10KV线路安装无功补偿装置的可行性分析

10KV线路安装无功补偿装置的可行性分析【摘要】在电网运行中，不可避免地会产生一定电能损耗，这部分损耗称为线损率，线损率能有效反映电力系统中规划生产与经营管理水平，加强线损管理，降低线损，可有效增强经济效益，而无功补偿是线损降低的有效方法，在10kv线路当中，分析无功补偿装置的可行性，能改变功率因数，增强电网电压，降低线损，确保最佳效益的获得。

【关键词】10kv线路；安装；无功补偿；装置；可行性
在10kv线路当中，电网会产生线损，线损率是电力企业重要的经济技术综合指标，线损可分成技术及管理线损，技术线损主要是由于节能降损技术降低线损的，而管理线损则是指经过电力管理工作的强化，达到降低线损的目的，其技术措施是通过资金投入增加实施电力技术设备的改造，线损降低方法主要有环网合理运行方法的确定，运行电压调整，三相负荷平衡，负荷曲线调整及电网无功补偿的安装，其中无功补偿是线损降低的主要方法，经过无功补偿安装的可行性分析，有效降低线损，获得最佳的经济效益。

1.功率因数与无功补偿
功率因数所指的是电网当中的电动机、电气设备与变压器等装置，此类装置含有电阻与电感的电感性负载，其负载电流与电压相量之间存有相位差，相位差的角度即相位角余弦是cos？准，这就是功率因数。

其中有功功率与视在功率之间的比值为cos？准=p/s，功率因数作为电力系统重要的技术指标，有效反映了电力客户的用
电设备应用情况。

无功补偿是指在同一电路中，将含有容性的装置和感性负荷进行连接，在容性装置进行能量释放的时候，能量可被感性负荷吸收。

在感性负荷进行能量释放的时候，容性装置也能吸收能量，相互转换能量，感性负荷对无功功率的吸收，能在容性装置所输出无功功率当中获得补偿。

电网运行中带有感抗负载的时候，需要提供有功与无功功率两种，其中，有功功率能把电能转变成其他形式能量，像热能、机械能与光能等，而无功功率主要用在电路电场及磁场当中，能有效维持磁场，像电动机当中的旋转磁场，让转子转动，并把电能转变为机械能。

又如变压器里的交变磁场，促使电能传递，在线路当中，无功功率作用是比较大的，交变磁场中，一周期吸收与释放能量为相同的，不用消耗能量，这种是感性的无功功率，但在一周期里，上半周期充电与下半周期放电的功率相同，这种是容性的无功功率。

2.无功补偿装置安装的可行性分析
2.1 10kv线路中无功补偿装置的节能分析
无功功率补偿能增加电网的有功功率比例的常数，降低电力设备当中的设计容量，降低投资，比如功率因数cos？准从0.8增加为0.98时，安装1kva的变压器，能够多承担0.18kw的负载，这相当于加大了电力设备的容量，在改造及新建工程当中，对无功补偿进行充分考虑，能有效降低设计荣来那个，减少资金投入，并获得预期收益。

根据公式p%=（1-cos？准/cos？准′）%，其中cos？准为补偿后功率因数，cos？准′为补偿前的功率因数，当加大功
率因数之后，电路的线损率会下降，设计容量减小，投资相应降低，线路中的有功功率输送的比例会提高，并降低线损，这对企业之内的经济效益具有重要影响，因此，实施无功补偿装置的安装是势在必行的，我国线路电网中，存在大量无功补偿不够，布置不是很合理的状况，电压等级为10kv以上的线路对无功补偿装置的需要量较大，合理运用谐波治理与无功补偿装置，不仅能达到节能降耗作用，还能降低用电装置损坏，有效保证10kv线路的安全可靠运行。

2.2 10kv线路无功补偿装置安装的经济效益分析
在10kv线路系统当中，各类非线性电力设备消耗无功功率是比较大，尤其是运行当中的变压器，对无功容量的消耗是比较大的，用户终端的感应电动机也是无功电能消耗的主要单元，如果10kv
线路系统的无功消耗过多，无功补偿设备不合理及不准确的时候，对整个线路系统的功率因数均有影响，不能维持线路的高质量输送水平，使得电能消耗较多。

在10kv线路电网当中，无功补偿所带来的经济效益是比较高的，并且应该尽量将无功补偿点选在线路终端位置，降低符合无功功率的损耗，并增强功率因数，有效降低线路损耗，这样可取得较为明显的经济效果。

2.3案例可行性分析
以某电力企业的选型线路为准，通过线路状况、分析及设备选型与节能分析为主，该电力企业的线路状况为主线路的长度是
7.7km，线路的总容量是6085kva，这为线路统计，补偿前的功率因数是0.7，补偿后的功率因数为0.95，补偿后为假设值，补偿前为
计算值，线路负荷率为38%。

此线路的负荷主要分成主线路的53﹟杆前与杆后，杆前的容量是3275kva，杆后的容量是2810kva，在10kv线路当中，其负荷主要是石料厂与焦化厂，而其他企业的负荷并不大，线路在1年中的负荷变化也是不大的，因此，这条线路以工业生产为主，并且负荷分布较为集中，整条10kv线路的负荷分布不是很均匀，无功功率的缺额较大，此线路当中，应该分成两点来补偿，将补偿点可分别选在11号杆与58号杆之前，通过计算之后，无功补偿点11号位置之后58号位置之前的容量大体是
3235kva，线路的负荷率依照0.38来计算，安装在11号位置的补偿功率因数是0.7，而补偿后功率因数设为0.95，通过无功补偿的容量公式计算补偿的无功量，其表达公式为：p=η×s×cos？准；q=p×[tg（1/cos？准）-tg（1/cos？准′）]，其中，η为负荷率，p为需要补偿无功容量，q为无功补偿容量。

经过计算可知，此处要补偿无功容量是626kvar，那么实际选择容量的时候，可选择容量是600kvar，由于无功变化较大，可选择三级补偿方法，也就是动补200与400kvar的容量。

对于58号杆位置要安装无功补偿装置，其容量大体是2970kvar，补偿功率因数由0.7变成了0.95，根据上述公式计算之后可知，需要补偿无功容量是546kvar，但由于负荷受到季节影响，在此处选择的实际补偿容量是500kvar，也由于无功变化量较大，此处也选择了三级的补偿方法，也就是动态补偿200与300kvar的组合方法，通过无功补偿装置的安装可行性分析，无功装置的安装是非常必要的，不仅能有效提高线路的补偿
容量，降低线路能量的消耗，还能用较少的资金投入获得较大经济效益，增强了10kv线路运行的可靠安全性。

在分析其他线路的时候，也可通过这类计算公式来分析线路的无功补偿情况，并对无功补偿装置的可行性进行分析研究，确定需要补偿的无功装置型号，选择恰当的补偿型号，获得最大的投资效益，增强电力企业综合竞争能力。

3.结束语
在10kv线路运行当中，由于非线性负载存在，线路不仅要消耗大量的有功功率，还要消耗无功功率，在电能输送过程中，因功率消耗，会产生一定线损，并且线损和功率因数成反比关系，功率因数越低，线路所需无功功率就会越多，其线损也越大，通过整个线路与节能分析选择恰当的无功装置型号，可有效降低线损，提高线路中的无功补偿容量，促进企业经济效益的提高。

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