浅析农村电网的无功补偿

　　摘 要：在农村电网中，提高供电质量，提高用户端的电压和功率因数COSφ，是一个要解决的重要问题。这一问题可以采用低压无功补偿来解决。

　　农十师位于新疆最北部，地跨阿勒泰、塔城两地区，师部驻北屯，辖11个团场，是一个以农业为主、畜牧业和其它产业为副，农十师可耕地保有量为 5.8万公顷，播种面积5.2万公顷。近年来天气干旱，为了有效提高水的利用率，防止土地盐碱化，确保农业丰收，农十师引进和推广了膜下滴灌、加压式滴灌、喷灌等节水灌溉技术。农排专变大量应用，电机的容量也比较大，许多都是十几千瓦甚至几十千瓦，有的离变压器还比较远，以致正常运行时线路损耗大。在春、夏季的浇地时段，负荷很重，其它时间基本无负荷，供电质量极不正常，用户端电压不稳定，甚至使一些低压动力用户无法工作，老百姓颇有怨言。因此，解决好无功补偿问题，对提高农网力率的意义重大。

　　1 低压无功补偿的概念

　　低压无功补偿是指在配电变压器低压400(380)伏网络中安装补偿装置，包括随机补偿、随器补偿、跟踪补偿几种方式。

　　1.1 随机补偿：随机补偿就是将低压电容器经过熔断器与电动机并接，通过控制，保护装置与电动机同时投切。

　　随器补偿：随器补偿是将低压电容器经过熔断器固定接在配电变压器低压侧，以补偿变压器的励磁及漏磁无功损耗。

　　1.2 跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投、切装置作为控制保护装置，将低压电容器组并接在大用户400伏母线上。这种补偿方式，相当于随器补偿的作用。

　　2 农网无功负荷浅析

　　在我们现有10千伏送电系统中，往往是一条线路接有几台或十几台甚至二、三十台容量大小不等的配电变压器。由于用户分散，变压器容量又很小，50千伏安以下的变压器占70%以上，变压器用户均没有配置补偿装置，致使10千伏送出端功率因数COSφ值很低。其主要原因是众多的小容量配电变压器时常在低负荷下运行，众多配变的空载及漏磁损耗、家用电器的无功耗用迭加起来占据了10千伏线路送出的大量无功功率，致使COSφ值达不到规定要求，线损也大大增加。就补偿装置来说，较高压补偿装置而言，低压无功补偿装置具备以下几个优点：一是安装灵活方便，对环境要求不高，配套设备少，维护维修方便，安全要求一般;二是投资少，由于电压等级低，设备在市场上即可购到，投资是同容量高压补偿装置的30%～50%;三是投切灵活，这也是它最大的优点，可以根据线路无功电流的变化，自动投入切除电容，达到无功的平衡。相对于高压补偿装置的投切来说，使用低压自动补偿装置可以达到"无极变速"。 因此，在配电网中，为减少线路损耗达到最佳经济效益，应尽量减少有功功率以外的功率流动。并且无功补偿应以随机就地补偿为主，高压线路中的补偿、变电站补偿为辅。

　　3 对功率因率COSφ值的要求

　　根据水电部《电力系统电压和无功电力技术导则》的规定和农网改造技术要求，电力用户的功率因数应达到下列规定：

　　3.1 高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90以上。

　　3.2 其他100千伏安(千瓦)及以上电力用户和大、中型电力排灌站，功率因数为0.85以上。

　　3.3 趸售和农业用电，功率因数为0.80以上。

　　3.4 经过努力达不到以上规定者应装设必要的补偿装置。原水电部《供用电规则》规定：高压供电的用户必须保证功率因数在0.90以上，其他用户应保持在0.85 以上。

　　4 几种无功补偿方式的优劣比较

　　对于10千伏供电系统，在变电站10千伏母线上装设集中补偿方式的并联电容器组，只能增大变压器与10千伏母线之间及上一级电压等级线路的功率因数，对10千伏母线上首端的功率因数COSφ值不能改变，线路上各配电变压器所提供的无功功率仍需从这里送出，各送出线路上的线损不能降低。所以，对于 10千伏供电系统的无功补偿，最好选择随线路上配电变压器装设低压无功补偿装置，进行分散补偿方式。这种方式易于根据无功负荷需要选择补偿容量，具有“哪里缺在哪里补，缺多少补多少”，都具有把10千伏及其上一级电压等级的线路线损降低一部分的特点，且补偿效果好，经济效益高。

　　在农网10千伏线路上，“T”接变压器一般较多，且变压器“大马拉小车”的现象极为普遍，多数时段接近于空载运行，10千伏线路首端的功率因数 COSφ值一般只有0.5～0.75。配电变压器的供电范围多以连队为单位，一个连队有一、二个动力，在上述情况下宜采用随器和随机补偿方式，即在变压器低压侧按空载电流计算选择并联电容器补偿，按电动机容量计算选择并联电容器补偿容量。补偿电容器采用手动投切方式，可大大降低投资。

　　对于农村排灌站的用电特点，一是“季节性强”，每年用电累计时间为1～3个月。二是“电动机单机容量大”，一般为30～80千伏安。三是由于用电时间短，不重视无功需量，都没有装设补偿装置。另外农村众多的排灌站同时投运，造成系统无功电量不平衡。这些排灌站应根据电机容量计算选择并联电容器随机补偿，促进无功就地平衡。
　　5 补偿装置的接线

　　装置测量点的接线，主要是补偿装置的电容器组和电流的引入点，特别是电流的引入点，在实际接线中往往被忽视。电容器组的引入点，是指电容器组的总进线在被补偿系统中的“T”接点;电流的引入点，是指补偿装置使用的电流互感器在被补偿系统中的安装点。正确的方法是：以负荷的供电电源为参考点，电流互感器的安装点必须在电容器组的总进线“T”接点电源之间，即电流互感器测量的电流必须包含流过电容器组的电流。否则，在电容器分组投、退状态中，无功补偿装置测量显示的有功、无功功率和COSφ值都不会变化，造成无功补偿装置投、退效果无法判断。

　　6 无功补偿的效益评价

　　按国电公司有关规定，功率因数COSφ值达不到标准的应督促装设补偿装置，以降低线损。装设补偿装置，要从长远利益出发，克服当前资金匮乏困难。安装低压无功补偿装置，获益最大的是用户，其次是供电系统。我们对我公司所属农网用户，通过认真分析计算，精心设计，在自愿的基础上，为其加装了低压无功补偿电容器，从而彻底解决了用户电能质量不稳定的难题，取得了良好的社会效益，赢得了用户的好评。

　　参考文献：

　　[1] 浅析农村电网的无功补偿 作者：周斌，邓川江， 期刊 《农村电工》2005年第11期.

　　[2] 农村电网的无功补偿探讨作者：严雪萍，韩庆福，成立，刘星桥，李加元，《农机化研究》J 2007年第08期.