浅析农网无功优化补偿模式

 1  高压网无功优化补偿模式与分析

高压网无功优化补偿主要是在变电站10KV母线侧进行集中补偿，补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿，补偿容量按主变压器容量的10%-30%配置。根据采用不同的无功补偿装置主要可分为电容器固定补偿以及自动投切无功补偿两种模式。

1.1电容器固定补偿

电容器固定补偿方式因其具有成本低、回收快、接线简单、便于维护等优点在高压网中得到广泛应用。采用电容器固定补偿的特点有：

（1）不能随实际负荷的变化自动调整无功补偿容量，当无功负荷波动较大时，容易出现过补偿和欠补偿现象；

（2）补偿容量不宜过高，一般不超过主变容量的15%，补偿后功率因数不高，当主变轻载后必须及时切除投入的电容，否则可能会因过补偿使电压升高造成事故；

（3）在投入较大补偿容量时会因合闸涌流对线路产生冲击；

1.2自动投切无功补偿

为达到理想的补偿效果，让变电站内的电压无功综合控制装置发挥应用的作用，在变电站10KV母线上适当安装自动投切无功补偿装置，与电容器固定补偿相比，可以提高无功补偿精度，降低高压网电能损耗。自动投切无功补偿装置主要有以下特点：

（1）可根据无功负荷的变化自动投切电容器组，使功率因数和电压始终保持在规定范围内，且不会出现严重的过补和欠补现象；

（2）能实现电容器组自动循环投切，使单组电容器和各投切开关使用几率接近，延长设备使用寿命；

（3）能够与有载调压变压器结合实现电压无功综合自动控制，并可具有过电压等保护功能；

（4）补偿级数（即补偿电容器分组数量）越多，补偿精度越高，装置的成本增加，体积增大。

2  中压网无功优化补偿模式与分析

中压网无功优化补偿主要指农网10KV配电线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿。根据所选择补偿位置和补偿功能的不同，中低压无功优化补偿可分为配变低压侧集中补偿、线路补偿、配变低压侧集中补偿+线路补偿几种模式。

2.1配变低压侧集中补偿

配变低压侧集中补偿就是在配变低压侧安装无功补偿装置，实现低压电网无功就地平衡，在目前农网中应用较普遍。配变低压侧集中补偿，主要补偿配电变压器及其无功负荷消耗的无功功率，实现低压台区就地无功平衡，有效减少配电变压器和配电线路的损耗。但对配电变压器逐台补偿，会使补偿总量加大，补偿工程的投资增大，运行维护工作量大，因此目前我国电压无功管理规定中仅明确要求对100KVA及以上的配电变压器或有特殊需求的小容量变压器进行无功补偿。

2.2线路补偿

农网配电线路广泛采用大树干、多分枝的单向辐射型供电方式，这些线路一般都具有负荷率低、负荷季节性波动大、配电变压器的平均负荷率低、供电半径长、无功消耗多、功率因数低、线路损耗大以及末端电压质量差等特点。对线路较长、负荷轻且较为集中的中压馈线，可只进行线路补偿。

配电线路补偿主要是补偿线路上感性电抗所消耗的无功功率和配电变压器的励磁无功功率损耗，能有效改善电力线路的运行性能，降低电能损耗，提高线路末端电压。若采用手动投切的并联电容器固定补偿方式，补偿容量配置可按照所有配电变压器空载损耗总和。该补偿方式不能够减少传送用户功率而引起的配变损耗，与逐台配电变压器装设无功补偿装置相比总投资少，维护工作量小。

2.3配变低压侧集中补偿+线路补偿

配变低压侧集中补偿的优点是补偿后功率因数可明显提高、降损节能效果较好。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散，因此补偿工程的投资较大，运行维护工作量大。如果10KV线路长、负荷重、功率因数低，可采用配变低压侧集中补偿与线路补偿相结合的方式。配变低压侧集中补偿可使低压配电台区实现分层、分区就地平衡，线路补偿用于补偿线路无功基荷和未进行无功补偿的配电变压器空载损耗部分，可有效提高线路功率因数，大幅度降低线路损耗。

3  低压电网及以下用户侧无功优化补偿模式与分析

低压电网及以下无功优化补偿主要针对低压电网末端用户侧的电动机随机补偿。电动机消耗的无功功率约占整个低压电网消耗无功功率的60%-70%，提高电动机的自然功率因数可有效降低低压电网的电能损耗。低压用户侧无功补偿依据选取的补偿位置和补偿方式不同，可分为电动机就地补偿、配电室集中补偿以及电动机就地补偿+配电室集中补偿几种模式。

3.1电动机就地补偿

就地补偿适用于用电设备负荷平稳、连续运行以及环境正常的场合，电动机功率不宜太小，一般年运行时间在1500h及以上，输出功率在5KW及以上的电动机宜于采用就地无功补偿。

3.2配电室集中补偿

工厂、车间安装的电动机，如就地补偿有困难时，可采用装设分级、分相自动投切无功补偿装置在动力配电室集中补偿的方式。该补偿方式不需对电动机逐台补偿，补偿装置的一次性投资少，安装、维护工作量小，便于运行管理。

3.3电动机就地补偿+配电室集中补偿

在配电网中除了较大功率的电动机之外，还有许多小功率电动机、不适于就地补偿的环境及其他感性负载，可采用用户端电动机就地补偿与配电室集中补偿相结合的补偿方式。该补偿方式在县级电网各类无功补偿方式中无功经济当量最高，综合经济效益较好。

以上简要分析了农网无功优化补偿的几种模式，目前随着对无功功率重要性认识程度的不断提高，对农村电网无功优化补偿作为一种提高电网安全性、经济性的重要手段，越来越普遍地得到了认同。采用科学合理的无功优化补偿模式，逐步规范和加强农村电网无功优化建设工作，增强全网的无功补偿和电压调控能力，提高无功综合管理水平，实现无功精细化管理，提高电网经济运行水平和电压质量，将为新农村电气化建设及农网改造升级工程建设做出更大的贡献。