探讨10KV配电网中低压无功补偿装置的设计及应用
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摘要：无功补偿是提高电压质量、减少损失的最有效方法之一。对10KV配电线路和低压客户进行无功补偿装置的安装，既实现了无功就地平衡，同时又减少了线路中的无功耗损，降低线损，稳定电压，从而达到了预期效果。本文主要针对当前电网中10KV配电线路的无功补偿装置的设计及实际应用，同时介绍了无功补偿装置的设计要求及原则、补偿方式与装置的选择、装置安装注意事项及装置的维护和保养。
关键词：10KV配电网无功补偿配电系统设计应用
近年来，随着社会经济的迅猛发展，人民生活水平不断提高，城市化建设正如火如荼地进行着，各种小区楼盘、商场、宾馆、办公楼等民用建筑大量兴起，以致电力需求不断增长，电力系统负荷功率，谐波源和负载不平衡造成的影响增在日益增加。但是传统的用电负荷多为功率因素较低的单相电感性负荷，其在电网中滞后无功功率的比重较大而且波动较大，因此，传统的方法已远远不能满足电力系统的要求。同时，随着超大功率半导体器件、电力电子应用技术和控制技术的发展，无功补偿和电网谐波治理新技术有了较大的发展，尤其是静止式无功补偿器的发展。本文结合笔者多年的实践经验，在低压系统的负荷中提出以串联谐振注入式有源滤波器为基础的无功和谐波综合补偿方案，以满足不断增长的电力需求。
配电网10KV中低压线路无功补偿装置的设计
1、无功补偿装置的设计要求及原则
无功补偿装置的设计要求及原则是：1）运行中的智能无功补偿控制器要保证线路系统稳定，保证没有振荡现象出现，同时又要能兼顾补偿效果；2）电容器自由选择并组合，尤其是配电系统三相中的每一相无功功率的大小可以智能选择电容组合，如循环切投、智能切投；3）无谐波，控制器应具备抗干扰、缺相保护、闭锁保护等功能和辅助接点，以保证其工作期间的低能耗及避免对电网产生冲击；4）智能低压复合开关应能实现过零投入和过零关断，同时还要保证开、关时的无通流；5）要求投资少，安装方便又能产生较好经济效益。
无功补偿方式的选择
哪需要无功就在哪补偿从而使整个系统都不传输无功电流，这是理论上的最好的无功补偿方式。但实际电网中由于变压器、输电线路及各种负载都需要无功，所以这种最好的补偿方式是不可能做到的。因此，实际电网中就补偿装置的安装位置有以下几种补偿方式：①用户负荷的就地补偿；②负荷侧集中补偿；③配电线路分散补偿；④变压器集中补偿。负荷侧集中补偿是指变压器的低压侧利用自动功率因数调整装置，使其随着负荷的变化而自动地将电容器的部分或全部容量切除。负荷侧集中补偿是低压配网无功补偿最常采用的方式。
无功补偿装置的设计
由于配变安装低压无功补偿装置可以使居民区电压质量得到极大的改善，减少电能输送过程中的损耗，且满足我国建设节约型社会的要求，因此变电所尤其是具备条件时的箱变应安装低压无功补偿装置。低压无功补偿箱应根据无功功率的需量及电能质量要求采用可自动过零投切、分相补偿的智能型免维护无功自动补偿装置。低压无功补偿箱一般设置于变电所低压开关柜内。其容量配置一般应在配变容量的15%以上。对于循环切投控制、分相补偿笔者建议可采用晶闸管-交流接触器复合投切电容器形式来实现，而系统的测量与控制可采用微处理器实现。首先，电容器选择时应优先考虑干式、自愈式阻燃型电容器，其中电容允许偏差-5%~+10%，135%额定电压是最大过载电压，允许最高环境温度+55℃。分组时要按变压器额定容量的30%作用进行一次性配置分组。
电容器在安装时应注意以下几点：1）为使电容器相间平衡应在其安装前分配一次电容量，而偏差不可超过总容量的5%；2）电容器安装时，为防止装配应力而损坏电容器套管，破坏密封而引起漏油事故，每台电容器的接线最好采用单独的软线连接母线，避免采用硬母线；3）应注意电容器回路中有无不良接触，因为任何不良接触都可能引起高频振荡电弧，使电容器的工作电场强度增大和发热而早期损坏；4）为防止分组母线开关断开时产生自激磁现象，应在低压分组母线电压开关的外侧连接分组补偿低压电容器；5）对于集中补偿的低压电容器应为其专设开关，并将其安装在线路总开关的外侧，尽量不可安装在低压母线上；6）全部电容器组应采用低压塑壳式断路器保护，分组电容器应设置熔断器保护。
10KV线路无功优化智能系统的研究与实践
自动化系统无功化使用DotNet技术开发，并通过C/S结构运行，数据库使用SQLSERVER的2005设计与管理系统。在客户端系统上运行后就可随时对服务器进行访问，监控设备状态在线补偿，客户可以统计和分析数据库的数据，同时会自动生成Excel文件存储的统计报告的形式。自动化系统是一个由远程主控制系统和微机控制系统组成的网络，微机控制系统主要有本地通信和远程通信两个。无功补偿远程无线集控系统采用了大规模集成电路技术，使用了遥控器设置GPRS无线通信技术、自动化设备、远程监控、无线数据传输，其控制显示器主要是由一种单芯片16位微处理器、一套电信系统、一套核心监管系统、智能手机芯片技术组成。该系统具有高可靠性、高精度、高精度A/D转换器、高抗干扰、功能齐全、易于安装等特点，其中后端系统软件具有灵活、易于安装、操作简单的优点。
结论
综上所述，配电网10KV无功补偿智能系统的补偿和能力点的最佳位置的确定主要是通过电压开关模式来决定。在同一时间内，利用通讯技术来交换设备安装点的电压数据的实时监测，避免了为考核电压单独安装电压监测装置需要到现场读取数据的繁琐。另外，应定期对运行中的无功补偿装置进行维护和保养，相关人员应按规程规定定期对其外观进行巡视检查，若发现问题应及时停止使用，以避免发生故障；要定期清洁无功补偿装置内部和电容器外壳，保证他们不变形、不破损、不漏油；为防止线路上某个接触处出现问题而使电容器损坏甚至整个设备发生事故，应对接有电容器组的电气线路上所有接触处的可靠性进行检查，如开关、断路器、接地线、熔断器、通电汇流排等；同时要注意电容器组投入时环境温度应高于-40℃，运行一年平均温度应在20℃以下。
参考文献：
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