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隨著低壓用電客戶數(shù)量的不斷增多，低壓配網(wǎng)的服務(wù)面積也不斷拓展，為了確保配網(wǎng)高效、安全運行，保證其運行的經(jīng)濟效益，有必要采用無功補償方式，從而提高供電服務(wù)水平。然而，無功補償?shù)年P(guān)鍵是選好補償方式，科學(xué)地計算補償容量，而且還要保證預(yù)期的補償經(jīng)濟效益。

一、0.4kV低壓電網(wǎng)無功補償方式

1 線路補償

此補償方法簡單說就是把戶外并聯(lián)電容器設(shè)置于架空線，通過這種方式來優(yōu)化電網(wǎng)，提升其功率因數(shù)，最終能夠降損降耗、并提高電壓水平。此補償方法通常適合10kV電網(wǎng)系統(tǒng)，目前尚未在0.4kV配網(wǎng)系統(tǒng)得到普及。該補償方式的運用需要一定的要求和條件的限制，這是因為并聯(lián)電容器距離變電站較遠，為保護的配置帶來困難，而且此補償方式對外界環(huán)境、條件等較為敏感，從而帶來一系列問題。具體實施需要達到下面要求：

（1）控制補償點數(shù)量

通常來說，多點補償會隨著補償點數(shù)量的增多，成本對應(yīng)上升，主要包括安裝、維修等成本。因此，盡量控制補償點數(shù)量，或者選擇單點補償。

（2）簡化控制模式

線路補償盡量避免分組投切，因為這其中涉及到互感器的設(shè)置，需要更多的資金投入，后期維修工作繁重，而且會干擾電容器的安全運轉(zhuǎn)。

（3）合理選擇補償容量

必須把握好補償容量，超出合理范圍，會造成補償浪費問題，特別是當(dāng)配網(wǎng)處于輕載狀態(tài)下，此問題會更明顯。而且由于桿塔的承受能力有一定的限制，所設(shè)電容器過多，會影響其自身的安全運行。而且要確保接線方式簡化、明了，最佳接線模式為各個相路僅安裝一個電容器，這樣才能有效防范故障問題。而且也要盡量簡化保護模式，通常來說在過電流保護方面可以選擇熔絲法。

（4）諧波防范問題

電容器被科學(xué)設(shè)置與安裝后，必須重視諧波的防范，控制諧振問題的出現(xiàn)。

本文所指的配網(wǎng)無功補償主要面向0.4kV低壓配網(wǎng)，具體是對該線路中各個用戶的負(fù)荷需求來說的。行內(nèi)研究者對線路補償方式做出了特定研究，分析了其優(yōu)勢、劣勢，并提供了具體的容量計算方法。其優(yōu)勢具體體現(xiàn)為：成本低、回收快、簡單易操作、方便維修、補償效率高、補償能力強、靈活度高等，更加能夠滿足低功率因數(shù)、重負(fù)荷的距離較大的配網(wǎng)線路，其缺陷體現(xiàn)在：負(fù)荷處于動態(tài)波動狀態(tài)，因為此方式具有穩(wěn)定、固定等特征，其靈活性較差，適應(yīng)性也不強。特別是遇到高負(fù)載情況時，無法達到預(yù)期的補償效果。

2 就地補償

就低補償是一種常見的無功補償方式，也適用于0.4kV低壓配網(wǎng)。該補償處在低壓配網(wǎng)尾部負(fù)載的位置，能夠為負(fù)載供應(yīng)對應(yīng)的無功功率，以此來控制0.4kV配網(wǎng)的無功流量，達到節(jié)能降損的目的。現(xiàn)階段，隨著城市化進程的加快，用電客戶不斷增多、用電范圍持續(xù)擴大，用電量也持續(xù)上升。這無疑加劇了相關(guān)生產(chǎn)制造企業(yè)、生活區(qū)等對無功功率補償?shù)男枨罅俊？梢圆捎米詈唵蔚慕拥匮a償方法，也就是直接針對用戶末端實施補償，不僅能達到節(jié)能降損的目標(biāo)，也能確保配網(wǎng)的電壓合格。

此補償方法的優(yōu)勢體現(xiàn)在：有效控制線損率，控制電壓的損耗，提升電壓水平，確保電壓質(zhì)量。為用戶提供更加高質(zhì)量的供電服務(wù)，確保其用電設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)，同時能有效釋放系統(tǒng)能量，保證供電質(zhì)量。與此對應(yīng)的劣勢為：一般參照配電變壓器低壓端最大無功功率來選擇選取補償容量大小，然而，由于負(fù)荷不穩(wěn)定，長期處于波動狀態(tài)，在各個時間段電容器可能處于空載狀態(tài)，從而導(dǎo)致補償?shù)睦速M。

（1）科學(xué)定位

補償?shù)亩ㄎ皇乔疤岷完P(guān)鍵，普通的居民區(qū)，一般將其安裝在幾大配電箱進線的位置，具體囊括的空間位置為：居民樓總配電箱、樓梯單元以及專門用戶的配電箱。通常來說，一個用戶的負(fù)荷<6kW，無功需求處于動態(tài)變化狀態(tài)，投切短促且頻繁。要參照線路終端總?cè)萘縼韮?yōu)選補償點。

（2）特別注意

由于終端無功補償較為特殊，例如：線路尾部負(fù)荷變化范圍大，基荷占據(jù)小比重，隨著季節(jié)、人們活動等的變化，負(fù)荷變化也較大，而且負(fù)荷容量也相對小，分布不集中，為功率因數(shù)的確定帶來困難。而且終端補償通常空間有限，缺少專門維護，補償設(shè)備要參照電氣設(shè)備來選型、投入，問題顯然存在。

二、補償容量的合理計算與選擇

1 電容器補償容量的計算

所謂的功率因數(shù)等于有功功率同視在功率的比值，P/S該比值增大，意味著用電設(shè)備高效工作，電能得到徹底、有效運用，可見功率因數(shù)變大的優(yōu)勢，其合理的數(shù)值范圍應(yīng)該在0.90～0.99，但不能無限趨向1，因為這時候?qū)ρa償電容器提出更高要求，需要增加投資。具體通過以下公式計算：Qc=anPjs（tgΦ1-tgΦ2）

2 補償容量的最佳計算

（1）無功經(jīng)濟當(dāng)量

主要指的是在電力系統(tǒng)某個部位，每提升或降低1kVAr無功功率將導(dǎo)致的有功功率損耗的變化，也會對應(yīng)形成一定的數(shù)量值。所以，實際的無功補償后，無功經(jīng)濟當(dāng)量會利用以下公式計算：

c1=dΔP/dQ|Q=Q1=2Q1R×10-3/U2

c2=dΔP/dQ|Q-Q1-Qc=2（Q1-Qc）R×10-3/U2

C1、C2分別代表補償前與后的無功經(jīng)濟當(dāng)量。從上面的公式能夠看出，電網(wǎng)各處各個量之間的關(guān)系，其中無功經(jīng)濟當(dāng)量同無功功率、電網(wǎng)電阻呈正相關(guān)，然而，補償效益卻會因為補償容量的上升對應(yīng)下降，這些關(guān)系都需要重點關(guān)注。

（2）無功補償當(dāng)量

當(dāng)配網(wǎng)某點設(shè)置無功補償容量Qc時，單位補償容量會導(dǎo)致有功損耗下降，其中的下降量就是無功補償當(dāng)量。

（3）二者的整合計算

此系統(tǒng)中第n段其電阻設(shè)為Rn，其無功功率：Qn1，則能夠很輕松計算出第n段末端補償之前與補償后各自無功經(jīng)濟當(dāng)量值與補償當(dāng)量值，具體用以下公式表示：

因此，電網(wǎng)某一點發(fā)生無功補償后，其有功損耗的減少量則等于位于此點之前的不同段的有功損耗減少量的合計數(shù)量，具體通過以下公式表示：

三、無功補償?shù)男б娣治?

1 臨界補償容量

配網(wǎng)系統(tǒng)某點CN1>Ccr，意味著此點能夠進行補償，然而，經(jīng)過補償，對應(yīng)的無功經(jīng)濟當(dāng)量會下降，達到CN2，對此要形成新的條件，那就是確保CN2>Ccr，對應(yīng)得出經(jīng)濟當(dāng)量公式，以基準(zhǔn)電壓為依據(jù)進行計算，最終得出以下式子：

通過分析上面的公式，可以得出，對電網(wǎng)某點進行補償時，要想受到理想的效益，就應(yīng)該確保實際的補償容量在臨界補償容量以下，這樣才能確保補償成本產(chǎn)生效益。

2 無功臨界當(dāng)量

無功補償能夠創(chuàng)造良好效益，例如：控制有功損耗，得到預(yù)期的經(jīng)濟收獲。但是無功補償?shù)膶嵤┮采婕暗匠杀締栴}，能否確保成本在有限時間內(nèi)兌現(xiàn)成果，值得深入分析，無功補償過后，以年為單位能夠節(jié)省的電能費用：

其中，α代表電能價格，θ%代表每一年度補償設(shè)備的投運效率，這其中還要將設(shè)備折舊、維修等費用納入考慮范圍。

經(jīng)過一系列的計算、分析得出：要想確保無功補償收到良好的收益，實現(xiàn)成本的有效回收，就應(yīng)該確保被補償點，沒有被正式補償前，其無功經(jīng)濟當(dāng)量大于無功臨界當(dāng)量，如果前者小于后者，則將導(dǎo)致補償失去價值和意義，會耗費更多的經(jīng)濟成本。

結(jié)語

經(jīng)過對0.4kV低壓配網(wǎng)無功補償模式的分析與討論能夠得出，實際的電網(wǎng)系統(tǒng)補償方式的確定需要參照配網(wǎng)系統(tǒng)的具體狀況、實際特征等來對應(yīng)優(yōu)選補償模式，任何一種補償方式都具有一定的優(yōu)勢和劣勢，同時，也要科學(xué)地計算補償容量，要本著成本投資回報的原則來進行補償容量控制。