切的电容器，在运行以后取得了明显的降损节能效果。但是由于农网负荷变化波动较大，而手动投切方式在负荷变化时不能做到及时投撤电容器组，造成低谷负荷时向电网倒送无功，增加了电网损耗，危及电网安全运行，也使电容器组本身损坏率较高，维护费用加大。
在网改中，我们选试点安装了几台自动投切10kV线路电容器组，安装位置一般在线路长度的2/3处;实践证明其降损调压效果较好,是农网中具有推广应用价值的补偿方式。
农网以上几种补偿方式中，如果补偿容量选择得当，均可以有效防止过补偿，避免了原手工投切电容器组在负荷变化时发生倒送的情况，实践证明其降损调压效果较好，是农网10kV线路补偿中具有推广应用价值的补偿方式。
2结语
当前农村电网无功容量不足的情况普遍存在，由于农网改造之初缺少规划，考虑不周加之重视程度不够，很多地方没有从根本上解决此类问题，无功容量不足电压过低的情况依然存在。在提出农网无功补偿方式和电压调整的具体方法及办法，针对不同情况采取不同的方法和措施做好无功补偿工作，以达到改善电能质量、降损节能、提高电网运行水平为用户提供优质服务的目的后，对农网规划的修订和农改工程的实施起到一定的指导作用。
4
|
|
