10 kV配电线路无功自动补偿装置的设计与安装

刘雪优

(四川电力职业技术学院 电力设备技术系，四川 成都 610072)

0 引言

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路等。在电力系统的主干线路中，电力电缆用来传输和分配大功率电能，而10 kV电力电缆主要作用是电能的传输与分配，是电力系统主干线中不可缺少的部分。虽然无功自动补偿装置具有补偿效率高、回收较快的优势，但在实际投入运行后则会产生各种各样的故障。由此，10 kV配电线路无功自动补偿装置的设计与安装十分重要，相关部门人员应该引起重视。

1 10 kV配电线无功自动补偿装置概述

无功补偿装置在10 kV配电线路运行中具有重要的作用，其中，有载调压变压器、同步调相机等都是常用的无功补偿装置。在这些常用的装置中，属于无功负荷的是有载调压器，可以消耗掉电网中的无功功率，因此，通常不会作为无功电源。同步调相机可以根据配电网的无功功率的实际，进行补充与控制。在实际应用中，10 kV的配电线路的无功功率低时，同步调相机可以当电源，提供无功功率，如果无功功率较高，同步调相机就会控制无功功率。并联电容器可以对电网、用户进行补偿控制。此装置安装便捷，能耗小，通常在户外的电杆上安装，电容器的容量要选择10 kV配电线路流动最小的无功负荷，防止出现无功倒送的情况[1]。10 kV配电线路无功自动补偿装置的设计，原理主要涉及电路输出有功功率与无功功率。用电设施在运行过程中，需要有功功率作为运行功率，将无功功率损耗掉，同时，电能也被转化为了其他形式的能源消耗掉了。在电感元件与电容元件里，电流做功的温度及方向是有差异的，将无功自动补偿技术合理运用到配电线路中，可减少电能损耗，保证较好的供电质量。

2 10KV配电线无功自动补偿装置的设计

2.1 无功补偿装置位置确定

在设计无功自动补偿装置时，根据10 kV配电线路情况，安装于线路负荷的2/3处。要改善电压质量，降低线路损耗，需要合理配置无功补偿容量，而且电容器的最合适的安装点要结合实际情况进行选择。通常，电容器的安装组数越多，线路的损耗就会越低，但由于电容器的造价较高，在安装组数量较多的情况下，会提高设备成本与维护成本。在实际的负荷线路中，安装两组电容器既能起到降低线路损耗的目的，又可以降低维护成本。无功补偿的装置安装要根据实际的工程需要，来确定合理的补偿位置，在同一配电线路中，补偿方式以单点补偿为主，而杆上补偿尽量避免分组投切的方式。接线方式与保护方式以简捷为主，按照需求严格进行执行，以此稳步提升装置的补偿效率与效果，最大优化补偿效果。

2.2 无功补偿点确定

无功补充装置可以有效地减少负荷线路中电能的损耗，提供供电质量。但是补偿点需要科学地确定好，只有确定好了补偿点，才能更好地让负荷电压得以优化。通常情况下，用功损耗主要包括有功与无功电流，补偿电容器的安装可以最大限度地减少无功电流，这样的话，有功损耗也就相应地降低了。补偿点的计算，需要在每个节点最佳容量补偿的情况下，从大到小依次降低有功线损的排列，从而将备选补偿点计算出来。补偿点的选择通常选在节点处，如果要计算出最佳补偿点，还需要利用非节点基础计算补偿算法，确定出最佳的补偿点。

2.3 无功补偿容量确定

对无功自动补偿装置设计，无功补偿容量确定十分重要，补偿量要合适，过大或过小都不能很好地起到补偿作用，只有补偿量在合理的区间内，才能将过电压、过补偿等现象有效地避免，以此优化电容器散热效果，提升电容安全性。对补偿容量的合理确定，可提高电压水平与降低线损，最终达到促进的作用。

3 10 kV配电线无功自动补偿装置的安装与维护

3.1 合理选择装置安装位置

对补偿装置在10 kV配电线路中安装，首先要注意选择安装位置，合理、科学的安装位置可对10 kV配电线路起到积极的作用。在安装该装置时，主要将10 kV配电线路负荷集中在末端部分，最终采取用户就地补偿措施。通常情况下，在安装补偿装置可以协助用户更好地管理电压电力容量，装置数量一般1～2组，可以有效地降低无功电流的流通率，更好地确保用户的用电安全。装置的安装要避开电源位置，尽量在非负荷集中区进行安装。在实际的应用中，为了确保安装有效且安全，通常将无功自动补偿装置在配电线路的1/4处或2/3处安装[2]。另外，就是在实际的安装过程中，要尽量地避开负荷的集中区域，最好在线路集中负荷的前方，而且安装流程要在确保人员安全、装置有效的基础上，尽量地简化、减少工作的时间，降低工作人员的工作强度。总而言之，补偿装置的安装位置要结合线路的实际分布情况进行，还要考虑工程的实际情况。只有科学合理地选择适当的安装位置，才能发挥补偿装置的作用，从而保障10 kV配电线路正常、有效运行。

3.2 全方位把控装置安装过程

无功自动补偿装置在10 kV配电线路中安装与普通的电路设备安装不同，该装置安装技术要求较高，各项参数控制、操作细节等需要根据规定严格执行。首先，具体安装过程中，线路的电源控制目的要分析清楚，根据电压控制目的，将电容器的参数进行合理的设计，确保其稳定运行。其次，要严格把控安装人员的整体素质，施工人员要具备专业安装技能，施工技术等，对容易出现的漏洞进行严格把控，保证设备的安装质量，这其中包括电压错位、电流错位以及互感器损坏等情况[3]。最后，补偿装置安装完毕后，相关的安装人员要进行检测，结合线路以及设备的情况，如果发现有异常，要及时地进行故障排除，查看是否存在安装不到位、线路连接异常等情况，直到检测正常才算完成了安装过程。安装过程要严格按照标准流程进行，安装之后要进行有效的检测，这样才可以保证无功自动补偿装置安装符合实际的运行要求，才能有效地保证电流稳定、安全地运行。

3.3 维护管理装置运作工作

待无功自动补偿装置安装完成之后，要加强效率的动态管理，根据以往的运行资料对配电线路情况查询，合理的评测运行的状况，如果运行状况超出运行的标准，且没有进行自动投切现象，要及时地采取措施。其次，该装置在运行时，以变电站为出发点，动态的监测装置的功率及电流发展情况。一旦出现运行异常，就要重新地设置参数，以此进行调整相关因素后进行补救。另外，为了提高无功管理的有效性，需要做好闭环管理的各项职责工作计划，设计、验收及安装等环节对装置进行详细管理，从而实现无功补偿装置管理维护的本质价值[4]。因此，对无功补偿装置，其监测与维护过程注意有4点，第一，合理使用自动化月报表的相关依据，要严格观察装置运行情况。第二，对装置的自身安全及运作轨迹具体信息做定期检查，通过巡视、停运检查等来判断无功补充设备的运行状态，如果发现异常，要进行检修，提高无功补充设备的使用率，保证线路运行安全。第三，借助红外线测温仪进行设备的温度测试，尤其是电容器装置以及电气连接部分，要每月进行红外线测温，如果发现温度出现异常，要及时进行维护检修。并制定表格确保检测数据情况。第四，及时清理配电线路中设备的外表，包括无功补偿装置的绝缘子、主机套管以及避雷器等元器件，结合设备清理工作，同时开展检测工作，确保设备在正常工况下，能安全稳定地运行。

4 无功补偿的效益分析

选取某供电所的部分10 kV线路为例，探讨无功补充在10 kV线路的实际应用效果。该供电所的两条10 kV线路(A线路、B线路)属公用线路，线路长，而且用户多，线路的负荷比较大，到了夏季用电高峰，电压低的情况经常发生。因此，该供电所根据实际用电需求，在这两条10 kV的公用线路上安装无功补偿设备。在A线路主干线上安装两台补偿设备，负荷较大的分支线上安装一台无功补偿设备，设置3个补偿点；B线路主干线安装一台补偿设备，负荷重的分支线安装一台补偿设备，设置两个补偿点[5]。2019年8月，对A线路及B线路的用电情况进行测试，A线路的功率因素在无功补偿前是0.91，无功补偿后提高到0.96，实际降低损耗25 685 kWh，经济效益客观。B线路的主要用户是农村用户，在无功补偿前，经常出现电压低的反映情况，无功补偿后，电压得到提高，反映电压低的情况减少。因此，无功补偿不仅可以降低线路损耗，还可以有效地进行调压，促进了输电线路的稳定运行。

5 结语

综上所述，本文通过对10 kV配电线路无功自动补偿装置的设计与安装探讨，了解到无功自动补偿装置的类型与特点，根据实际情况合理设计与安装无功自动补偿装置，减少对电网运行的损耗，保证其对供电质量与效率，以此提高10 kV配电线路运行的稳定性。