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摘要：無功補償對電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行具有重要作用。配電網(wǎng)規(guī)模巨大，負荷情況復雜，使用環(huán)境條件差，合理選擇無功補償方案和補償技術意義重大，補償工程也有很多問題值得認真分析和思考。本文重點分析、比較了配電網(wǎng)常用無功補償方案的特點，并結合無功補償產(chǎn)品開發(fā)和無功補償工程建設的實踐，提出了無功補償工程應注意問題和建議。
關鍵詞：配電網(wǎng)無功補償補償方案無功優(yōu)化
1引言
由于無功補償對電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行具有重要作用，因此無功補償是電力部門和用戶共同關注的問題。合理選擇無功補償方案和補償容量，能有效提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，保證電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，提高發(fā)輸電設備的利用率，降低有功網(wǎng)損和減少發(fā)電費用。
我國配電網(wǎng)的規(guī)模巨大，因此配電網(wǎng)無功補償對降損節(jié)能，改善電壓質(zhì)量意義重大。本文結合當前人們關注的電網(wǎng)無功補償問題，重點分析、比較了配電網(wǎng)常用無功補償方案特點，并通過對無功補償應用技術的分析，提出了配電網(wǎng)無功補償工程應注意問題和相關建議。
2配電網(wǎng)無功補償方案比較
配電網(wǎng)無功補償方案有變電站集中補償、配電變低壓補償、配電線路固定補償和用電設備分散補償。四種方案示意圖見圖1所示。
2.1變電站集中補償
變電站集中補償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機、靜止補償器等，主要目的是平衡輸電網(wǎng)的無功功率，改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)終端變電所的母線電壓，補償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。這些補償裝置一般集中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護方便等優(yōu)點，但這種補償方案對10kV配電網(wǎng)的降損不起作用。
圖1配電網(wǎng)常見無功補償方式示意圖
為實現(xiàn)變電站的電壓/無功綜合控制，通常采用并聯(lián)電容器組和有載調(diào)壓抽頭協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)控制算法國內(nèi)學者進行過大量研究，九區(qū)圖法是一種常用的有效方法[1]。但大量的實際應用表明，投切過于頻繁會影響電容器開關和分接頭的使用壽命，增大運行維護工作量，通常在實際中要限制抽頭調(diào)節(jié)和電容器組操作次數(shù)。采用電力電子開關控制成本比較高、開關自身功率損耗也很大，因此變電站高壓電壓/無功控制技術仍有待進一步改善和研究。
鑒于變電站無功補償對提高高壓電網(wǎng)功率因數(shù)，維持變電所母線電壓和平衡系統(tǒng)無功有重要作用，因此應根據(jù)負荷的增長安排、設計好變電站的無功補償容量，運行中在保證電壓合格和無功補償效果最好的情況下，盡可能使電容器組投切開關的操作次數(shù)為最少。
低壓補償裝置的可靠性在開關和電容器，電容器壽命與工作條件有關，因此裝置的投切開關是關鍵。大量工程實踐表明，戶外配變無功補償因工作條件差，晶閘管或接觸器補償裝置難滿足可靠性要求[2]，機電一體開關是最佳選擇。
2）產(chǎn)品類型和功能選擇問題
對配電臺變的補償控制，有多種類型和不同功能的產(chǎn)品可供選擇。城網(wǎng)臺變多以無功補償為主，很多要求有綜合監(jiān)測功能。農(nóng)網(wǎng)不同場合要求不同，可考慮配電+補償、補償+計量，特殊用戶可用配電+補償+計量或補償+綜測。
對監(jiān)控功能的要求高，必然成本高、投資大。建議根據(jù)實際需要和使用場合，合理選擇功能適用、價位合理的產(chǎn)品。實際工程上，不應出現(xiàn)一個變臺安裝有多個箱子的情況。
3）控制量選取和控制方式問題
很多專變補償裝置根據(jù)電壓控制電容器補償無功量，這種方式有助于保證用戶的電壓質(zhì)量，但對電力系統(tǒng)無功補償不可齲前面圖1線路的電壓分析表明，電網(wǎng)的電壓水平是由系統(tǒng)情況決定的。若只按電壓高或低控制，無功補償量可能與實際需求相差很大，容易出現(xiàn)無功過補償或欠補償。從電網(wǎng)降低網(wǎng)損角度，取無功功率為控制量是最佳控制方式。
4）補償效果和補償容量問題
前面實例分析表明，配變低壓補償無功可提高配變功率因數(shù)，降低配變損耗，但只節(jié)點6配變裝補償，對10kV線路降損作用很校因此，某條線路配變安裝補償數(shù)量少或補償容量不足，影響全網(wǎng)（線路）降損和電壓改善效果。
前面計算方法確定補償容量，對實際工程難以實現(xiàn)。配電網(wǎng)日負荷變化大，負荷性質(zhì)不同，補償容量要求也不同。大量工程實踐表明，對動態(tài)補償在配變?nèi)萘?0%--30%內(nèi)。同時，對個別情況可能需要進行特殊處理。
5）無功倒送和三相不平衡問題
無功倒送會增加線路和變壓器的損耗，加重線路供電負擔。為防止三相不平衡系統(tǒng)的無功倒送，應要求控制器檢測、計算三相無功投切控制。固定補償部分容量過大，容易出現(xiàn)無功倒送。一般動態(tài)補償能有效避免無功倒送。
系統(tǒng)三相不平衡同樣會增大線路和變壓器損耗。對三相不平衡較大的負荷，比如機關、學校等單相負荷多的用戶，應考慮采用分相無功補償裝置。并不是所有廠家的控制器都具有分相控制功能，這是工程中必須考慮的問題。
6）諧波影響和電容器保護問題
諧波影響會使電容器過早損壞或造成控制失靈，諧波放大會使干擾更加嚴重。工程中應掌握用戶負荷性質(zhì)，必要時應對補償系統(tǒng)的諧波進行測試，存在諧波但不超標可選抗諧波無功補償裝置，而諧波超標則應治理諧波。
電容器耐壓標準為1.1UN，補償控制器過壓保護一般取1.2UN，超過必須跳閘，如圖1線路首端節(jié)點配變的補償裝置可能發(fā)生跳閘。實際工程中，對電壓較高電網(wǎng)的裝置應予以關注。
總之，由于配電網(wǎng)負荷、場合的復雜性，雖然裝置容量孝電壓低，卻有很多值得認真分析和思考的問題。特別是臺變補償在戶外，使用環(huán)境差，工程上應給予足夠的重視。
6結語
電網(wǎng)無功補償是一項建設性的技術措施，對電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行有重要作用。由于篇幅限制，本文重點對配電網(wǎng)的無功補償技術進行了分析、探討。分析計算結果和大量工程實踐表明，雖然配變無功補償容量孝電壓低，但工程中卻有很多技術問題值得認真分析和思考；而無功補償工程是供電企業(yè)和產(chǎn)品廠家雙方的事情，都應充分重視解決工程中的問題。
7參考文獻
[1]趙登福，司哲，楊靖等，新型變電站電壓無功綜合控制裝置的研制[J]，電網(wǎng)技術，2000；24（6）：14～17 </IMGSTYLE="WIDTH:491PX;HEIGHT:256PX"HEIGHT=256SRC=">
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