下载文档原格式
配电网 10kV电力线路无功补偿策略2青岛欧赛斯环境与安全技术技术有限责任公司山东青岛266000摘要：通过调查发现，在我国电力系统中，10kV配电网电力线路的网损非常大，占比高达60％，是电力系统无功耗损中的一大半。
因此，通过对10kV配电网进行无功补偿，可以最大限度降低网损，推动电力事业的进一步发展。
因此，文章重点对10kV配电网电力线路无功补偿的作用和原则进行了阐述，并提出了相应的无功补偿策略，以降低配电网的网损。
关键词：10kV配电网；电力；线路；无功补偿；原则；作用1.配电网10kV电力线路无功补偿原理在电力系统电网运行中，变压装置和电动装置是非常重要的设备，他们同属感性负荷，在运行时需要无功功率的辅助，而无功功率来源于其他设备，因此，需要在电网系统中安装电容装置，以有效减少感性负荷的功率，最终实现降损目的，并保证电网系统的供电质量，此过程被称为无功补偿原理。
根据配电变压器的实际情况，若要使电能全部被有效利用，以降低电能损耗和能源的浪费，必须采取有效的措施和技术，安装无功补偿设备，使电力系统安全稳定运行。
但是，若未按要求安装无功补偿设备，或者在安装过程中，不按规定使用相关技术，配电系统会存在质量问题，导致电网系统的电压幅度波动较大，影响电网系统的正常运行，在使用无功补偿电容装置时，需要将各种影响因素考虑在内，结合其自身特点，可以将电容装置归为三角形接法和星形联接两种，在实际应用中，两种电容装置的使用频率都比较高，但二者也有非常大的不同之处；若使用的无功补偿电容装置为星形联接，则在电容装置发生短路问题后，电流则不大于电容装置额定电流的3倍；若使用的无功补偿装置为三角形联接，那么在电容装置发生短路问题后，则电流将超过额定电流的3倍。
在此种情况下，对电流的使用提出了非常高的要求，因此，在实际应用过程中，应谨慎进行选择，并密切注意电容装置的运行情况。
2.配电网10kV电力线路无功补偿的作用及原则2.1提升电压质量有效的无功补偿，可以使配电网10kV电力线路的电压质量得到大幅提升，满足各种人群对电能的各种需求，最大限度提升供电效率。
10Kⅴ无功电容补偿标准有关10kV线路无功补偿系统设计的方法，包括补偿点及补偿容量的确定、补偿位置确定、无功补偿技术要求，以及10kV线路无功补偿实例等，一起来了解下。
10kV线路无功补偿系统设计一、补偿点及补偿容量的确定为求出在满足运行约束条件下的最优无功补偿容量及位置，本文以年支出费用最小为目标函数，以潮流方程约束为等式约束，以负荷电压、补偿容量等运行限量为不等式约束。
年支出费用包括补偿设备的年运行维护费、投资的回收、补偿电容的有功损耗和补偿后10kV网线损而支付的能损费用。
总的有功损耗由两部分组成：(1)因有功电流的流动产生，(2)由无功电流的流动产生。
通过在线路上安装补偿电，能够减小无功电流，从而减小无功电流的流动引起的有功损耗。
对网络中除电源节点外的所有节点实施此算法，按照每个节点补偿最佳容量后降低的有功线损，由大到小排列，即可得候选的补偿节点。
此系统利用遗传算法对得到候选的补偿节点来求解补偿节点及补偿容量，补偿点只能选在节点处。
而这些节点有可能不是最佳补偿点，为此系统提出基于非节点的补偿算法，即利用遗传算法并行寻优的特点，在每个补偿节点的上接和下接支路中，按电线杆的位置，增加相应节点(称为非节点)，以节点与非节点的电气距离作为控制变量集，再利用遗传算法求出最佳补偿位置及补偿容量。
通过算例分析显示在不增加无功补偿设备费用的前提下，这种“非节点”补偿方式能进一步提高电压水平及降低线损。
二、补偿位置确定无功补偿装置安装地点的选择应符合无功就地平衡的原则，尽可能减少主干线上的无功电流为目标。
不同电组最佳装设位置的计算公式如下：Li=(2i/2n+1)L式中，L为线路长度，n为电组数，Li为第i组电的安装位置，i=1……n通过测算，根据实践中经验，一条线一台无功补偿柜一般安装在线路负荷三分之二处。
通过合理配置无功补偿容量，选择电最佳装设地点，能改善电压质量，还能降低线路损耗。
一般来讲，配电线路上电力电安装组数越多，降损效果越明显，但相应地增加了运行维护的工作量，同时也增加了补偿设备的投资成本上升。
浅谈10KV线路无功补偿摘要：现代化进程的加快，带动了电力行业的快速兴起，城市供电基础设施的建设也不断完善。
因而近些年以来，如何有效改善电压质量以提高运行效率一直是供电部门所仔细研究的问题之一。
本文主要从10kv线路无功补偿系统的影响与必要性出发，分析10kv 线路无功补偿的补偿方式以及安装地点的选择，进而对无功补偿的实际节能方案进行理论性探讨。
关键词：10kv线路；无功补偿；补偿方式；安装地点；实际节能方案中图分类号：tm726.4 文献标识码：a 文章编号：1001-828x （2013）06-0-01一、对10kv线路方面无功补偿系统的阐述从通常情况下来讲，所谓10kv线路方面无功补偿系统，主要指的是通过优化原有的管理系统以便供电部门能够随时对全线路无功电压的各种状况进行了解与掌握，继而在分析整体线路的负荷分布以及电压是否合格的基础上，能够促使供电部门有效提高电能数据和检测、计量以及检测整线路数据的准确程度。
另一方面，当前10kv线路方面的无功补偿主要有在变电站10kv母线按主变容量的15%左右集中安装补偿电容器组，在用户配变低压侧分散安装低压补偿电容器柜，在10kv线路若干符合中心处或线路2/3处集中安装10kv线路补偿电容器组等三种补偿方式。
从另一层面上来讲，以上第三种补偿方式较之前两种具有补偿装置集中、减少线路损耗、设备利用率高以及便于管理和维护等多种优点，因而在当前供电企业当中广泛应用。
而无功补偿通过对无功功率进行补偿能够提升电网运行过程中的有功功率比例，亦能够有效降低供电企业的生产成本与经济效率。
往往供电企业在10kv线路方面安装无功补偿装置会对配网损耗以及供电电压产生一定作用与影响，因而降低线路损耗与提高供电速率对于供电企业与城镇居民而言是至关重要的。
所以，在10kv线路方面安装无功补偿装置呈现出了必要性。
二、补偿方式和安装地点的选择（一）补偿方式的选择。
现阶段，我国绝大多数供电企业对于10kv 线路的补偿一般采用柱上安装固定式电容器的方式来进行，并且为了避免过补而一般按照线路的最小补偿量或者采用“三分之二”法则来确定电容器容量的。
10kV变配电所无功补偿容量的合理分布及运用【摘要】从铁路地区变配电所的无功补偿容量在满足地方供电部门的要求下，如何合理地确定高压、低压电容补偿容量，使高压网络因无功电流而造成的有功损耗所增加的运行费用及高、低压补偿电容的基建投资费用两者达到最佳，综合经济效益最大。
【关键词】10kv变配电所无功补偿容量方式中图分类号： tu852文献标识码：a 文章编号：前言：10kv变配电所作为终端变电所，是供配电系统中的一个重要环节，其设计质量的优劣对终端用户用电质量及其投资影响极大。
10kv变配电系统的设计量大面广，技术上看似不复杂，实际上对电气设计人员有相当高的要求。
另外随着电力工业的发展,冲击性负荷和非线性负荷的大量增加,造成电网的电压波动、闪变,功率因数低下日趋严重,10kv配电网供电质量及可靠性关系到社会民生及经济发展，如何加强对10kv配电网的建设及管理，加强对10kv 配电网无功补偿方面的应用研究，通过提高配电网的整体无功补偿的应用水平作为提升lokv配电网供电质量及可靠性的有效手段。
一、10 kv 变配电所主要电气设备选择电气设备选择的原则：10kv变配电所是电力供配电系统重要组成部分，它是指将一路或两路10kv电源分配成多路高压线路送至沿线各铁路远动箱变，再供给其他用电设备, 同时它也含10/0.4kv 变电部分。
电气设备选择是变配电所设计的一个重要环节, 应便于安装维修, 满足在当地环境下正常运行、短路和过电压状态等要求，满足10 kv及以下变电所设计规范( jb50053- 94)以及10 kv 高压配电装置设计规范( gb50059- 92) 等规范的要求，并遵循以下几项原则：按正常工作条件选择额定电压和额定电流。
按短路情况来校验电器设备的动稳定和热稳定，按装置地点的三相短路容量来校验高压断路器的遮断容量。
电器设备的选择：高压断路器选择，在引进、消化并吸收的基础上,真空断路器所用材料及整机制造技术或产品技术性能均已过关，技术指标已接近或达到世界先进水平。
电动机无功补偿容量的选择及注意事项浙江省宁海县供电局高补林采用低压静电电容器，在对感应电动机进行无功补偿时．准确、合理地选择补偿容量，可以最大限度地减少系统中流过的无功功率，降低电能的损耗，提高电压质量。
目前，我们对城关公用低压线路上的感应电动机，普遍推行无功就地补偿，以减少公用线路日益上升的线损，我局已作为技改措施计划落实。
1 容量选择1．l 单台三相电动机补偿容量，应把电动机空载时的功率因数补偿至1为原则、若以满载时耗用的无功功率作为补偿依据，空载时必为过补偿。
因此，补偿容量按下式计算：（1）式中U——电动机的额定电压kVI0——电动机的空载电流 AQ——无功补偿容量kvar1．2 补偿容量的校正。
当电网的实际运行电压低于电容器的额定电压，则电容器输出容量达不到额定值，应按下式进行校正。
校正后为实际应补偿的容量：Q′=K2Q （2）式中U eB——电容器的额定电压U L——电网的代表日均方根电压值1．3 对电动机组的补偿，应根据其行业的特点，确定需要系数及同期率，然后由（1）、（2）式求得补偿容量。
2 运行时注意事项2．l 正常巡视电容器的运行情况，如发现有外壳鼓涨、漏油、绝缘放电及温升过高等情况．应及时处理，以防止事故扩大。
2．2在实际运行中，尤其是用电低谷，网络的电压将大大上升，当电网电压超过电容的额定电压的10％时，或电容器电流超过额定电流的1．3倍时，电容器应退出运行。
2.3补偿电容器一定要装设放电装置，放电装置按附图接线，运行时，K1闭合。
放电时，K2闭合。
放电回路不得装设熔丝。
2．4 低压电容器的保护可采用刀闸开关与低压熔断器或空气开关相配合的办法。
10KV线路变压器及电动机无功补偿1．怎样进行无功补偿应采取就地平衡的原则，使电网任一时刻无功总出力（含无功补偿）与无功总负荷（含无功总损耗）保持平衡。
某供电局已实现了变电所的集中补偿，本文不再涉及，仅就10KV线路，配变与电动机的补偿加以讨论。
目录摘要............................. .. (I)Abstract ..................... (II)1绪论 ........................ .. (1)1.1本文研究的背景与意义 (1)1.2我国配电网无功功率的现状及国内外研究现状 11.2.1我国配电网无功功率的现状 (1)122配电网无功优化补偿的发展 (2)1.3本文主要研究工作 (3)2无功补偿和无功优化 (4)2.1无功补偿 (4)2.1.1无功补偿的基本概念 (4)2.1.2无功补偿的基本原理 (4)2.2无功功率 (6)2.2.1正弦电路中的功率 (6)2.2.2功率因数 (8)2.3无功优化概述 (9)2.3.1配电网无功补偿问题的提出 (9)2.3.2无功补偿的电路和向量图 (9)112.4无功优化补偿的原则和类型 (10)2.4.1无功优化和补偿的原则 (10)2.5电网无功优化，提高功率因数的意义 (11)2.5.1、加装无功补偿设备，改善电压质量..112.5.2、加装无功补偿设备，提高输配电线路供电能力2.5.3、加装无功补偿设备，提高变压器的带负荷能力11 3 10KV电网的无功补偿前、后分析比较 (12)3.110kV线路的降损与无功补偿 (12)3.1.1无功补偿前的线路损耗分析 (12)3.1.2线路补偿后分析： (13)3.1.3线路无功补偿后的损耗降低率% : (14)3.2实际线路无功补偿量及其安装位置的确定.154确定无功补偿容量的一般方法和手段 (16)4.110kV线路补偿方案简介 (16)4.1.1就地无功补偿方案 ........................................... .164.1.2分散补偿方案...................................................... 仃4.1.3集中补偿方案...................................................... 仃4.1.4跟踪补偿方案...................................................... 仃11 4.2几种补偿方案的理论比较分析 (18)4.3几种补偿方式的经济技术比较 (19)4.3.1几种补偿方式的投入比较： (19)4.3.2几种补偿方式的经济技术比较： (20)4.3.3几种无功补偿方式的总结： (21)4.4无功补偿的主要手段 (22)4.4.2. 并联电容器........................................................ 2. 24.4.3静止无功补偿器SVC (22)5基于经典法的无功优化算法 (23)5.1确定最佳位置和最佳容量定理 (23)5.1.1确定最佳位置定理 (23)5.1.2确定最佳补偿容量定理 (24)5.2按网损和年运行费最小确定补偿容量 (24)5.2.1按网损最小确定补偿容量: (24)5.2.2按年运行费最小原则确定补偿容量：. 255.3无功容量的合理分配 (26)5.3.1确定无功容量的分配原则 (26)5.3.2目标函数和约束条件 (26)5.3.3目标函数的转化 (27)5.4无功负荷均匀分布时补偿容量和补偿位置的确定285.4.1单点补偿........................................................... 2. 85.4.2两点补偿........................................................... 2. 95.5负荷沿线递增分布时补偿容量和位置的确定315.5.1单点补偿........................................................... 3. 15.6无功负荷沿线递减分布时补偿容量和补偿位置的确定34 6配电线路上的各阶段的无功补偿. (37)6.1配电线路上的无功补偿 (37)6.2用户的无功补偿 (38)6.2.1放射式开式网的最佳无功补偿 (39)6.2.2干线式和链式开式网的最佳无功补偿396.3配电网无功优化控制对电压的影响 (40)6.3.1无功功率与电压的关系 (40)6.3.2电压水平与无功平衡的关系 (41)6.3.3配电网无功优化控制对电压的影响 (41)6.4 配电网无功优化控制对有功损耗的影响 (43)6.4.1无功功率与有功损耗的关系 (43)6.4.2功率因数与有功损耗的关系 (43)6.4.3配电网无功优化控制对有功损耗的影响447 配电网无功补偿遇到的问题 (46)7.1 优化的问题 (46)7.2 谐波的问题 (46)7.3 无功功率倒送的问题.. 46致谢 (47)参考文献 (48)附录A (49)附录B (52)10kV线路的无功优化补偿参数设计摘要配电网线损是电网损耗的主要组成部分。
10kv配电线路无功补偿的选择
发表时间：2017-11-03T14:56:15.177Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：阴发明
[导读] 摘要：根据近年来统计，10kV配电网的网损占60%左右,是整个电力系统无功损耗比重很大的。
黑龙江新华电气工程有限公司黑龙江省哈尔滨市 150000
摘要：根据近年来统计，10kV配电网的网损占60%左右,是整个电力系统无功损耗比重很大的。
因此，在10kV配电网中进行无功补偿，对降低网损有重大的意义。
为此，本文分析10kV 配电线路无功补偿的作用及方法，确定了配电网无功补偿优化及降低损耗的最佳方法。
关键词：10kV配电线路；无功补偿；分析
随着科技的发展，社会用电量呈现逐渐升高的趋势，因此，目前电力系统电网覆盖范围广、输电线路长、输送点多，在一定程度上导致了电力系统运行过程中存在较高的线损率。
特别是农村用电量需求急速增长，电力系统运行过程中损耗量极其庞大。
对无功补偿在10kV 配电线路中的应用进行分析极具现实意义。
1.无功补偿的作用
1.1改善电能质量
电压合格率是电网正常运行的重要指标之一。
电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。
电力系统向用户供电电压，是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的，当线路输送一定数量的有功功率和始端电压不变时，如输送的无功功率越多，线路的电压损失就越大，也就是说送至用户端的电压就越低。
当用户功率因数提高以后，向电力系统吸取的无功功率就要减少，因此，电压损失也相应减少，从而改善了用户的电压。
合理安装补偿设备可以改善电压质量。
1.2降低电能损耗
在负荷功率p保持不变的条件下提高功率因数，意味着减小了负荷的无功功率Q，因而可以减少发电机送出的无功功率和通过线路及变压器的无功功率，所以也将降低线路和变压器中的有功功率损耗和电能损耗。
2.无功补偿在10kV配电线路中的配设
2.1 补偿方式的选择
针对农村10kV配电线路进行无功补偿时，往往采用并联电容器的方式进行无功功率补偿，属于一种分散补偿的方式。
采用并联电容器这种分散补偿的方式往往比集中补偿效果更好，它可以有效的将电力系统功率因数控制在0.9以上，从而保障高质量供电电压的输送以及输送过程中科学性的降低能耗损失。
2.2 补偿位置的确定
对10kV配电线路中无功补偿的位置进行确定时，要时刻谨记无功就地平衡原则，也只有在遵循无功就地平衡原则基础上进行无功补偿位置的确定，才能起到真正降低电力系统主干线路上电能损耗的作用。
因此，无功补偿的位置最适宜在无功功率最大的地方设置，以及多个支路无功功率交汇的点上设置。
当线路中无较大无功功率工作点、无支路无功功率交汇点以及极其大的无功功率点时，无功补偿位置的设定要在综合线路长度、无功功率大小之下才能进行确定。
10kV配电线路在实际运行中，往往会存在较多的无功功率工作点，其对应的无功补偿位置则需要设定在距离线路开始端2/3的地方。
2.3 补偿容量的设定
就无功补偿容量的设定而言，最大程度降低线路电能损耗是唯一的准则与要求。
10kV配电线路电力系统无功补偿采用并联电容器的形式进行，因此10kV配电线路中无功补偿容量的设定就是电容器电容电容的设定。
3.配电系统无功补偿方式
目前国内配电系统无功补偿方式主要有：
1）集中补偿，通常指装设于地区变电所或高压供电用户降压变电所母线上的高压电容器组。
其优点是易于自动投切，利用率高，维护方便，事故少，能减少配电网、用户变压器及专供线路上的无功负荷和电能损耗。
这种补偿方式己经被大量使用。
2）就地补偿是指电容器直接装于用电设备附近，与电动机的供电回路相并联，常用于低压网络。
它使用可控硅或者机械开关作为投切开关，通过就地电压传感器控制而自动地投切电容器，在其连接点通过改变流入或者吸收系统的无功电流来改变系统的电压。
3）分散补偿是将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端变配电所高压或低压母线上，用来补偿无功功率，校正功率因数常见有以下几种方式：高压电容器分组安装于城乡电网10kV，6kV 配电线路的杆架上；低压电容器安装于公用配电变压器的低压侧。
这种补偿方式在变压器低压侧的输电线路中，分散进行电容器固定容量的补偿，克服了集中固定补偿中容量较大时的涌流过大等问题，并能有效的增大配电线网的供电能力，节电效果较好。
4）跟踪补偿是通过将低压电容器组安装在用户10kV 母线上，使用自动投切方式跟踪无功负荷的变化，常用于大型电动机和电焊机等功率因数很低的设备，通过控制、保护装置与电动机同时投切。
对于大型电动机等设备有很好的经济效益。
比较以上几种方法可以知道：集中补偿方法在变电站出线侧已经可以根据当地的年度负荷水平来确定的，是必不可少的补偿方法；跟踪补偿、就地补偿在降低线损方面效果较好，但是使用的自动无功补偿设备价格较为昂贵，维护费用高；在10kV 配电线路上进行的分散补偿，具有投资小、回收快、补偿效率较高、便于管理和维护等优点；因此，在做好集中补偿的基础上，应将就地补偿、跟踪补偿及分散补偿结合使用。
如果资金不多，可以着重考虑分散补偿；资金充裕，电网巡视方便可以以就地补偿及跟踪补偿为主。
4.配电线路无功补偿的设计原则及注意事项
4.1要做好配电线路无功补偿工程设计和运行管理
应首先准确解读相关技术标准与规定。
根据配电线路无功补偿相关技术标准，可以归纳出以下设计规则：
（1）遵照无功电力分层分区就地平衡原则，在10kV或6kV配电线路上宜配置高压并联电容器装置，或者在配电变压器低压侧配置低压并联电容器装置。
（2）并联电容器装置的容量不宜过大，一般约为线路配电变压器总容量的30%～40%。
（3）配电线路上装设的并联电容器，在线路最小负荷时不应向变电所倒送无功，如配置容量过大，则必需装设自动投切装置。
4.2无功补偿应注意事项
（1）线路分散补偿电容器组容量在150kvar及以下时，可采用跌落式熔断器作控制和保护，其熔断器的额定电流按电容器组额定电流的1.43～1.55倍选取；150kvar以上时应采用柱上断路器或负荷开关自动控制。
（2）为防止线路非全相运行时，有可能发生铁磁谐振引起过电压和过电流，损坏电容器和变压器，线路分散补偿电容器组不应与配电变压器同台架设并使用同一组跌落式熔断器。
（3）补偿电容器组中性点不应直接接地，避免电容器某相贯穿性击穿引起线路相间短路。
（4）在无功补偿的电容器回路上，宜装设适当参数的串联电抗器或阻尼式限流器，避免电容器容抗与系统感抗相匹配构成谐振，起到抑制高次谐波电流的作用。
（5）无功补偿装置应装设氧化锌避雷器过电压保护装置。
（6）无功补偿装置应采用自动投切装置，防止过补偿和电压升高损坏电容器及其他设备。
（7）配电变压器随器补偿采用杆架式安装，其补偿装置箱底部离地面不小于1.2m。
5.总结
综上所述，科学合理地应用10kV 配电线路无功补偿装置，能有效降低配网线损，提高电网安全和经济性。
无功补偿装置在 10kV 配电线路的应用，应从10kV 配电线路的结构出发，结合电力输送、损耗等特点，科学、合理地安装无功补偿装置，实现无功就地平衡，最大限度地降低供电损耗，提高电能质量。
做好10kV 配电线路无功补偿应用技术分析，为电网安全、经济、可靠运行提供技术保障。
参考文献
[1]龙田广.浅谈10kV配电线路的无功补偿[J].中国高新技术企业，2016，24.(8):155-157.
[2]陈勇华.10kV配电线路无功补偿技术[J].湖南农机，2016,17(1):32-33.。
