試論10kV配電網無功功率平衡及優(yōu)化補償

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1無功功率平衡

在電力系統(tǒng)中，無功功率同有功功率一樣必須保持平衡，負載所需要的感性無功功率jQL由電網中無功電源發(fā)出的容性無功功率-jQc來提供補償。無功功率平衡應根據就地平衡的原則進行就地補償，避免大量的無功功率作遠距離傳輸。無功補償應根據分級就地平衡和便于調整電壓的原則進行配置。集中補償與分散補償相結合，以分散補償為主;高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主;調壓與降損相結合，以降損為主;并且與配電網建設改造工程同步規(guī)劃、設計、施工、同步投運。

2無功對電壓和線損的影響

2.1無功對電壓的影響

(1)無功與電壓損耗的關系

當電網傳輸功率時，電流將在線路、變壓器阻抗上產生電壓損耗△〖WTBX〗U。其關系式如下：

△U=(PR+QX)/UN (1)

當線路安裝無功補償容量為Q c的并聯(lián)電容器補償裝置后，線路電壓損耗為

△U′=〔PR+(Q-QC)X〕/UN (2)

并聯(lián)電容器補償裝置投入運行所引起的靜態(tài)電壓升高，即

△U-△U′=QCX/UN (3)

式中△U-電壓損耗，V

P-線路傳輸的有功功率kW

Q-線路傳輸的無功功率kvar

QC-補償投入的電容器容量kvar

UN-線路額定電壓kV

R、X為線路電阻、電抗ΩZK)

從上式中可見，無功功率的變化，將引起電壓降的變動，由于安裝并聯(lián)電容器，就地平衡無功功率，限制無功功率在電網中傳輸，相應地減少了線路的電壓損耗，提高了配電網的電壓質量。

(2)電壓調整

10kV配電線路存在電壓過低或偏高問題，其原因除了電網結構不合理和導線過細外，主要是無功功率不足或過剩。系統(tǒng)的無功功率對電壓影響極大，無功功率不足，將引起電網電壓下降，而無功過剩將引起電網電壓偏高。無功功率平衡是維持及保證電網電壓質量的基礎，必須采取有效的調壓措施，以提高電壓水平。合理調整變壓器分接頭，是提高電網電壓水平的一種調壓手段。

2.2無功對線損的影響

在電網運行中，因大量非線性負載的投運，它們除要消耗有功功率外，還要消耗一定的無功功率，負荷電流通過線路、變壓器將會產生功率與電能損耗。由電能損耗公式可知，當線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時，線損與負荷功率因數的平方成反比。功率因數越低，電網所需無功就越多，線損就越大。當cosφ=0.7時，無功功率和有功功率在電網中產生的電能損耗基本相當，即此時電網中線路和變壓器的損耗有一半是由無功功率引起的。提高功率因數，可使線損率降低。綜上所述，無功功率分級補償就地平衡，提高負荷的功率因數，可減少電網中無功功率的傳輸，從而降低電網的電壓損耗和電能損耗。