10KV配电网电能质量分析及改善措施研究
2016-12-18张大海朱珍珍
张大海 朱珍珍
大丰市上海农场生活服务有限公司 江苏省 盐城市 224100
10KV配电网电能质量分析及改善措施研究
张大海 朱珍珍
大丰市上海农场生活服务有限公司 江苏省 盐城市 224100
第二作者：朱珍珍，1990年生，女，汉，江苏，江苏大丰，大丰市上海农场生活服务有限公司，助理工程师，学士学位。
电能质量已经逐渐成为全世界共同关注的重要问题，电能质量关系着电网的安全经济运行，本文分析了无功对线损和电压的影响，采取配电变压器随器补偿以及配电线路分散补偿相结合的方式，提出对10KV配电网的电能质量改善措施。
10KV配电网；电能质量；电网；无功补偿
1 引言
电压质量是电力能源的一项重要指标，随着国民经济的迅猛发展和人民生活水平的提高,广大用户对供电电压质量要求越来越高。电能质量的研究内容主要包括电压偏差、频率偏差、电压波动与闪变、三相电压不平衡等，下面主要对10KV配电网电能质量进行分析研究。
2 影响10kV配电配电网电能质量因素
10kV配电网络主要存在着供电质量差、功率因数低以及线损大等弊端。尤其是农村的10kV配电网，由于它的电网结构不合理、配电变压器负载率低、负荷的季节性强等问题，因此造成了网络功率因数频繁的变化，电网的线损率一直很高。10kV配电线路普遍都存在着电压偏高或者过低的问题，出现这些问题的原因是多方面的，除了导线过细和电网结构不合理以外，主要还是无功功率过剩或是不足。
3 10KV配电网电能质量改善措施
在电力系统中，配电系统的电压受到无功功率的影响极大，无功功率不足的时候，会导致电网电压降低，而无功过剩的时候，又会使得电网电压偏高。因此保证以及维持电网电压质量的基础就是无功功率平衡。无功补偿应该依据便于调整电压和分级就地平衡的原则来进行配置。降损和调压互相结合，以降损为主；分散补偿和集中补偿互相结合，以分散补偿为主，从而能提高10KV配电网电能质量。
3.1 并联电容器，就地平衡无功功率
提高配电网的功率因数，降低线损，改善电压质量，最有效的手段是在受电端加装并联电容器补偿装置，再按照电压和功率因数的情况，自动的投切电容器组，控制无功潮流就地平衡。
当电网传输功率的时候，电流将在变压器阻抗 ⊿、线路上产生电压损耗 U。它的关系式表示如下：
当线路安装并联电容器补偿装置（无功补偿容量为 QC ）后，其线路的电压损耗由下式表示：
并联电容器补偿装置投入运行所引起的静态电压升高，即
上面的式子中 ： U---电压损耗，V
QC---补偿投入的电容器容量，kvar
P---线路传输的有功功率，kW
R、X为线路电阻、电抗，Ω
UN---线路额定电压，kV
Q---线路传输的无功功率，kvar
从上式中不难看出，电压降随着无功功率的变化而发生变动，由于安装并联电容器，就地平衡无功功率，抑制了无功功率在电网中的传输，相应地减少了线路的电压损耗，可以有有效提升配电网的电压质量。
3.2 无功分区分压就地平衡
要保持整个系统的电压水平，就需要有足够的无功补偿容量，实行无功分区分压就地平衡，同时还需要有足够的无功调节能力，在允许的电压偏差范围内，使用补偿和调压电容器相结合的方法，实现低谷负荷时较低电压运行和高峰负荷时较高电压运行的逆调压的要求。
3.3 无功优化补偿
3.3.1 配电线路分散补偿
在选择无功补偿装置的安装地点的时候，应当遵循无功就地平衡的原则，以尽量地减少主干线路上的无功电流为目的。一般的情况下，对于均匀分布无功负荷的配电线路而言，它的补偿容量与安装位置按[2n/(2n+1)](其中n为不小于1的整数)的规则，从而求得最佳的补偿方案。考虑到无功补偿装置的补偿效益、运行维护以及投资回收期限，沿线的无功补偿点以安装一处为适宜，最多也不能超过两处。可以直接连接在较大的分支线上和主干线上，各个补偿点的容量最好不超过100～150kvar。
补偿电容器组安装到配电线路上之后会使线路电压降发生变动。在选择补偿点的时候，应当充分地考虑安装地点的电压的范围，其不得超过电容器组额定电压的1.1倍。所以，为了保证供电的可靠性和安全性，有助于降低线损，需要利用公式（1）、（2）、（3）来校验补偿前后的电压，从而避免在负荷低谷时发生电压偏移超过规定值或功率因数超前的情况。否则，就会因为过补偿造成向系统倒送无功，反而使线损、电压损耗上升，线路上的电压上升得过高，增加电容器的介质损耗，从而发热，影响其出力以及缩短了它的使用寿命。
3.3.2 配电变压器随器补偿
配电变压器随器补偿，指的是在配电变压器低压侧直接安装低压补偿电容器，和配电变压器同投同切，用来补偿感性用电设备的无功功率损耗和配电变压器自身励磁无功功率损耗。从节能降损的角度来考虑这一问题是合理的。在选择无功补偿装置容量的时候，应当根据负荷水平，按照提高功率因数的要求来进行合理地配置。而负荷又会影响以致带动无功补偿容量是随其变化而变化，所以，当采用配电变压器随器补偿方式时，应使用无功自动补偿装置，自动投切一部分电容器组，从而达到最佳的补偿功率因数。
4 结束语
本文从无功功率平衡角度，分析无功对线损和电压的影响，采取配电变压器随器补偿以及配电线路分散补偿相结合的方式，提出对10KV配电网的电能质量改善措施。
[1]李峰. 配电网电能质量分析及改善措施研究[D].山东大学,2006.
[2]陈彤彤. 农村电网线损计算分析与降损措施研究[D].山东大学,2006.
[3]李正新. 10kV以下配电网无功电压优化及控制系统研究[D].长沙理工大学,2013.
[4]魏博. 含有小水电的韶关配网无功电压问题解决方案研究[D].华南理工大学,2012.
张大海 ，1990年生 ，男 ，汉 ，江苏，江苏兴化，大丰市上海农场生活服务有限公司，助理工程师，学士学位。
K928
B
1007-6344（2016）03-0139-01
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