全南縣供電有限責任公司
隨著我縣
一、二期農網改造的結束，我縣電網供電能力和電網結構都有了顯著的提高和加強，但是隨著負荷水平的增長，負荷的峰谷差也越來越大，使得系統的調壓問題變得越來越困難，電壓過高或過低的問題時有出現。因此，如何合理地調整電壓，提高電網的電壓質量和安全執行水平，降低損耗，是擺在我們縣級電力企業面前的一項重要任務。結合電網情況及無功優化的目的和要求，對3種適合縣級電網無功優化的效果進行了理論計算，對無功裝置配置的方案作了**，以此作為實際工作無功補償容量和安裝位置的選擇提供理論依據。
1、工作的目的和意義
近年來，隨著國民經濟的飛速發展和建設社會主義新農村的要求，供電企業的使用者對負荷需求、供電可靠性，以及電壓質量和客戶服務水平等，都提出了更高的要求。經過
一、二期農城電網的改造，我縣電網供電能力和電網結構都有了顯著的提高和加強，但是隨著負荷水平的增長，負荷的峰谷差也越來越大，使得系統的調壓問題變得越來越困難，電壓過高或過低的問題時有出現。因此，如何合理地調整電壓，提高電網的電壓質量和安全執行水平，是擺在我們面前的一項重要任務。
電力系統的無功優化，可以改善電壓質量，降低線路損耗，使電網能安全、穩定、經濟地執行，對保證工農業安全生產、提高產品質量和改善人民生活都具有重大的影響。電壓質量差，既對使用者造成危害，同時也影響電力企業本身。應力求使電力系統執行電壓接近電力裝置的額定電壓，通過合理分配無功來進行電壓排程，從而降低線損，產生顯著的經濟效益和社會效益。
無功優化的目的就是使電力系統在保證電壓質量的條件下，無功補償裝置的布局和配置容量最合理，無功執行的網損最小。電網在進行有功規劃和建設的同時，也要切實搞好無功的電力平衡和無功執行的優化補償。合理的無功補償點的選擇以及補償容量的確定，能夠有效地維持系統的電壓水平，提高系統的電摘要：
壓穩定性，避免大量無功的遠距離傳輸，從而降低有功網損，減少發電費用。而且由於我國配電網長期以來無功缺乏，尤其造成的網損相當大，因此無功功率補償是降損措施中投資少回報高的方案。一般配電網無功補償方式有：
變電站集中補償方式、低壓集中補償方式、桿上無功補償方式和使用者終端分散補償方式。無功優化工作，無論在規劃新系統，還是改造現有系統的無功配置，以及指導現有系統的無功裝置執行上，都具有十分重要的意義。
2、電網無功優化計算內容
無功優化計算能選擇電容器的安裝地點、安裝容量等。
3、改善無功分布的手段及計算。
3.1、35kv變電站集中補償方式
針對輸電網的無功平衡，在變電站進行集中補償，補償裝置包括併聯電容器、同步調相機、靜止補償器等，主要目的是改善輸電網的功率因數、提高終端變電所的電壓和補償主變的無功損耗。這些補償裝置一般連線在變電站的10kv母線上，因此具有管理容易、維護方便等優點，網改後的縣級電網中35kv變電站基本都配置了併聯電容器，對10kv側的無功負荷進行補償，以保證35kv端電壓的合格和110kv變電站35kv出線側的功率因數合格。由於在供電網路中集中無功補償裝置均在35kv變電站10kv側，所以我們對10kv側補償裝置對提高110kv變電站35kv出線功率因數的最終效果進行歸算，以此得到最小的無功補償量。
對縣級電網無功優化計算及執行方案
例：現在我們以35kv含江變電站為例進行無功優化的計算。
1、線路、變壓器引數：
1） 35kv含江變電站為110kv全南變35kv 線路301開關供電，主供線路35kv全長1.59千公尺，導線型號為lgj-95，經過計算得出線路rl=4.3ω,xl=6.
31ω。
2）35kv含江變電站主變為s10000kva,sn=2000kva，uk%=6.78，io%=0.484,△po=5kw,△pk=24kw，un＝38kv（為方便計算，首末端電壓均設為一致作近似計算）。
3）因△qo=io%×sn/100（3－1－1）
△qk=uk%×sn/100（3－1－2）
折算得:△qo＝15.246kvar，（變壓器空載無功損耗）
又因：rt=△pk×un2/sn2×1000；（3－1－3）
xt=uk%×un2/sn×10（3－1－4）
算得rt＝3.09ω，
xt=26.37ω
2、設定35kv含江變電站主變低壓側平均負荷為:
p1=820kw,q1=200kvar,cosφ1=0.909
1)、計算出主變壓器損耗值：
△pt=△po+(p12+q12)/un2×rt（3－1－5）
△qt=△qo+(p12+q12)/un2×xt（3－1－6）
其中：△pt：變壓器有功損耗值；
△qt:變壓器無功損耗值；
i0％：變壓器空載電流百分比；
uk％：短路電壓百分比；
s:通過變壓器實際容量;
sn:變壓器額定容量；
計算出主變損耗為：
△pt＝6.17kw,△qt＝25.27kvar
2）計算線路損耗值：
線路輸送功率為：
pl=△pt+p1
ql=△qt+q1
得：pl=820+6.17=826.17kw,
ql=200+47.23=247.23kvar,
線路損耗為：
△pl=（pl2+ql2）/un2×rl（3－1－7）
△ql=（pl2+ql2）/un2×xl（3－1－8）
得：△pl=1.71kw,
△ql=2.51kvar
3）計算首端輸出功率：
p=pl+△pl
q=ql+△ql
得：p=827.88kw
q=249.74kvar
4)計算110kv變電站35kv出線首端功率因數：
cosφ＝cos[arctg(q/p)]（3－1－9）
得：cosφ＝0.9
5）為將出線功率因數cosφ`達到規定的=0.95，故將應**路補償的無功容量為△q,經計算：
6）根據就地集中補償的原則，補償的△q將安裝在35kv旁海變電站10kv側，補償後負荷情況：
有功負荷不變
p1`＝820kw,
無功負荷為
q1`=q1－△q＝200－106.41＝78.59kvar
補償後的35kv含江變電站功率因數由補償前的0.909提高為
cosφ1`＝0.95
7）由於在35kv變電站低壓側進行補償後線路輸送的功率發生變化，線路變壓器的損耗也同樣發生變化，故首端的輸出功率按（1－3點）重新歸算結果為：
p=627.57kw
q=205.03kvar
其cosφ=0.951≥0.95
結果證明在首端計算補償容量後，在末端進行補償，考慮輸送過程中的功率損耗的減少，得對首端的功率因數提高的效果略大於計畫值。故若在設定得負荷情況下，在35kv旁含江電站中集中補償106kvar以上的
無功補償裝置便可使110kv資溪變35kv312線路達到要求值0.95.
方案分析：
1、這種方案雖然有助於保證使用者的電能質量，但由於不能過度的投切，故在低谷期會出現過補情況，使無功倒送至110kv變電站，使損耗加大。
2、但對這種方案對下端的10kv配電網的降損起到的作用不大。 3、綜合以上計算結果，在10kv配電網中進行分布的補償為較優化的選擇。
3.2、配變低壓集中補償方式
針對低壓無功負荷縣級電網採用另外一種無功補償方式是在無功負荷較重、功率因數較低、電壓波動較大的配電變壓器低壓側進行集中補償，採用微機電壓無功自動控制的低壓併聯電容器櫃，容量在幾十至幾百千乏不等，根據配變負荷波動水平，執行引數的變化選擇投入相應數量的電容器進行跟蹤補償。主要目的是提高公共配變使用者的功率因數，實現無功的就地平衡，對配電網和配電變的降損有一定作用，也有助於保證該配變使用者的電壓水平。
對縣級電網無功優化計算及設定方案
筆者所在的全南縣郊電網100kva及以上配變共有41臺，共分布在16條10kv線路上，根據對配變無功負荷電量的統計分析計算（由於全南縣郊電網沒有安裝配變無功考核表，則採用配變動力電量作為配變的無功電量的估算法），來決定是否安裝無功裝置和需補償的容量。以下為含江鎮公變作為計算的示例：
例：建材巷配變容量為200kva,今年最高月電量為98000kw·h，動力電量為52000kw·h，由於在配變低壓側未安裝無功電表，根據經驗值，故無功電量選用該配變
三相動力電量＋有功電量×20％來進行近似計算，
1)、通過歷史電量計算平均功率
平均有功＝月有功電量/720小時
平均無功＝月無功電量/720小時
得：平均有功＝98000/720=136kw
平均無功＝（52000+98000×20%）/720=99kvar
2）、計算功率因數
cosφ＝cos[arctg(q/p)]
＝cos[arctg(99/136)]
＝0.8
3)計畫提高功率因數須補償值
提高到0.9
△q=33.5kvar
提高到0.95
△q=54.7kvar
經過對補償裝置投資及負荷發展的考慮，選擇功率因數提高到0.95的方案，故安裝20kvar×3。
3.3、10kv線路柱上補償方式
對配電系統來說，除了專用變及容量較大的公共配變之外，還有許多小容量的公用變沒有進行低壓補償，使得補償度受到限制。10千伏線路送出端或配電，大多變壓器均沒有配置補償裝置，致使10千伏送出端功率因數cosφ值很低。其主要原因是眾多的小容量配電變壓器時常在低負荷下執行，眾多配變的空載及漏磁損耗、家用電器的無功耗用迭加起來佔據了10千伏線路送出的大量無功功率，致使cosφ值達不到規定要求，線損也大大增加。
之所以在現有的補償方式中最難以解決的就是小容量、低負載率的公共配變。這些大量存在的公用變壓器沒有進行低壓補償，補償度受到限制。由此造成很大的無功功率缺口需要由變電站或發電廠來填，大量的無功功率沿線傳輸，配電網網損居高難下，即便首端的功率因數合格但無功傳輸距離上長的問題並沒有解決。
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