一种农村配电网电压提升补偿装置

一种农村配电网电压提升补偿装置

刘琼郑伟强

盘锦供电公司124000营口供电公司115000

摘要：当前辽宁农村经济不断发展以及新农村建设不断推进的过程中，居民的生活条件发生了翻天覆地的变化。同时各项惠农政策以及家用农村家用电器补贴政策的实施，使得了农村地区的大功率用电器和用电设备数量有了加大的增长。

关键词：农村配电网；10kV线路；无功优化

前言：农村配电网10kV线路如实现无功补偿智能系统，按电压投切方式来确定最佳补偿点的位置和容量。电压型无功投切装置，采用了现场取电压在局调度室获取无功功率和功率因数的通讯技术，将会克服以往投切装置同时采集电压、电流使设备体积大、造价高的弊端。同时对提高农村10kV线路电压质量、减少线损、提高功率因数都是有益的，对客户、对电力企业是双赢的好事。

1无功补偿装置的选则

1.1无功补偿装置参数的选取

（1）电容器额定电压的选取

确定电容器额定电压既要考虑串联电抗器对电容器电压的抬高，也要考虑由于投入了电容器组对母线电压的提高。在《规范》中有电容器额定电压的计算方法

?(1-K))即按6%及以下的电抗率时10kV级电容器额定电压选的电抗率时，电容器额定电压选的方法选取。

（2）串联电抗器额定电流的选取

《规范》中5.5.5规定：“串联电抗器的额定电流不应小于所连接的电容器组的额定电流，其允许过电流值不应小于电容器组的最大过电流值。”，实际设计中有的将电抗器额定电流值选小，按照错误的参数使设备的导体截面选小，运行中造成导电部位发热或渗漏。

（3）双星形接线中性线电流互感器加避雷器的参数

电容器组容量较大，需要设计成双星型接线时，在中性线要设计有电流互感器。为了使电流互感器不致因短路电流和高频涌放电流冲击而损坏，《规范》5.8.6条中要求在电流互感器的一、二次侧同时装设低压避雷器或只在一次侧装低压避雷器，而多数设计单位却在双星形接线一次侧未考虑装设低压避雷器。

2农村配电网10kV线路无功优化

2.1.农村配电网10kV线路无功优化智能系统设想

无功优化自动化系统采用DotNet技术进行开发，以C／S架构的方式运行。运行在客户端的系统可随时与服务器交互，监视线路上各补偿装置的运行状态。系统服务器端将获取的实时数据存储在数据库中，数据库采用SQLServer2005进行设计与管理。系统客户端可对存储于数据库中的数据进行分析与统计，并可生成统计报表或以Excel文件的形式导出。

2.2.系统功能设想

（1）数据导出功能。用户指定查询或统计条件，可查询出满足统计条件的投切事件或统计信息。用户可将统计信息导出到文本文件或导成Excel文件，便于用户在Excel系统下对数据进行分析或制作出满足要求的统计报表。

（2）拓扑维护。考虑到线路改造或移动补偿装置的位置等因素，将系统设计成可允许用户维护的方式。用户只需在拓扑窗格中选定指定的静态补偿电容器，即可为其录入投切状态变化事件。

（3）投切事件查询与容量统计。系统用户可以通过指定查询时间，并选定查询线路的方式查询某条线路上的所有电容器在某一天的运行状态变换，并同时在图中绘制出无功变化曲线，以及投切曲线。以直观的方式支持用户分析系统的运行状况。用户可以年或月为单位，统计指定线路在该时间范围内的投切容量。统计数据来源于记录在系统数据库中的投切事件变化。

（4）系统运行状态要实时更新。而当投切装置动作后，系统服务器端将该事件通知给系统的客户端，系统的客户端接到通知后，将会更新客户端的运行状态显示，同时将投切事件记录在数据库中，用于作为统计数据的来源。

2.3.无功补偿远程无线集控系统设想

要利用GPRS通信技术，实现对自动装置的远程无线监测与数据传输。本系统后台软件要灵活、安装要简便、要易于操作，运行环境只需Win9x~xp操作系统及通用Access数据库软件，不需要单独维护。

2.3.1系统构成

系统要由上级远程主控微机、下级执行微机和远程通信网络组成两级微机控制系统。收到上位机发来的控制目标值后自动投切补偿电容器，使线路保持在重负荷时稳定在0.95以上的功率因数，在轻负荷时不会出现过补现象。

2.3.2模糊控制算法流程

（1）调度自动化系统将线路首端的功率因数cosφ、无功功率Qi，下位机将实时电压Ui、开关的投切状态Ki，传送给调度室内的上位机；

（2）如果cosφmin<cosφ<cosφmax；uimin<ui<uimax，则线路中的投切装置维持原状态，否则，跳到3）；

（3）通过cosφ和Qi计算出所需补偿投入或切除的补偿容量QC；

（4）搜索满足投切条件的Ki；

（5）Qc?Qci=min且Qc?Qci，确定Qci的值和位置，线路中自动投切装置的各组电容Ｑc={Qc1，Qc2，Qc3.......}Qci={Qc，Q，…}（它是一个具有优先级的集合，越靠近线路末端的优先级越高）；

3实施及效果

结合农村10KV配电线路分布的实际情况，我们采用在10KV配电线路上选择最佳点，用双杆架设、加装智能型无功自动补偿装置。根据线路无功需求，实时自动投入或退出电容器组，对线路无功进行自动补偿和优化线路无功配置。我们选择6条负荷波动大、无功需求多、线损高、电压合格率较低的10KV线路进行了安装，通过安装前后的各项指标进行统计对比:(1)线损降低了。安装自动无功补偿装置的10KV线路高压线损比去年同期降低了1个百分点以上;(2)电压合格率提高了。通过电压监测点采集的数据分析，安装了自动无功补偿装置的线路电压合格率比未安装的线路高2—3个百分点;(3)设备的运行状态改善了。在实施了自动调节无功补偿的10KV配电网络，变电站10KV母线系统电压质量明显提高，同时，高压侧功率因素也提高了3个百分点。由于网络的功率因数和电能质量提高，使电气设备得到充分利用，又反过来促使网络传输能力增加，损耗下降。

结语：

随着辽宁城乡10kV配电网的快速发展，特别是农村配电网的快速发展，农电负荷容量迅速增长。由于农村10kV配电网受电半径大，线路损耗较大，受负荷、季节性变化等因素的影响比较明显，对电网无功的需求与日俱增，无功功率的缺口和波动范围越来越大。这就要求我们采取积极有效的方法，解决好无功补偿等问题。

参考文献：

[1]张勇军，廖民传.配电线路10／0.4kV综合无功优化配置建模[J].电力系统及其自动化学报，2009，21（3）.

[2]许文超，郭伟.电力系统无功优化的模型及算法综述[J].电力系统及其自动化学报，2003（15）.

[3]《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062；

[4]胡海燕，刘健，武晓朦.配电网低压侧自动无功补偿装置安装位置的优化规划[J1.继电器，2004，3（19）.