10kV配电变压器低压侧无功补偿方式分
析
摘要：对于10kV线路主变沿线的下级电力用户，根据无功补偿就地就衡的原则，安装在变压器低压侧的电容器组一共要补偿三个无功功率，分别是用电负荷的无功功率、变压器励磁的无功功率、漏磁的无功功率,让配网线路的无功功率最小，降低线路的有功功率损耗。通过改变无功补偿装置和运行方式，降损节能效果更加明显。经过一段时间的运行，无功补偿装置安全可靠。
关键词：无功功率补偿; 10kV线路; 功率因数; 有功损耗 引言
配网线路继主变之后的电力侧用户,大多都安装有无功补偿电容器(SF)，从往年的运行效果来看，供电侧仍能将较大的无功功率输送到电力用户手中，导致线路有功损耗增强。
一、导致无功功率过高的原因
10kV线路主变沿线以下无功补偿电容器一般安装在使用者侧。从往年的运行效果来看，所述无功补偿电容器依然向供电用户侧输送大功率无功，从而导致线路大功耗，主要有以下几个原因。
1、利用负荷负荷补偿运行方式在电力用户侧安装无功补偿电容器组，通过电网向外部输送额外的无功负荷和变压器自身消耗的无功功率。
2、为了无功功率过补偿，将正反向无功功率的绝对值加到高供低计电能表上，作为无功功率吸收系统。这样一来，功率因数计算在功率因数值计算，数值必然是比较小的。
3、由于配网线路无功负荷分布多变，随着电力使用者搬迁、容量的影响、设施的改造等现象，已大大超过设备设置条件的范围，从而产生实际补偿效果无法满足现阶段运转荷载。
4、室内供电电容器补偿组,多为静态容量补偿，切头不能随着载荷的增减而变化，极端情况下会造成被补偿的无功功率反向送回电源，反而增加有功功率损耗。
5、配网线路上的无功补偿装置主要依靠熔断器来保护。在实际操作过程中，保险丝发生一相或二相熔断造成补偿能力不平衡，又不能第一时间发现，在电力系统安全运行上给电力系统带来一系列的危害。
6、外加电容器受环境温度的影响特别严重。尤其是在夏季，室外电容面温高达 90度以上,且表面极温达到 90度以下，这就会加速绝缘老化，增加无功损耗，降低设备使用寿命。
二、目前线路运行状况
电能表的测量：在变压器的第二侧一般安装无功补偿电容器,以减少功率损失，采用欠补偿运行方法。电能计量采用高供高计式，或者高供低计式。但是不管采用哪种测量方法，总无功功率三相多功能电能表的设置均为下面公式。无功功率=∣吸收系统无功功率∣+∣送入系统的无功功率∣。
1、高供高计电能表的测量。它是用测量有功功率与无功功率来直接测量在用户侧吸收或送入系统的。
2、高供低计电能表的测量。
（1）欠补偿：它是直接测量用户侧有功和无功功率。
（2）过补偿：过补偿分成2种情况，一种流向系统，另外一种并没有流向系统。如果流向配电系统，无功总量=∣系统那部分无功电量∣+∣正向无功电量 ∣。如果没有流向系统，无功总量=∣正无功电量∣+∣反向无功电量∣。这种情况对电力系统经济是有利的，可是必然导致功率因数偏低。
因此，高能表 PV的计算仍存在争论。
总无功功率的计算公式。该无功补偿是使用欠补偿法进行补偿，负载功率因数一般在0.90～0.98范围内进行补偿。
QY =∑( QS + QK + QL)
QY：沿线各电力用户所需的无功功率 QS：剩余无功负荷
QK：配电变压器空载励磁无功功率 QL：带载时产生的漏磁无功功率
由上式可知，当配电供电需求从供电站至供电终端的输送总无功功率 QY越高，线路有功损耗也就相应提高。但是这种运营方式,至今仍旧没有改变,严重的妨碍了电力体系的经济运行。针对过补偿技术,本文提出了一种过补偿技术模型，希望能对电力系统尽一份微薄之力。
三、过补偿运行方案
用以减少配电线路有功功率损耗,从而达到降低电源输送的无功功率损耗，电能供应方的无功功率平衡点应确定在供电线中的T接头处。配电线路供电方式如图1所示。
T：变电站主变
T1～Tn：电力变压器
C1～Cn：用户侧补偿电容器。
目前,电力配电网用户侧的配电方式已普遍采用欠补偿运作模式，负载功率因数在百分之九十到百分之九八十之间。由于电源线路的长度决定了剩余电能负荷和该装置自身的电能损失。如上图b所示。
电力用户的无功补偿装置的原理，使用镜像原理+就地和就近原则，运用过补偿的运行方式，同时也形成多级阶梯面积区域，如上图b所示。
上图(b)结果说明，上下区域偏移几乎完美补偿，电力传输系统通过电源线路输出的无功功率基本上是无功的，改善了输电线路电压稳定性，该技术提高了线路电能输送效率。故可证明，相电压、相电流、功率因数角等在电容器无功补偿装置的0.4kV侧不再被采集，将各参数都从变压器 10kV侧采到，以达到对上述无功功率进行补偿的目的。补偿方式如下图所示。
对于高供低计电能表，功率因数计算方程式为下图
式中:AP2为0．4 kV 侧购电量，APT为变压器铁损和铜损有功电量，AQT为变压器励磁和漏磁无功电量;，AQX2为吸收配电侧无功电量，AQS2为送入配电侧无功电量。
配电线路传输的无功功率相当大。以一条10kV的线路来举例，他平均会连接35-40个电力用户，每个用户消耗的无功功率大概有39．68 kvar。所以无功补偿的考核不能只从看功率因数，还应该看功率因数是否满足用电管理规程的要求
线路损耗居高不下的主要原因之一。当功率因数值一定时，有功功率越大，无功功率也越大，导致线路中流过大量无功功率。
计算出三相无功功率。采用不接地运行的方式进行配电系统中性点的运行，负荷电流的三相平衡，因此可以测量一相中的相电压和相电流来得到一相中所存在的三相无功功率。无功功率为 ：QT = 3UXO IXO sinφ
无功补偿装置会把由以往控制功率因数角进行无功补偿，改为根据无功功率的计算（上图多级阶梯面积）进行无功补偿。
经分析，无功补偿装置安装后实测无功功率，首先定值控制在0.6kvar，一旦电力系统吸收的无功功率大于0.6kvar，无功补偿装置就会投入运行，依据线路无功数据，根据实际情况适当调整定值。
三、结语
通过改造5条配电线路，给131户电力用户安装无功补偿装置。投运一段时间来观察，线路安全运行稳定，暂无异常现象。为提高输电系统经济运行和电压质量,建议对用电计量管理工作进行必要的调整，高压变压器 60KV及以上的采用高供给高计量,实现无功补偿、计量考查更方便，电能表应能计算设备的有功和无功损耗。这样无论在理论计算上还是在实际计算时都可以获得更精确的线损值。
参考文献：
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