低压配电网络中三级无功补偿的应用分析

摘要：本文结合工作实际，主要介绍了在低压配网络中，根据补偿位置划分的三级常用补偿方式，并从提高电能质量和充分考虑投资的经济效益方面出发，阐述了各级补偿方式的必要性。
一、低压配电线路中常用的三级无功补偿方式
无功补偿的分类很多，按补偿的安装地点及补偿的负载状况可分为集中补偿和分散补偿。在低压配电线路中，集中补偿通常集中装设于电力用户总配电室低压母线侧和分支干线上的电容器组。分散补偿一般装设在线路的负载侧，直接对固定负载补偿。集中补偿与分散补偿在线路中常用的安装地点如下图。  

图一
二、用户终端的分散补偿
补偿地点为用电负载本身（大多为大功率电机），运行负荷容量是确定的。这种补偿应采用固定电容补偿。

三、部分用电设备的集中补偿方式
补偿地点为负荷较集中的分支干线上。
补偿主要目的是提高提高分支干线的电压，保证负载的正常运行。
这种补偿大多采用固定补偿方式但当负载很大并且运行负荷变化较大时也应才取随机的无功自动补偿方式。补偿方式因为是针对部分具体用电设备进行补偿，补偿的负载性质和容量是明确的，因此补偿的容量可以公式Q=P(tgφ1-tgφ2)精确计算，运行负载变化不大的可以采用固定补偿直接接入三相电容器，这种方式投资少，效果好。但当运行负载变化较大，并且设备对电压稳定性要求相对较高时，应采用随机的自动无功补偿方式。例如：在低压配电的一分支干线上（距离变压器150米），存在三相交流电动机总负荷为110KW，其他负荷为30KW。运行负荷一直比较稳定大约在120KW。功率因数为0.75，我们就可以在配电侧补偿固定电容器60KVAR使功率因数提高到0.95甚至以上。但若运行负荷，在90KW至130KW变化，而这条支线上的其他部分用电设备对电压稳定性要求还比较高时，我们就要进行随机的无功补偿。在这种情况下采用随机补偿只有两个目的，一是改善线路的电能质量，保证用电设备的安全，二是降低线路损耗节约电能。虽然相对固定补偿而言这种投资是比较高的，但从设备运行安全方面来说，是非常必要。
四、变压器低压侧的集中补偿
        补偿地点为变电室内变压器的低压侧。
       补偿的主要目的是提高用户的功率因数，实现无功的就地平衡；降低配电网和配电变压器的损耗；提高低压供电质量。
        这是国内目前较普遍采用的一种无功补偿方式，通常采用微机控制的随机补偿电容柜，容量在几十至几百千乏不等，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。这种补偿方式具有易管理、易维护等优点。低压系统的集中补偿具有强制性。
      低压系统的集中补偿经济效益分析。例如某一有功为3000KW的10KV负荷，经过一条4KM，导线型号LGJ-95(电阻率取0.33Ω/km)的线路供电，在没有加装无功补偿装置时的功率因数为0.8。可以计算出：线路电流为216.5A,线路电阻消耗功率为185KW，线损率为5.83％，线路压降为0.495KV,即母线出现电压需为10.495kV才能保证负荷端电压为10kV。在加装无功补偿设备将功率因数提高到0.95后，可以计算出：线路电流为182.3A,线路电阻消耗率为131KW，线损率4.20％，线损压降为0.417KV。由此典型线路可见，负荷功率因数有0.8提高到0.95，其线损率可降低1.63％。对于一个年售电量10亿Kw.h的县级供电企业而言，1.6％的线损率，按均价0.5元/Kw.h算，就是800万的经济效益。

五、结束语
近年来，我国电力装机容量逐年递增，大大缓解了供电紧张的局面。伴随着供电量的增加，低压电网建设的速度明显滞后，网络损耗问题日益突出，尤其是低压电损问题。大家普遍认识到降低低压网损是供电部门减小供电成本的一个重要突破口，也是今后增加供电量的一个重要手段。因此在低压配电网中合理有效的进行三级无功补偿，降低低压线损，优化电能质量，对供电部门和用电部门都是非常有利的。随着人们对低压三级无功补偿的认识和低压无功补偿技术进一步提高，低压配电网中无功补偿装置会越来越多的被应用。