农村配电网无功分散补偿方案探讨

1、农村配电网无功分散补偿方案探讨农村配电网无功分散补偿方案探讨摘要：农村配电网无功分散补偿方案探讨.1 配电线路进行无功补偿的效果;2配电线路无功补偿的做法及分配方案;3 配电线路上装设电容器后的效果实例.关键词：配电线路 无功补偿 1 1 配电线路进行无功补偿的效果配电线路进行无功补偿的效果(1)减少线路的有功损失：当电流通过线路时，其有功功率损耗为：P=3I2R10-3或P=3(P/Ucos)2R10-3式中P-线路的有功功率损耗 kWI-线路通过的电流 AR-线路每相电阻P-线路输送的有功功 kWQ-线路输送的无功功率 kvarcos-线路负荷的功率因数；由上式可知，有功功率损失和功率因数

2、的平方成反比。提高功率因数可以大量降低线损。当功率因数由 0.6 提高到 0.8 时，铜损下降将近一半。(2)改善用户电压质量：线路电压损失的公式为：U=(PR QX)/U10-3式中U-线路电压损失 kVU-线路电压 kVP-线路有功负荷 kWQ-线路无功负荷 kvarX-线路感抗R-线路电阻由上式可以看出，提高系统功率因数，减少线路输送的无功负荷，则电压损失莫玌将下降。(3)减小系统元件的容量，提高电网的输送能力：视在功率 S=P/cos，由此可以看出，提高功率因数在输送同样的有功功率情况下，设备安装容量可以减少，节约了投资。如设备安装容量不变则可增大有功功率输送量。安装电容器提高输送有功

3、功率所得的效益，可按下式确定：P/Q=(cos2-cos1)/cos2(tg1-tg2)式中P-有功功率的增加量Q-达到P 所需要的无功功率cos1、cos2-补偿前、后的功率因数如果 cos由 0.8 提高到 0.95，每 kvar 电容器节约配电线路上的变压器及其它设备安装容量约为 0.38kVA。而网络上每 kVA 安装容量的造价为每 kvar 电容器价格的几十倍以上。2 2 配电线路无功补偿的做法及分配方案配电线路无功补偿的做法及分配方案(1)无功补偿的做法：将低压自愈式电容器装设在配电变压器低压出口处，随变压器同时投切，直接补偿变压器本身消耗的无功及补偿部分感性负载所需的无功。(2)

4、分配方案：补偿容量的选择：补偿容量由电力负荷及补偿前和要求补偿提高后的功率因数值决定。计算公式如下：Qbch=Ppj(tg1-tg2)或 Qbch=Ppj(1-tg2/tg1)式中 Qbch-所需的补偿容量 kvarPpj-最大负荷月的平均有功负荷 kWQpj-最大负荷月的平均无功负荷 kvartg1-补偿前的功率因数 cos1的正切值tg2-补偿后要求达到的功数因数 cos2的正切值另外，我们必须注意 cos2值的确定必须适当。当功率因数由 0.95 提高到 1 时所需的补偿容量增加得很多，得不偿失。因此将功率因数提高到 1 是不合理的。配电线路各支线电容器的合理分配：辐射状的配电网络中，设

5、 Q1、Q2、Q3Qn为补偿前各条支线的平均无功负荷；Qbc1、Qbc2Qbcn为各条支线上要安装电容器的无功功率；R1、R2、R3Rn为各条支线的计算电组(其数值为每一支线的电阻值乘以系数而得，一般取0.55)。装设电容器的所有各条线路的等值电阻 Rd 为：Rd=1/(1/R11/R21/R3 1/Rn)计算结果表明，符合下式的条件时，电容器的无功补偿效果最好，即：(Q1-Qbc1)R1=(Q2-Qbc2)R2=(Q-Qbc)Rd因此，安装于各条支线上电容器无功功率的最合理分配为：Qbc1=Q1-(Q-Qbc)Rd/R1Qbcn=Qn-(Q-Qbc)Rd/Rn式中 Q-整条线路补偿前的无功负

6、荷Qbc-整条线路补偿后的无功负荷另外，配电网中电容器的合理分配，还可以用作图法求得。以各条线路的QnRn为纵坐标、Qn为横坐标以相同比例画出直角三角形，如图 1(a)、(b)、(c)所示；然后绘出一条综合折线，其横坐标在给定的纵坐标下，应等于各分量的横坐标之和，如图 1(d)所示。如果在这一横坐标上绘出 Qbc值，并做一直线与折线相交于 D 点，通过 D 点，做平行于横坐标的直线，于各直角三角形的斜边相交于 A、B、C 各点，则 A、B、C 各点的横坐标分别为 Qbc1、Qbc2、Qbc3的合理分配数值。图 1 配电网中电容器合理分配图(a)图为以 Q1R1为纵坐标，Q1为横坐标的直角三角形

7、；(b)图为以 Q2R2为纵坐标，Q2为横坐标的直角三角形；(c)图为以 Q3R3为纵坐标，Q3为横坐标的直角三角形；(d)图为在给定纵坐标下，以(a)、(b)、(c)图中各横坐标之和为横坐标的综合折线。3 3 配电线路上装设电容器后的效果实例配电线路上装设电容器后的效果实例以怀柔供电局黄坎农田线路为例，该线路总长 76.264km(线号为 LGJ-70 导线 17.30km，LGJ-50 导线 3.538km，LGJ-25 导线 22.432km)，配电变压器 105台合计 7100kVA(各厂矿专用变压器没有统计在内)有两个乡用电。1996 年 4 月份该线路的有功电量为 45.41 万

8、kWh，无功电量为 74.44 万 kvarh。功率因数为：cos=45.41/45.41274.442=0.61配电变压器无功消耗计算值：Qtr=71000.08720=40.896 万 kvarh由此看出配电变压器的无功损耗占该线路总无功电量的 55%。线路传输的无功电量理论值为：Qx1=22.305 万 kvarh，占该线路总无功电量的 29.6%，剩下的 11.239 万 kvarh(15.4%)是其它感性无功损失。由此说明配电变压器的固定无功损耗所占比重大，是整个配电网功率因数偏低的主要原因。1996 年 6 月份根据理论计算在黄坎农田线路分散装设了 800kvar 低压自愈式电容器

9、后，通过实测，该线路功率因数从 0.61 提高到 0.90 左右，用户电压提高了 1015V，线损率由补偿前的 21%下降到 14%左右。由此可见，分散装设电容器效果显著。低压无功就地补偿总体效益的初步分析：(1)农村用电的特点是分散性和季节性，功率因数和负载率都很低，无功损耗十分严重。对此，采用低压无功就地补偿，把补偿范围延伸到低压侧的做法，从整体节能来考虑是比较彻底的，其经济效果显著。(2)采用低压电容器就地补偿无功，减少了无功功率传输过程中的有功及无功损耗，提高了有功输送能力。(3)和集中补偿比较：从理论计算和实际效果看，在减少配电线路线损、降低电压损失，增加设备出力方面都优于集中补偿。从运行及投资方面看，分散补偿的电容器利用率低，但使用灵活、设备简单，不需要维护。通过几年时间的运行，国产低压电容器运行状况是良好的。由于分散方式减少了传输无功损耗