Ｙｉｎｇｙｏｎｇ Ｊｉａ ｕ 农村电网无功补偿节能降损及效益分析 谭常奎孙亚秋 （吉林省农电有限公司白山城郊分公司，吉林自ｆｆＩ １３４３００） 摘要：通过几种无功补偿节能降损方法的分析比较和在农村的实际运用情况，证明了１０ ｋＶ配电存所有电力网损耗中所占比例是最大的， 降损的潜力也很大，并从理论角度分析了１０ｋＶ配电降损的可行性，阐述了降损的方法和策略。 关键词：１Ｏ ｋＶ配电降；无功补偿；降损节能 电力系统中用电设备大部分呈感性阻抗，且功率因数较低，从 而出现了大量无功功率，降低了供电质量，特别是农村电网，输电线 表１ 不同压降方式的降损效果与优缺点比较 路长、配电变压器较多，容量一般很小、负荷的季节变性很强、线路 感性无功消耗较多，因此优化农村电网的无功补偿具有现实意义。 且通过降损来提高供电量，成本仪为兴建电厂成本的１／４左右。 从降低网损和提高供电可靠性的角度出发，１０ ｋＶ配电线路 的长度应控制在１０ ｋｍ以内。我国农网领域，由于变电站数量少， 长距离供电是一种普遍现象，并 因为负荷量小，不可能选择过粗 的线径，这就造成线路的阻抗大、损耗也大。１０ ｋＶ配电线路的损 耗高，给电力部门带来了不应有的损失，间接提高了供电成本，加 之电能质量不合格，严重影响了用户用电的积极性。 现阶段电网降损问题已引起广泛重视，农村电网特别是低 电网的降损问题如能得到很好解决，将会极大地挖掘农村的用电 潜力，增强供电企业的经济效益。 １ １０ ｋＶ配电网降损升压的手段比较 图ｌ为一条导线的简化等值电路（１０ ｋＶ线路的对地Ｂ可忽 略），有功功率损耗△ 为： △｜口．＝互 （１） ‘ ，， ——ｒ————— —一 —ｒ １—————－ Ｉ ｊＢ Ｐ十ＪＱ ．Ｌ．．Ｌ． 图１ 一条线路的等值电路 要想减小损耗，主要方法有：（１）减少流经导线的有功电流： （２）减少流经导线的无功电流：（３）减小导线的等值电阻，ｕＰＯｎ大导 线截面、缩短供电半径。导线的电压一般在额定值附近，可作为定 值处理。 图２为变压器的等值电路图。其有功功率损耗为： △ ＋Ｇｒ＋ Ｒ （２） Ｕ 变压器降损的方法有３种，方法（１）、（２）同上述线路降损的办 ！． 牌一 ～ 图２变压器等值电路 法，第３种方法是减小Ｇ 与Ｒ ｒ，即采用低损耗变压器。 另外，以图ｌ为例，线路的压降为： △ 一 ≈ 墨 （３） ｆ 减小压降的方法也同样在于减少流经导线的有功、无功电流 以及减小导线的等值阻抗。在工程实践中，以下措施得到了重视 （表１）。 以上措施相互关联，但并不冲突，应根据实际损耗和资金情况 予以考虑。从表１可以看出最后一种措施投资最少。由于城郊分公 １７４ 司配电网长期以来无功匮乏，网损较大，通过无功补偿来降低网损 和提高电压是～种投资少回报高的方案。据估算，网损在１０％以上 的１０ｋＶ配电线路，大致可降损５％～１０％，投资可在１～２年内回 收。而前几种措施要达到同样的降损效果，投资需在３～４倍以上。 所以总体来看，通过无功补偿来降损升压是配电网改造的有 效办法，在ｌ尢功补偿的基础上再因地制宜、卓有成效地实施其他改 造，应是大多数地区配电网特别是农网的首选方案。 ２配电网无功补偿现存的几个问题 ２．１ 补偿方式问题 对于长距离１０ ｋＶ线路和专线在几年以前采用的补偿方式分 为高压集中补偿、低压集中补偿和单独就地补偿３种。高压集中补 偿只能补偿６～１０ ｋＶ母线前所有线路上的无功功率，而此母线后 的线路汞Ｉ变压器没有得到无功补偿，它的经济效果比后２种的补 偿方式差，但其优点是初期投资较少，便于集中运行维护，所以有 所应用，但是目前高 和低压电容每千乏的投资逐渐接近，这种高 压集中补偿法应尽量摈弃，以增大经济效益。 大多数供电部门对无功补偿的侧重点放在负荷侧，长期以来 只补偿用户的功率因数，并对其实行奖惩电费，为提高某电力负荷 的功率因数，要求用户增设无功补偿柜，对于降低线损有所帮助， 并没有从根治之。只有通过开展计算无功潮流，确定各点的最优补 偿量、补偿方式工作，才会使有限的资金发挥最大的效益。 ２．２无功过补偿问题 无功过补偿是电力系统所不允许的，因为它会增加线路和变 压器的损耗，加重线路负担，并且降低功率因数。无功设备厂家都 称自己的设备是动态补偿，不会倒送，但是在实际工作中发现，过 补偿问题时有发生，对于接触器控制的补偿柜，补偿量是三相同调 的；对于晶闸管控制的补偿桓，虽然三相的补偿量可以分调。但是 厂方由于利益只选择一相做采样和无功分析，这就很可能造成无 功倒送。而固定电容器补偿方式的用户，负荷处于低谷就会造成无 功倒送。 Ｙｉｎｇｙｏｎｇ Ｊｉａ。№ ２．３ 电压调节方式的补偿设备带来的问题 耋 （ｈ）：Ｒ是补偿点至电源的等值电ＩＨ（ｎ）。为使网损最小，可将网损 对 微分，并命其为０，则其： 有些无功补偿设备是依据电压来确定无功投切量的，这有助 于保证用户的电能质量，但对电力系统而言却并不可取。虽然线路 电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平是南系统 情况决定的。当线路电压基准偏高或偏低时，－尢功的投切量可能与 实际需求相去甚远，出现尢功过补或欠补。１０ ｋＶ配电网低压侧的 ＡＰ， 鲁∑（Ｑ 一 ：ｏ 令∑Ｑ ￡ ７ｔ（ 是年平均无功负荷），因∑Ｑ ｌ： ｒ，，故得： ｉ Ｉｉ—Ｉ ： 一 尤功补偿工作应更多地考虑系统的特点，不应囚电压等级低、补偿 ｌ容量小而忽视补偿设备对系统侧的影响 应该制定完善的补偿措 施，来应对各种实际问题，以求效益最大化。 这种算法比较简单，但没有计入补偿电容所需要的费用。该 算法所能保证的只是网损最小，但如果考虑安装补偿电容的费用， ３无功补偿的有关技术分析 不一定是最经济的。 图３为１０ ｋＶ配电线路无功补偿的示意图。ＣＶＣ是指混合式 ３．２按年运行费用最小确定补偿容量 的无功补偿设备，放置在配电变压器出线端，连同变压器一起进行 年运行费用由２部分组成：（１）加装电容器后网络损耗的电 无功补偿。 ● 价，即Ｆ。＝ＡＡ￣／３，△Ａ是年电能损耗（ｋＷｈ），口是有功电价［元／ ｋｗｈ］；（２）补偿装置的年运行、维护费用，即 ：Ｋ 费用率（％）。年运行费用Ｆ＝Ｇ＋ △Ａ×ＪＢ＋Ｋ 入。为使Ｆ最小，将Ｆ对 微分并命其为０，得： ，其中 是 ，将△Ａ值代 装设单位补偿容量的综合投资（元／ｋｖａｒ）， 是补偿装置的维护 ＿ｆ ４结语 ］ 农村中低压电网处于电网末端，一直被忽略，投入科研力度不 图３ １０ ｋＶ配电线路无功补偿示意图 ３．１ 按网损最小确定补偿容量 够大，存在的问题也较多，农村电网无功补偿节电的着力点应在配 电网。根据调查和研究以及综合我国目前的无功技术发展情况，认 为配电线路的综合尤功补偿工作在降损节能中具有重要意义，是 配屯网供电能力改造工作巾值得重视的技术方向，节能降损将是 未来电网发展的重中之重。 无功补偿的目的是降损节能，因此从网损最小的观点出发来 确定补偿容量是很重要的。如图ｌ所示，该图中各段时间内的总无 功负荷为Ｑ．，Ｑ ， ，…，Ｑ。，假定网络总补偿容量为Ｑ。，则全年的电 能损耗和无功负荷的关系为： Ｍ＝ａＥｑ ｎ ∑（Ｑ￣－Ｑ ｕ ｉ＝Ｉ 收稿日期：２０１０一ｌｆｆ一２８ 式ｒ卜，△只是补偿电容每ｋｖａｒ的有功损耗（ｋＷ）；Ｔ是年运行时间 作者简介：谭常奎（１９８ｌ一），男，辽宁普兰店人，研究方向：电力。 （上接第ｌ５６页） 磨合可以使转动部分与固定部分的接触面更光滑，这样也是延长 轴承使用寿命的一种方法。 ３．５橡胶密封板和双向推力轴承使用情况的分析与判断 组解列停机进行抢修。 ５结语 （１）橡胶密封板的最长使用时问约ｌ０～１４个月，在使用过程 中如水轮机主轴发生渗、漏水时橡胶密封板已经开始损坏。 金兰水库东畈电站灯泡式水轮机双向推力轴承通过以上技术 改进、处理，不断完善水轮机的技术要求，特别是将内燃机试运行 （２）当双向推力轴承运行时的温度、声音均正常，从排油管中 时的磨合技术应用到水轮机的试运行巾，对提高水轮机运行寿命 ０年的运行，实现了 排出的润滑油中又未见金属粉末时，其完好率应在９０％以上。机组 效果非常显著。自２００１年９月以来，经过近ｌ可以继续运行。 安全、稳定、可靠运行的目标，且又便于正常的维护和有计划性的 ４确定检修、维护、处理方案 改进后的水轮机使用情况，已经具备了可以安排有计划性的 检修，彻底解决了水轮机双向推力轴承容易损坏的问题。尹 检修的条件，通过以上整体分析后确定了下列几个检修方案： 方案一，在双向推力轴承没仃损坏的情况下，当水轮机主轴发 生渗、漏水时立即更换橡胶密封板，进行简单处理，防止囚主轴的 渗、漏水造成双向推力轴承的损坏。 方案二，在双向推力轴承没有损坏的情况下，每年进行一次计 划性更换橡胶密封板。 收稿日期：２０１０－１０—２０ 作者简介：柳永禄（１９６７一），男，浙江金华人，助理工程师，主要从 方案三，如果在运行中发现双向推力轴承损坏时，应立即将机 事水电站运行管理工作。 机电信息２０１０年第３６期总第２８２期１７５