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【摘 要】 在电网系统运行的过程中，无功补偿技术的应用关系到整个电网的运行安全，对配网的建设质量都有着十分重要的影响，本文就10KV中压配电网无功补偿技术进行分析。
【关键词】 中压；配电网；无功补偿；技术分析
一、前言
电网的运行安全对我们的生产和生活都有着十分重要的影响，在电网运行的过程中使用无功补偿技术能有效地平衡电网的无功、提高系统功率因数、降低网损、改善电压质量，是提高电网运行的经济性、可靠性的实用技术手段。
二、无功补偿的方式
无功补偿是在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，减少了电网电源向感性负荷提供由线路输送的无功功率，由于少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗.它对提高系统电压水平、降低线路损耗、改善功率因数、增强电网系统稳定性起着十分重要的作用，是一项投资少，收效快的降损节能措施。配电网中常用的无功补偿方式包括：变电所集中补偿；配电线路分散补偿；负荷侧集中补偿；用户负荷的就地补偿（在电动机处安装并联电容器）等。
1、变电站集中补偿方式
要平衡輸电网的无功功率，可在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输配电网的电能质量，提高功率因数等。集中补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，优点是管理容易、维护方便，缺点是对配电网的降损起不到作用。
2、负荷侧集中补偿中补偿方式
目前，国内较普遍采用的另外一种无功补偿方式，是在配电变压器二次侧进行集中补偿，集中补偿分为固定容量补偿和自动补偿，均可最大限度的挖掘变压器的容量潜力，增大负载能力。根据P=S·cosΦ，当功率因数cosΦ=1时，有功功率P等于变压器的视在功率S，而一般自然功率因数在0.6～0.7之间，如不进行补偿，供电变压器的效率就很难提高。例如，1000kVA的变压器仅能带600～700kW的有效功率。特别是自动补偿，功率因数可控制到0.95～0.98，其增容效果显著。电容器的安装环境选择有利于日常维护、保养的地方，有利于延长电容器的使用寿命。在这种方式下，补偿装置通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏不等，它是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。主要目的是提高专用变压器用户的功率因数，实现无功功率的就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有一定作用也保证该用户的电压水平。
三、无功补偿的原理
在电路中，电感电流与电容电流方向相反，相位相差180度，把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接入同一电路，使两者的电流相互抵消，可使电流与电压相量之间的夹角缩小，提高电能做功的能力，这就是无功补偿的基本原理。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。有功功率、无功功率和视在功率之间关系。
其中S为视在功率（kvA）；Q为无功功率（kVar）；P为有功功率（kW）。在有功功率P一定的情况下，用电设备的功率因数cosΦ越小，则系统的无功功率Q越大，必然消耗电力系统的无功功率，变压器和供电线路的导线的容量随之增大，因此，对无功功率进行补偿以提高功率因数、节约电能、提高运行质量具有非常重要的意义。
四、配电网无功补偿现存的几个问题
1、补偿的方式问题
目前对于很多电力部门来说，无功补偿的方式还停留在对用户的补偿方面，也就是只注意到补偿用户的功率因数，而不是关注整个电网运行的线路损耗，为了提高某一部分的功率因数，不断的增加补偿设备，这种方式固然能够降低线路的损耗，但是这样工作方式效率不高，同时又增加了资金的投入，因此解决此类问题的办法是通过计算机的无功补偿的计算，确定出各个补偿点最有效的补偿方式和补偿量的大小，这样才能够以最小的代价换来最大的效益
2、谐波问题
补偿设备中的电容器具有一定的滤谐波的能力，线路中谐波量过大时就会影响到电容器在线路中的使用寿命，甚至会对电容器造成直接损坏，并且电容器还能够将线路中的谐波进一步的扩大，使得系统中的谐波含量更大进而影响到系统的运行，此外，其他形式的补偿方式同样也会受到谐波干扰的影响，造成补偿控制失灵的现象
五、10kV配电网无功补偿装置的安装和接线
10kV配电网无功补偿装置安装技术要点是：
1、必须要保证接入智能控制器的电压、电流的相位正确，才能确保投退电容器指令正确。因为，在安装过程中易发生电流互感器反相、电压电流错位的情况，因此，装置安装完成，初次投入运行时，必须实测输入智能控制器的电压、电流的相序和相位；
2、电流互感器必须监测配电变压器的总电流，即电流互感器必须装在并联电容器之前的总路上，这样智能控制器才能感知投退电容器后的电流相位变化；
3、保证分补电容器与应补的单相负荷相对应，即哪一相功率因数低则应投入对应相的分补电容器。10kV配电网无功补偿装置测量点的接线，主要是补偿装置的电容器组和电流的引入点，特别是电流的引入点，在实际接线中往往被忽视。电容器组的引入点，指电容器组的总进线在被补偿系统中的公共连接点处；电流的引入点，指补偿装置用的电流互感器在被补偿系统中的安装点。正确的方法是，以负荷的供电电源为参考点，电流互感器的安装点必须在电容器组的总进线公共连接点电源之间，即电流互感器测量的电流必须包含流过电容器组的电流，否则，在电容器分组投、切状态中，无功补偿装置测量显示的有功、无功功率和功率因数cosΦ值将不会变化，造成无功补偿装置投、切效果无法判断。这个问题不引起重视，必然在安装过程中造成隐患和返工。
六、10kV配电网无功补偿装置的效益分析
在配电网的运行中，功率因数越高，则电网中的视在功率用来供给用户的有功功率越大，线路的无功功率损耗越小，电网的输电损耗便越小。适当利用10kV配电网无功补偿装置，提高配电网及用户的功率因数，不但可以充分提高供电设备效率，减少线路损失，改善电能质量，而且可以为用户节约电费，有很高的经济价值。例如某条10kV供电线路，有功负荷为3000kW，线路长4.5km，导线型号为LGJ.95（电阻率取0.33D/km）。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，即母线出线电压需为10.495kV才能保证负荷端电压为10kV。在加装无功补偿装置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，线路电阻消耗功率131kW，线损率为4.20%，线路压降为0.417kV。由此典型10kV线路可以看出，负荷功率因数由0.8提高至0.95，其线损率可降低1.63%。对于年售电量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）计算，就是800万元的经济效益。
因此，10kV配电网无功补偿装置的经济效益是显而易见的。
七、10kV配电网应用无功补偿技术的要点
10kV配电网应用无功补偿技术时应该注意设备空间、安装环境、维护工作量、控制成本以及保护装置的配置等客观环境的影响。所以，一定要结合工程的实际需求来对其进行合理的设计。在10kV配电网无功补偿装置安装过程中要注意以下几点：
第一，10kV配电网无功补偿容量的确定。在对配网线路无功补偿时，一定要对其容量进行严格控制，要防止过多、过密的无功补偿电容器带来的散热影响和安全隐患，对于10kV及以下的配电网最好采用设计要求和强制规范的电容器组。在对配电线路上的无功补偿装置的容量进行设置时，一定要以最大程度地降低线损为设置原则。一般情况下，无功补偿装置的容量最好为线路平均无功负荷的2/3，因此，在安装无功补偿装置时，一定要对待装线路的实际负荷情况进行全面的调查、分析，以此确定无功补偿装置的容量范围。
第二，确定补偿装置的安装位置。在选择无功补偿装置的安装位置时，一定要遵循无功就地平衡的原则，且在安装的过程中，一定要尽量减少配网主线上的无功电流。大量的实践及研究表明，每条配网线路上最好只安装1台无功补偿装置，其最佳的位置在负荷的2/3处。通过对电容器的最佳安装位置以及无功补偿的容量这两方面的内容进行科学合理的规划，就能改善电网运行过程中的线路损耗及电压质量，使其满足经济社会建设过程中对电力的需求。
第三，确定无功补偿装置的接线形式。在对无功补偿装置进行接线的过程中，要根据设计和配电网实际选择接线形式，每相最好只连接1台电容器装置，以便降低补偿装置在运行过程中的故障率。
八、结束语
在中压配电网运行的过程中采用无功补偿技术是一种常见的技术过，通过无功补偿技术的应用能降低能源的无功损耗，提高电网的功率因数，保证电网运行的连续性及稳定性。
参考文献：
[1]邓孟.10kv配电网无功补偿优化及分析[J].科技致富向导，2012，2（02）：25-26
[2]马珍珍，王玉俊.配电网无功补偿方式的研究[J].中国电力教育，2010，6（32）：59-60
【关键词】 中压；配电网；无功补偿；技术分析
一、前言
电网的运行安全对我们的生产和生活都有着十分重要的影响，在电网运行的过程中使用无功补偿技术能有效地平衡电网的无功、提高系统功率因数、降低网损、改善电压质量，是提高电网运行的经济性、可靠性的实用技术手段。
二、无功补偿的方式
无功补偿是在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，减少了电网电源向感性负荷提供由线路输送的无功功率，由于少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗.它对提高系统电压水平、降低线路损耗、改善功率因数、增强电网系统稳定性起着十分重要的作用，是一项投资少，收效快的降损节能措施。配电网中常用的无功补偿方式包括：变电所集中补偿；配电线路分散补偿；负荷侧集中补偿；用户负荷的就地补偿（在电动机处安装并联电容器）等。
1、变电站集中补偿方式
要平衡輸电网的无功功率，可在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输配电网的电能质量，提高功率因数等。集中补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，优点是管理容易、维护方便，缺点是对配电网的降损起不到作用。
2、负荷侧集中补偿中补偿方式
目前，国内较普遍采用的另外一种无功补偿方式，是在配电变压器二次侧进行集中补偿，集中补偿分为固定容量补偿和自动补偿，均可最大限度的挖掘变压器的容量潜力，增大负载能力。根据P=S·cosΦ，当功率因数cosΦ=1时，有功功率P等于变压器的视在功率S，而一般自然功率因数在0.6～0.7之间，如不进行补偿，供电变压器的效率就很难提高。例如，1000kVA的变压器仅能带600～700kW的有效功率。特别是自动补偿，功率因数可控制到0.95～0.98，其增容效果显著。电容器的安装环境选择有利于日常维护、保养的地方，有利于延长电容器的使用寿命。在这种方式下，补偿装置通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏不等，它是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。主要目的是提高专用变压器用户的功率因数，实现无功功率的就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有一定作用也保证该用户的电压水平。
三、无功补偿的原理
在电路中，电感电流与电容电流方向相反，相位相差180度，把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接入同一电路，使两者的电流相互抵消，可使电流与电压相量之间的夹角缩小，提高电能做功的能力，这就是无功补偿的基本原理。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。有功功率、无功功率和视在功率之间关系。
其中S为视在功率（kvA）；Q为无功功率（kVar）；P为有功功率（kW）。在有功功率P一定的情况下，用电设备的功率因数cosΦ越小，则系统的无功功率Q越大，必然消耗电力系统的无功功率，变压器和供电线路的导线的容量随之增大，因此，对无功功率进行补偿以提高功率因数、节约电能、提高运行质量具有非常重要的意义。
四、配电网无功补偿现存的几个问题
1、补偿的方式问题
目前对于很多电力部门来说，无功补偿的方式还停留在对用户的补偿方面，也就是只注意到补偿用户的功率因数，而不是关注整个电网运行的线路损耗，为了提高某一部分的功率因数，不断的增加补偿设备，这种方式固然能够降低线路的损耗，但是这样工作方式效率不高，同时又增加了资金的投入，因此解决此类问题的办法是通过计算机的无功补偿的计算，确定出各个补偿点最有效的补偿方式和补偿量的大小，这样才能够以最小的代价换来最大的效益
2、谐波问题
补偿设备中的电容器具有一定的滤谐波的能力，线路中谐波量过大时就会影响到电容器在线路中的使用寿命，甚至会对电容器造成直接损坏，并且电容器还能够将线路中的谐波进一步的扩大，使得系统中的谐波含量更大进而影响到系统的运行，此外，其他形式的补偿方式同样也会受到谐波干扰的影响，造成补偿控制失灵的现象
五、10kV配电网无功补偿装置的安装和接线
10kV配电网无功补偿装置安装技术要点是：
1、必须要保证接入智能控制器的电压、电流的相位正确，才能确保投退电容器指令正确。因为，在安装过程中易发生电流互感器反相、电压电流错位的情况，因此，装置安装完成，初次投入运行时，必须实测输入智能控制器的电压、电流的相序和相位；
2、电流互感器必须监测配电变压器的总电流，即电流互感器必须装在并联电容器之前的总路上，这样智能控制器才能感知投退电容器后的电流相位变化；
3、保证分补电容器与应补的单相负荷相对应，即哪一相功率因数低则应投入对应相的分补电容器。10kV配电网无功补偿装置测量点的接线，主要是补偿装置的电容器组和电流的引入点，特别是电流的引入点，在实际接线中往往被忽视。电容器组的引入点，指电容器组的总进线在被补偿系统中的公共连接点处；电流的引入点，指补偿装置用的电流互感器在被补偿系统中的安装点。正确的方法是，以负荷的供电电源为参考点，电流互感器的安装点必须在电容器组的总进线公共连接点电源之间，即电流互感器测量的电流必须包含流过电容器组的电流，否则，在电容器分组投、切状态中，无功补偿装置测量显示的有功、无功功率和功率因数cosΦ值将不会变化，造成无功补偿装置投、切效果无法判断。这个问题不引起重视，必然在安装过程中造成隐患和返工。
六、10kV配电网无功补偿装置的效益分析
在配电网的运行中，功率因数越高，则电网中的视在功率用来供给用户的有功功率越大，线路的无功功率损耗越小，电网的输电损耗便越小。适当利用10kV配电网无功补偿装置，提高配电网及用户的功率因数，不但可以充分提高供电设备效率，减少线路损失，改善电能质量，而且可以为用户节约电费，有很高的经济价值。例如某条10kV供电线路，有功负荷为3000kW，线路长4.5km，导线型号为LGJ.95（电阻率取0.33D/km）。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，即母线出线电压需为10.495kV才能保证负荷端电压为10kV。在加装无功补偿装置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，线路电阻消耗功率131kW，线损率为4.20%，线路压降为0.417kV。由此典型10kV线路可以看出，负荷功率因数由0.8提高至0.95，其线损率可降低1.63%。对于年售电量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）计算，就是800万元的经济效益。
因此，10kV配电网无功补偿装置的经济效益是显而易见的。
七、10kV配电网应用无功补偿技术的要点
10kV配电网应用无功补偿技术时应该注意设备空间、安装环境、维护工作量、控制成本以及保护装置的配置等客观环境的影响。所以，一定要结合工程的实际需求来对其进行合理的设计。在10kV配电网无功补偿装置安装过程中要注意以下几点：
第一，10kV配电网无功补偿容量的确定。在对配网线路无功补偿时，一定要对其容量进行严格控制，要防止过多、过密的无功补偿电容器带来的散热影响和安全隐患，对于10kV及以下的配电网最好采用设计要求和强制规范的电容器组。在对配电线路上的无功补偿装置的容量进行设置时，一定要以最大程度地降低线损为设置原则。一般情况下，无功补偿装置的容量最好为线路平均无功负荷的2/3，因此，在安装无功补偿装置时，一定要对待装线路的实际负荷情况进行全面的调查、分析，以此确定无功补偿装置的容量范围。
第二，确定补偿装置的安装位置。在选择无功补偿装置的安装位置时，一定要遵循无功就地平衡的原则，且在安装的过程中，一定要尽量减少配网主线上的无功电流。大量的实践及研究表明，每条配网线路上最好只安装1台无功补偿装置，其最佳的位置在负荷的2/3处。通过对电容器的最佳安装位置以及无功补偿的容量这两方面的内容进行科学合理的规划，就能改善电网运行过程中的线路损耗及电压质量，使其满足经济社会建设过程中对电力的需求。
第三，确定无功补偿装置的接线形式。在对无功补偿装置进行接线的过程中，要根据设计和配电网实际选择接线形式，每相最好只连接1台电容器装置，以便降低补偿装置在运行过程中的故障率。
八、结束语
在中压配电网运行的过程中采用无功补偿技术是一种常见的技术过，通过无功补偿技术的应用能降低能源的无功损耗，提高电网的功率因数，保证电网运行的连续性及稳定性。
参考文献：
[1]邓孟.10kv配电网无功补偿优化及分析[J].科技致富向导，2012，2（02）：25-26
[2]马珍珍，王玉俊.配电网无功补偿方式的研究[J].中国电力教育，2010，6（32）：59-60