采用无功补偿方式的技术降损探讨

采用无功补偿方式的技术降损探讨

孙东方王杨方鑫勇顾炜杰李仕杰

国网浙江海宁市供电有限公司浙江省嘉兴市314400

摘要：在现如今这个市场环境之下，电力部门也面临着越来越复杂且残酷的市场环境和社会环境。在这种发展趋势之下，电力企业要想真正确保预期效益以及年度总运营目标的实现，必然要加强对电网线损的重视，积极使用有效的措施来对线损管理工作进行改善，借助于相应的措施来降低损耗。

关键词：无功补偿技术；降损；应用

引言

线损率是反映电网设计规划、生产、投入运行和管理运营水平的一个经济综合指标，在电网企业的运营管理中，线损管理非常重要。接下来，本文研究了无功补偿技术在降损中的应用。

1无功补偿技术概述

无功补偿技术主要是在不损耗电能的条件下，应用电容器等多种无功电源，将电能转变为机械能或者热能等能源，以此提高电压的质量，减少线路的损耗，有助于电力系统经济效益的提升。对于电气自动化系统而言，无功补偿技术的主要应用形式如下:在自动化设备中安装相应的无功电源，通过动态补偿，改变系统内的无功功率，减少电能在线路中的损耗。

2线损的含义及构成

电力网在电能的运送、管制、分派等运输枢纽中会对线路引致一定的亏损，将出现电能的效率损失，此称为供电损耗，简称线损。线损是供电企业不可缺少的效益技能，呈现了电力工程的出产进行和规划经管的水平。

2.1按损耗性质分类

(1)技术线损。技术线损它是由器件等组成的元件电能耗损称。技术线损顾名思义需要在技术层面来降低线损，一方面注入一定资金使得电力网的技术校正革新，另一方面，只改造电力网往常的运转方式。

(2)管理线损。由计量配置误差发生的线损以及由于经管者疏忽等原因造成的线损。如窃电和抄表等会计过程。对于控制线损，我们要果断奉行规范要旨、提升员工素质、加大监管力量，杜绝偶然误差，来实现减少线损管理的目的。

2.2按损耗的变化规律分类

(1)空载损耗。即不变损失。一般情况下对于变压器这种大多数都是铁芯的损耗，算法:空载损耗等于空载损耗工艺系数乘以单位损耗乘以铁心重量。

(2)负载损耗。即可变损失。当变压器二次绕组短路(稳态)，一次绕组流通额定电流时所消耗的有功功率称为负载损耗。算法:负载损耗等于最大的一对绕组的电阻损耗加上附加损耗。

(3)其他损耗。大多与管理因素有关。

2.3按损耗特点分类

(1)可变损耗。可变损耗如电力网的各个线路中的损失、变压器内部结构的损耗等。

(2)不变损耗。不变的损耗一般情况下指铁损，用Psum表示。

(3)不明损耗。不明损耗相当于现实与理想的相差电能消耗，即实际与理论损耗的跳跃。该种损耗存在偶然性，包括各种人为因素，自然因素等引起。

3无功补偿与节能降损的关系

图1功率因数与有功损耗关系

3.1提高功率因数

有功功率损失的计算公式为：

由式（1）可以看出，有功功率的损失和功率因数的平方成反比，加装无功补偿装置可提高供用电系统的功率因数cosϕ值，进而减小线路有功功率损失P∆在本电力系统中假定电压恒定，功率因数与有功损耗之间的关系可如图1所示。

3.2改善电压质量

线路电压的损失量与有功功率（P）、电阻（R）、无功功率（Q）、和阻抗（XL）的值成正比的关系，电压损失的计算公式为：

线损率与电压质量的关系为：

由式（2）可知，配电网加装无功补偿装置后，线路中的无功功率减少，电压损失减小，从而使低压配网电压质量得到改善。对于固定的电网结构，在输送功率不变的情况下，P、Q、R可认为保持不变，这时由式（3）可知电压提高的百分数与降低的线损率成正比，其关系可如图2所示：

图2电压与线损关系图

3.3提高输电电压降低线路电流

根据欧姆定律，输电线路中电阻上产生的电能损耗与电流I的平方成反比，如果用电设备的功率因数不等于1，可将电流I分解为有功电流分量IC和无功电流分量IL，其向量关系如图3所示。

图3无功补偿向量图

正常的用电负荷一般为感性负荷，负荷电流既有有功分量IR，又有无功分量IL，总电流I是电流IR与IL的向量和，滞后于电压φ。将电容器组与负荷并联以后，IC与IL相位相反，可以抵消一部分感性无功电流，从而使电感电流IL减小到IL'。由图3可以看出，总电流由I减小到I，功率因数角由φ减小到φ'。有功功率损失的计算公式为：

由式（4）可知，有功功率损耗量与线路中总电流的平方成正比，加装无功补偿装置，减小角，从而减小线路中的总电流I，即可降低线路的有功损耗。

4无功补偿方式技术在降损中的应用

4.1对电网结构进行调整

在配电网线损管理过程中，电网结构好坏可以说是降损是否有效的关键因素，在整个线损管理之中有着较为显著的价值。1）对电源位置进行合理安置。在电网结构调整过程中，电源设计这一方面可以将设备选型适当超前，而负荷则最好是要优于电源侧。在进行电源位置安排的过程中，一定要看是否有设立在负荷的中心位置。因为历史原因，低压电网大多属于单端树干式供电方式，而在城镇则大多是沿着马路架设出一条干线，没有结合负荷发展情况进行考虑。针对这一现象可以对其进行适当改善，可以在位置安排过程中将其设定在负荷中心位置，能起到降低线损的效果；2）以经济供电半径来配置出相应的电源点。在降低线损的过程中，如果该地属于农村地区的话，则可以使用小容量、密布点、短半径等方式来进行配置。反之，如果是在城区等位置的话，则可以使用短半径、大容量、密布点的方式来进行配置，同时还可以积极使用并联配电变压器组式接线方式来进行合理配置，这样也能进一步保障线损管理的效果，降低线损。

4.2低压配电网集中补偿

为改善低压配电网电压质量，满足配电变压器、配电线路无功需求。在配电变压器低压侧进行集中补偿，就地补充负荷的无功消耗，减少无功功率流失。这种补偿方法就是低压配电网集中补偿。

4.3对电网运行电压进行适当调整

在电力网之中，如果输送容量不发生变化的话，电流和电压所呈现的趋势是反比，这个时候需要对其运行电压进行提升，尽可能的提高力率，才能够起到降损的效果。为此，在对配电网中进行线损管理的过程中，还可以对电网运行电压进行适当调整，不能只是片面的去提高运行电压。因为符合越低的话，其运行电业也就会变得越高，这个时候其所造成的损耗也会越来越大。

4.4尽可能降低配电变压器的电能损耗

配电变压器的损耗主要指的是配电网之中较为重要的构成，对于能否有效降低损耗有着较为显著的影响。对于这一点，首先需要将那些高耗能的配电变压器进行淘汰，将低能耗变压器作为首选，尤其是在现如今这个新材料、新技术不断发展的时代下，各种各样的低能耗变压器也在不断的涌现，是借助于较为先进的单晶合金变压器就能很好的降低损耗，相对于传统的变压器而言能够降低到70%左右；其次，还可以将空载配电变压器进行停用，亦或者是积极使用字母变这一措施，母线及环网配网系统一次连线图，借助于这种方式能够按照负载进行有效的切换，进而也就能够起到降低损耗的效果。

结语

电力系统的安全、稳定运行过程中每一项运行参数都不是独立存在的，而电网的损耗率同样也受各项参数的影响。适当地在电力系统的相应位置加装无功补偿装置，能够提高系统功率因数，解决电压降低问题，减小流经输配电线路电流，降低输配电线路的有功损失，达到节能降损和增加企业收益的目的。

参考文献

[1]刘康鑫.探究10kV配电网的线损管理及降损措施[J].山东工业技术,2017(8):155.

[2]温爱玲.10kV配电网的线损管理及降损措施[J].安徽电力,2010(1):64-67.