10kV配电线路无功补偿技术

0引言

社会经济的发展带动了各行各业的进步，对电力资源的应用也越来越广泛、越来越多。据调查显示，城市尤其城区的10kV 配电网分支相对较多，而配电变压器通常处在无人看守的状态，加之自动投切设备的应用并不多，导致多数情况下采用的是固定投入形式，难以随负荷变化而发生改变。在当前的形势下，加强对10kV配电线路无功补偿技术的研究，具有非常现实的意义。

1无功补偿技术

所谓无功补偿，即无功功率补偿，主要是指为配电系统提供功率因数的一种非常重要的技术手段，通过利用无功补偿可大幅度地降低变压器和输点线路上的电能消耗，对于配电系统的运行效率与供电质量具有至关重要的作用。实践中我们可以看出，科学合理的无功补偿技术及相关设备，既可以有效地减少配电线路上的能量消耗，又可以使配电系统中的供电质量有效地提高；若无功补偿设备及相关技术选择不当，则很可能会导致配电系统中的电压波动或谐波增大问题出现。一般而言，交流电经纯电阻电能会大量转化为热能，当其经纯感性的荷载时难以有效做功，而且也不会消耗电力资源，这就是所谓的无功功率。就10kV配电线路实际运输状况而言，电力系统中的负荷实际上并不是纯容性的感性负载，而是混合型负载，电流经配电系统时会有一部分电能不做功。

无功补偿的原理：配电系统中的输出功率通常有两部分组成，即无功功率与有功功率。有功功率是配电系统运行过程中直接消耗的能量，它将电能直接转化为机械能或者热能，并利用这些能量做功；无功功率则不像有功功率那样将电能转换为其他形式的能，该种能量通常被用作用电设备的做功基础条件，其主要是在电能和配电网之间实现周期性有效转换。通常情况下，电流做功过程中会滞后于电压90°，而在电容元件中做功时会超前电压90°；同种电路中，电感电流与电容电流二者的方向相反。

无功补偿的实现：把容性功率负荷装置及感性功率荷载设备并联于同一个配电线路之中，电能会在不同荷载装置间有效交换，其中感性功率荷载所需无功功率可通过容性功率荷载输出的无功功率实现10kV配电线路的无功补偿。

无功补偿技术的功效：无功补偿技术，可有效增加10kV 配电线路及电力系统中的有功功率常数，同时还可有效减少配电线路中的供、发电设备的设计容量，进而减少整个配电线路的建设成本投入。举一实例：当10kV配电现代中的功率因数（cosφ）由原来的0.85变为0.95时，如果安装的是1kW电容设备，则可节省整个系统容量0.5kW；如果要增加0.5kW，就等于增加了供、发电设备的容量。基于此，新建成的配电线路系统一般要充分地考虑实际运行中的无功补偿问题，通过减少配电线路中的容量设计可有效地降低建设成本的投入。通过无功补偿技术的利用，可有效降低配电线路中的各项能量损耗。公式ΔP%＝（1－cosφ）／cosφ中的1－cosφ为无功补偿之后的功率因数，cosφ则是无功补偿之前的功率因数，cosφ＞1－cosφ。由此可见，提高无功功率的因数，将可有效降低配电线路上的能量损耗，进而减少无功技术及其优化设计中的容量考虑，从而增加配电线路中的有功功率的输送，有效地保证电力企业的经济效益。

2无功补偿接线安装与运行保护

实践中我们可以看到，低压无功补偿设备及接线安装技术应当注意以下内容：要保证智能控制设备的接入电压和电流相位合理正确，只有这样才能保证电容设备指令的正确性。在安装实践过程中，经常会发生的问题是电流互感设备的反相或电压、电流错位，所有线路及相关设备安装初次完成以后，首先要对输入的智能控制设备的运行电压和电流相位进行检测；电流互感设备一定要对配电变压设备总电流进行检测，也就是说电流互感设备一定要安装在并联电容设备之前的总线路上，智能控制设备方可感知到电容设备后面的电流相位是否发生了变化；实践中为保证分补电容设备和应补单相的荷载相对称，无论哪一相功率因数较低，都必须投入相应的分补电容设备。应当对无功补偿设备进行定期的巡检与维护，巡检的周期一般以1个月为宜。通常情况下，无功补偿设备多安装在户外，灰尘等杂质比较多，巡检过程中应当暂停使用该设备，从而可有效地进行除尘操作。同时还要定期对相关的数据进行采集和分析，在此笔者建议操作的周期以1个季度为宜。

3无功补偿技术要求

实践中，为有效保障10kV配电线路及电力系统运行的安全性、稳定性以及经济实用性，提高配电线路中的供电可靠性与供电质量的可靠性是至关重要的，同时也是整个输电线路运行的前提条件。农网及城区10kV配电线路新建与改造过程中，应当在10kV配电线路中加装相应的无功补偿设备及相应的供电系统，这样可有效改善配电线路及供电系统的供电效率和供电质量，从而实现10kV配电线路的经济效益与社会效益。根据国家电力部门所下发的电力行业技术改进及创新文件之要求，10kV配电线路中的功率因数通常不能小于0.9，并且配电线路中的损耗不能大于5%；同时，还对配电线路中的电压质量以及无功补偿运行管理系统中的其他内容作了一定的规定，有效的解决方法就是在10kV配电线路上配备适量的电容设备，并运用固定或者自动的结合方式来实现整个配电线路的无功补偿。例如，在同样的一条供电线路上设置固定的电容设备时，通常要严格按照配电线路的低荷载

10kV配电线路无功补偿技术探讨

杨敏

（邯郸供电公司，河北邯郸056001）

摘要：鉴于无功补偿技术对电力系统的正常运行具有至关重要的作用，特对10kV配电线路无功补偿技术及其优化进行研究，以供参考。

关键词：10kV；配电线路；无功补偿技术；优化

（下转第125页）

进行计算，自动补偿的值是在配电线路满荷载以后计算的数值；同一条配电线路中一般都有固定与自动电容补偿2种方式配合使用，这样对于实现补偿效果非常有帮助。就当前我国10kV 无功补偿技术应用实践而言，其原则上是要实现就地平衡，但实践中尤其是农网配电线路中的实际运行情况却非常复杂，难以使使用模式更加统一，因此应当采用集中与分散、自动与固定等几种有效的结合方式。具体包括3个技术步骤：（1）变电室中所安装的主变压设备15%左右容量，应当安装固定的补偿设备；（2）配电线路的荷载中心及某一位置处应当严格按照低荷载无功补偿安装适当的固定型补偿电容设备；（3）在配电线路荷载中心上侧位置处，应当安装适当的自动补偿电容设备。

4结语

总而言之，10kV 无功补偿技术及相关装置可有效提高配电

线路与电力系统的功率因数，对于提高配电系统的运行效率和改善供电质量、降低线损具有至关重要的作用，因此应当加大思想重视程度和技术创新力度，为电力事业探寻新的发展契机。

［参考文献］

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市建设理论研究（电子版），２０１２（５）

［５］伏磊．无功补偿在１０ｋＶ配电网自动化控制系统应用分析［Ｊ］．

数字技术与应用，２０１２（３）

收稿日期：2012－09－10

作者简介：杨敏（1984—），女，河南林州人，助理工程师，研究

方向：变电运行。

液位。当出现下述情况时，程序自动触发反冲洗：（1）过滤水头损失达到设定值上限持续T 1（T 1可设定）；（2）过滤时间达到设定值；（3）清水阀已达到全开且滤格液位保持高液位持续T 2（T 2可设定）；（4）来自现地控制柜或中控室计算机键盘的冲洗请求。

上述条件参数整定值需在净水厂运行过程中试验调整确

定，以能保证V 型滤池合理、

可靠运行，特别是保证V 型滤池最佳的冲洗效果和运行效果。

V 型滤池过滤时的水头损失一般为0.3～2.8m 。V 型滤池使用的是均质滤粒，孔隙率高、截污容纳量大，过滤周期长，出水水质稳定。随着过滤孔隙堵塞，水头损失会越来越大，出水水质也会变差，因此应有一个最大水头损失限值，超过此值时应启动反冲洗。最大水头损失可以通过观察PLC 所检测到的水头损失值，以及单格滤池出水浊度得到。具体可通过查询水头损失和出水浊度的曲线关系，当出水浊度大于0.65～0.7NTU ，

为最大过滤水头损失［4］

。

过滤时间达到设定值并保持一定时间后，也应启动反冲洗。

此项自启动是为防止水头损失信号采集故障所造成的滤池在实际水头损失已达限值仍继续过滤而发生泄漏致使出水水质劣化的现象。当滤池处于自动方式时，无论水头损失大小如何，滤池过滤时间达到设定值时，自动启动反冲洗。过滤时间可通过观察及水头损失曲线、出水浊度确定。

各滤池子站跟踪检查上述触发条件，当条件触发时，向滤池主站发送“请求冲洗”命令，滤池主站根据各子站请求的先后顺序启动各个滤池自动反冲洗程序。反冲洗程序执行过程为：

首先气预擦洗（1台鼓风机）

，其次气水混合冲洗（1台鼓风机，1台冲洗水泵），最后是水漂洗（2台冲洗水泵），其中反冲洗采用滤后水，水漂洗采用滤前水。这3个冲洗时长均可调节设置，运行人员根据水温、水质情况作适当调整，以使反冲洗效果最佳，

冲洗时长预设为气预擦洗2min ，

气水混合冲洗4min ，水漂洗6min 。图2为滤池反冲洗工艺控制示意图。

4结语

我国水处理厂的自动化技术起步较晚，但是近年来发展较

快，自动化在水处理工业中的应用不仅节省了人力物力，而且加强了各单项构筑物或生产工艺的自动控制，保证了出水水质、

水量和水压及生产安全，节省了能耗和药耗，实现了对生产的科学管理。

［参考文献］

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工程，２０１０（１９）：９５

收稿日期：2012－08－24

作者简介：罗招贵（1978—），男，江西修水人，工程师，从事水

利信息化方面的工作。

图2滤池反冲洗工艺控制示意图

1#滤格

2#滤格11#滤格

12#滤格

…

反冲洗水管道

反冲洗气管道

鼓风机

鼓风机

反冲洗泵

反冲洗泵反冲洗泵