低压配电网无功补偿装置的设置和容量选择--电力电容器,补偿电容器,自愈式电容器,电力电容器厂家-库克库伯电气
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低压配电网无功补偿装置的设置和容量选择
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　　1&变电站10kV母线集中补偿
　　变电站集中补偿装置包括、同步调相机、静止补偿器等，主要是平衡输电网的无功功率，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10 kV母线上，具备易于实现自动投切、利用率高、维护方便等优点。
　　确定变电站的集中补偿容量和投切控制方式应考虑以下主要因素：满足主变压器自身的无功损耗;就近向配电线路前段输送无功，以满足配电线路前段(变电站附近)的无功负荷;调压需要。
　　关于集中补偿容量的确定，对于110 kV及以下变电站集中补偿的容量按主变压器容量的10%～30%配备为宜。其中对负荷集中的工业变电站按满足主变压器的励磁和漏抗无功功率的要求，无功补偿容量确定为：QC为0.1～0.15倍主变压器额定容量;对负荷分散的农业负荷为主的变电站，无功补偿既要满足主变压器的无功损耗还要满足高峰负荷时无功负荷的需要，无功补偿容量确定为：QC为0.2～0.3倍主变压器额定容量。
　　根据负荷需求设计变电站的无功补偿容量，宜将补偿设备分为两组，运行中在保证电压合格和无功补偿效果最佳的情况下，应尽可能使电容器组投切开关的操作次数减少。
& &&　2&配电10kV线路分散补偿
　　线路补偿原则是通过在线路电杆上安装电容器实行单点或多点电容器补偿，单点补偿地点选在离线路首端2/3处，补偿的容量应为无功负荷的2/3，两点补偿分别装设在距首端2/5和4/5处。多点补偿是采用分支线分段补偿方式，对分支较大或线路较长负载自然功率因数低的线路进行补偿。根据农村实际状况，农网线路补偿的补偿点不宜过多;控制方式应从简;保护方式可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压简单保护。
　　确定某一条配电线路的补偿容量，应根据该线路的平均无功负荷和最小无功负荷计算，当线路的最小无功负荷小于平均无功负荷的2/3时，考虑到无功不应倒送，可安装固定的补偿装置，但应按最小无功负荷确定补偿容量。当线路中有较大无功负荷点时，除应考虑与线路始端的距离外，也应考虑大的无功负荷点。选择电容器时应考虑电容器的过电压能力，耐受短路放电能力、涌流，以及运行环境和电容器的有功损耗等因素。实际装设补偿装置每组以100～200kvar为宜。
　　3&配电变压器低压补偿
　　配网中存在大量公用变压器和用户专用配电变压器，配电变压器的无功补偿采用配电变压器低压侧无功补偿，主要补偿变压器本身的无功需求。用专用电容器柜或配电柜加装电容器组等方式对配电变压器进行补偿，实现无功就地平衡。
　　无功补偿装置选择要考虑在轻负荷时防止无功倒送和取得最大节能效果的原则。补偿容量按0.1～0.15倍配电变压器额定容量计算。
　　4&低压用户设备
　　直接对广大的工矿等用户的低压电动设备进行无功补偿是配电网节能和改进电压性能的有效手段。将电容器直接装在用电设备附近，与用电设备并联，对电动机补偿。在对电动机进行无功补偿时，要注意会产生高次谐波，用电容器进行无功补偿，应先进行谐波测试与分析，以便采取相应的技术措施，防止谐波危害的发生。视机械负荷惯性大小而定，可按0.9～1.5倍电动机空载无功功率配置。
　　加强无功管理，意义重大，合理优化无功补偿装置的设置和配备容量，对农村配电网节能降损和改善电压状况有重要的意义，在“新农村、新电力、新服务”道路上应重视无功补偿规划和实施，提高电网经济运行。
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版权所有 库克库伯电气（上海）有限公司提出以节点电压非线性参与因子作为依据，衡量负荷节点对电压稳定性的影响程度。
The method makes use of the nonlinear participation factors and consequently the effect of power system nonlinearity on system voltage stability can be considered.
利用求得的戴维南等值参数可求出该负荷节点的阻抗模裕度和最小奇异值等指标来快速分析负荷节点的电压稳定性。
The impedance module indicator and the minimum singular value of the study load bus can be calculated with the Thevenin equivalent parameters, so voltage stability of the study bus can be analyzed.
就电压稳定性而言，恒功率型较恒电流型更易失去稳定性，而一般恒阻抗型负荷不存在电压稳定性问题。
The characteristic of constant current type load is more favorable for voltage stability than constant power type load. The characteristic of impedance type load does not affect the voltage stability.
论述了负荷特性对相对电距离指标的影响，并与电压稳定性负荷节点指标进行了比较，论证了两种方法的等价性。
The influence of load characteristics to the relative electrical distance index is discussed and compared with the voltage stability load bus index. The equivalence of both indexes is proved.
本文还运用所得算法分析了电力系统中典型负荷静特性对电压稳定性的影响。
The voltage stability affected by the stat- ic characteristics of typical loads is studied by means of the new algorithm in this paper.
将简单系统基于V-I特性的电压稳定判别法成功地应用于复杂系统，推导出了判断负荷节点静态电压稳定性的公式。
A voltage-stability discrimination method based on V-I characteristic in simple system is applied successfully to the complex one.
综述了电力系统电压稳定性及负荷对其影响的研究现状。
Power system voltage stability and composite loads influence on itself are summarized.
对一个三相系统模型进行仿真，分析了感应电机动态负荷特性对系统电压稳定性的影响，并给出改善电机节点电压性能的措施。
The paper simulates a three-phase system, analyzes influence of induction motor dynamics on voltage stability, and gives methods to improve voltage stability of induction motor nodes.
因等值后的线路电阻并非远远小于线路电抗，故在考虑线路电抗的情况下，利用前述的静态等值方法对复杂系统中负荷节点的静态电压稳定性进行了研究。
Because line resistance is not far greater than line reactance, with considering line resistance, static voltage stability of complex power system has been studied, using the foregoing method.
应用电力系统负荷的电压-功率特性曲线，分析了不同负荷的负荷特性对静态电压稳定性的影响。
Analyses of the impact of different load characteristics on static voltage stability with the V-P-and-V-Q curves of power system loads.
有载分接开关（OLTC）的调节特性和负荷特性对电力系统电压稳定性具有极大的影响。
Both regulating characteristics of on-load tap changer(OLTC)and load characteristics greatly impact power system voltage stability.
提出一种基于负荷不确定性电网的电压稳定性评价方法。
A novel voltage stability assessment method considering load uncertainty is proposed.
在得到用于静态电压稳定研究的负荷侧与供电侧模型后，对于综合负荷的不同负荷配比对系统静态电压稳定性的影响进行了分析。
After obtaining the mathematic models of load and provision ends, the influence of load type components in compositive load on is analyzed.
对修改后的IEEE十四节点标准测试系统进行计算，结果表明：随着负荷的增长，系统静态电压稳定性降低；
Tests on the revised standard IEEE 14 bus system show that as the load increases, the system static voltage stability is reduced;
结果表明，现阶段采用SVC提供江苏电网扰动时负荷的动态无功支持，提高电压稳定性是一项可行的措施。
The result indicates that it is really feasible to adopt SVC to supply load dynamic reactive power to Jiangsu power grid for increasing voltage stability.
通过对单机。动态负荷模型添加无功功率动态补偿装置，可以改变原系统的分岔点，增加了负荷极限，从而提高了系统电压稳定性。
Through the single-dynamic load model dynamic reactive power compensation device can change the original system bifurcation point, increase the load limits and improve the system voltage stability.
发现合于永久故障时三相重合闸时序对系统暂态电压稳定性有较大影响，以单负荷无穷大系统为例探讨其机理。
Influences of asynchronous machine on the transient voltage stability of power system are simulated and analyzed by setting large disturbances and time domain simulation.
发现合于永久故障时三相重合闸时序对系统暂态电压稳定性有较大影响，以单负荷无穷大系统为例探讨其机理。
Larger effect of three-phase re-closure sequence on system's transient voltage stability when re-closing to permanent disturbance is discovered.
对小扰动下感应电动机的动态电压稳定性进行了仿真，并运用其负荷特性对仿真结果进行了分析。
Simulation of dynamic voltage stability of induction motor in the context of small disturbances and analyses of the simulation results with its load characteristics.
结果表明辽南地区电网在重负荷情况下，存在电压崩溃的隐患，目前采用的稳定电压的措施是低压切负荷来保证系统的稳定性。
Voltage collapse cases are analyzed and the realizable law is also applied to enhancing voltage security of the south of LIAO NING power network.
本文针对负荷特性和有载调压变压器对电力系统静态电压稳定性的影响展开研究。
This thesis carries out studies aiming at the impact of load characteristics and on load tap changer on voltage stability.
本文以一个典型多节点系统为例，利用分岔理论研究系统的负荷特性、负荷发展方向、发电机动态参数对系统动态电压稳定性的影响。
In this paper, the emphasis are using bifurcation theory to research the effects ofload characteristics and generator dynamic parameter on the voltage stability.
对于包含STATCOM的单负荷-无穷大电力系统，分析了STATCOM对系统电压静态稳定性的作用。
In addition, we study the effect of STATCOM on static voltage stability of one-load infinite-bus power system.
实例分析表明，该负荷模型可以较好地反映实际负荷在小干扰情况下的暂态效应，可以应用于电压稳定性暂态分析。
It is shown that the model can reflect reactions of actual loads on condition of small disturb, and it can be used to analyze the voltage stability of power systems.
指出在煤矿井下供电网络电压波动较大的情况下，电源负荷量过高会影响系统工作的稳定性和可靠性。
Test running indicates that too large charge output from power supply will be disadvantage to running stability and reliability of electro-hydraulic control system on large voltage fluctuate in mine.
本文对于静态电压稳定问题的研究是基于Q-U曲线分析的方法进行的，利用负荷侧与供电侧Q-U曲线斜率的比较来分析系统的静态电压稳定性。
The research of static voltage stability in power system is based on the analyzing the Q-U characteristic curves of load and provision ends with comparing them in this thesis.
将东北电网大扰动试验实测数据拟合得到的配电网综合负荷模型应用于东北电网稳定计算中，定量分析了东北电网的暂态稳定性和电压稳定性。
Based on the analysis of the existing load models, a synthesis load model (SLM) with distribution network, which is consistent with the structure of power substation loads, is presented.
将东北电网大扰动试验实测数据拟合得到的配电网综合负荷模型应用于东北电网稳定计算中，定量分析了东北电网的暂态稳定性和电压稳定性。
Based on the analysis of the existing load models, a synthesis load model (SLM) with distribution network, which is consistent with the structure of power substation loads, is presented.
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对于配电网低电压治理解读
10:44:27&&作者：侯义明&&来源：&&
　　随着经济的不断发展，人民生活水平的的提高，用电负荷快速增长，部分区域出现一定程度的低电压问题，直接影响人们生活和生产。配网“低电压”是关系千家万户生活质量的民生问题。近年来，供电企业持续开展配网“低电压”专项治理，配网结构、装备水平及配网综合管理水平显著提升，用户端供电质量明显改善，但是部分农村地区依然存在“低电压”问题，特别是春节、农忙等季节性负荷突增引起的“低电压”问题更为突出，直接影响居民生活和生产用电需求。
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　　随着经济的不断发展，人民生活水平的的提高，用电负荷快速增长，部分区域出现一定程度的低电压问题，直接影响人们生活和生产。配网&低电压&是关系千家万户生活质量的民生问题。近年来，供电企业持续开展配网&低电压&专项治理，配网结构、装备水平及配网综合管理水平显著提升，用户端供电质量明显改善，但是部分农村地区依然存在&低电压&问题，特别是春节、农忙等季节性负荷突增引起的&低电压&问题更为突出，直接影响居民生活和生产用电需求。
　　截至2016年4月底，国家电网公司经营区域内6～20kV城乡配电线路长度336.7万km（城市64.1万km，县域273.6万km），其中架空线路288.4万km（城市31.6万km，县域256.8万km），电缆线路48.7万km（城市32.3万km，县域15.8万km），电缆化率14.3%（城市50.7%，县域5.8%）；配电变压器共计385.7万台（城市96万台，县域289.7万台），容量共计9.8亿kVA，配电开关312.2万台（城市212.1万台，县域100.1万台）；县域配网配电线路长度273.6万km，占比81.25%，其中架空线路256.8km，占比89.04%，电缆线路15.8万km，电缆化率仅有5.8%；配电变压器共计289.7万台占比75.11%。县级电网覆盖国土面积80%。配电线路长度和配电变压器的台数占到总数的75%以上。
　　县域电网的负荷特点：第一，负荷分散，如农牧区居住分散，最典型的案例分散4km仅有7户居民。第二，负荷水平差别大，负荷高的县供电量超过100亿，而负荷水平低的县电量仅有0.1个多亿，相差1000倍；局部发达区域负荷密度超过5MW/km2，而一些欠发达区域负荷密度不足0.1MW/km2，甚至每平方公里只有几kW。第三，季节性显著，农村年最大负荷利用小数较低，多低于2500h；农业生产用电季节必明显。
　　县域电力用户特点：第一，农村用电户数远高于县城，生活用电户数多而用电量不高。如农村用电户数占农电系统总用户数的80.52%，而售电量占总量的41.18%；公司农电系统生活用电户数约占总数的90%，而居民生活用电量仅占总量的17.21%。第二，用户分散且发展不平衡，用电需求差异化显著。
　　目前，县域电网分布范围广，负荷分散，运行环境复杂，电压等级多，农村供电半径偏长，发展不平衡。主要特点：我国农村负荷点多面广；经济发展水平与城市差距大；人员综合素质参差不齐。农村电网具有特殊的技术经济规律，在建设与发展中应充分权衡技术先进性和经济性。
　　造成农村电网低电压的原因比较多，有时是单一原因作用，有时是多种原因组合作用形成。为了能够有效解决农村低电压问题。通过调查发现，造成农村低电压的原因主要来自两个方面：一是属于硬件设施方面，即线路设备等原因产生的；二是属于软件方面，即运行管理方面不到位产生的。
　　线路设备原因。目前农村电网的现状不能满足农村发展的需要，主要表现在：设备状况差、导线截面积小、供电半径大和无功补偿不足。
　　（1）设备状况差
　　现在运行的线路建设时间较早，当时的技术要求和建设标准不能满足现在农村的用电需求。虽然经过几次农网改造，但相当一部分的线路还是比较陈旧、标准较低，急需进行规划建设。
　　（2）导线截面小
　　建设标准要符合《农网建设与改造技术导则》，尤其是要合理选择导线截面积，截面积选择要从当地的负荷密度、分布情况，结合现状和长远规划，选择一个合适截面积。若导线截面积不能满足电压质量标准时，必须采取技术措施加以调整。
　　（3）供电半径大
　　低压供电半径的大小与变压器布点位置相关，它关系到供电电压质量、线路损耗等经济指标。供电半径过大也是农村低电压问题的主要原因。
　　变压器布点不合理造成低电压的问题不容忽视，主要是方案制定合理性影响或由于改造资金等原因而造成的。形成高压不能深入负荷中心，低压供电线路呈单方向放射状，从而造成末端电压偏低。
　　（4）无功补偿不足
　　无功补偿可以改善电压质量，提高功率因数，是电网节能措施。但农村电网处于电力系统的末端，无功电源先天不足，近年来，农村用电负荷迅速增大，农村电网无功需求及相应的损耗也随之加大。
　　降低无功损耗，不仅是电网的要求，也是提高电压质量，减少线损的主要措施。调查发现农村低电压问题严重的配电台区内均存在无功补偿不到位的现象，线路内就地分散随器补偿基本没有，台区集中补偿装置形同虚设，要么电容器已经损坏，要么就是没有投运。
　　运行管理原因。造成电压低的原因除了设备的原因外，运行管理不到位也让低电压问题存在而得不到解决。主要表现为：三相负荷不平衡、高压线路电压偏低和需求侧管理不到位。
　　（1）三相负荷不平衡
　　变压器在三相负荷不平衡运行时，由于变压器绕组压降不同，出口电压不均衡，用户端电压更是三相偏差较大，电压质量得不到保障。而农村低压线路的不平衡度相对比较严重的，而在管理上又不重视。农村低压线路以三相四线架空为主，在维修、施工时电工习惯会在靠近电杆的导线上接线，容易人为造成三相不平衡。另外一种不平衡的情况是变压器低压侧母线总体平衡，但在低压分支线较多的台区，会存在台区内单相分支线负荷过于集中所致三相不平衡。
　　解决因负荷不平衡而造成电压低的问题，首先是加强管理。在高峰负荷期间或负荷变化较大时对线路要进行实际测量，取得了现场资料后进行合理调整。其次是改造电网，增加低压四线覆盖密度，掌握三相负荷分布的动态，合理设计电网改造方案。
　　（2）高压线路电压偏低
　　充分利用变压器调压功能解决电压偏低问题，农村供电线路由于线路较长，部分高压线路电压偏低，尤其在农村35kV变电站改造、扩容期间，高压线路是利用联络通道由其他线路来供电，这时电压会因为线路较长压降大而偏低，从而造成台区低压侧电压也偏低的现象。解决这样的问题就要充分利用变压器调节电压的功能，对于具备变压器调档条件但还未采用调档手段的台区要安排变压器调档，需要注意的是调整变压器分接开关后要测量高压绕组的直流电阻，防止因接触不良通电后烧坏变压器分接开关。调节完毕后要对变压器出口电压和末端进行监测，高压端恢复后或必要时要回调至标准状态。
　　（3）需求侧管理不到位
　　加强农村电网的需求侧管理，一方面要加强用户的无功管理，现状是农村低压动力增容补偿电容器的配置不足，使得无功补偿全部集中到供电部门了。对农村电网实施合理有效的无功功率补偿，提高功率因数，提高农村电网电压质量，减小或抑制电压损失，同时提高电源设备利用率，电力线路电能传输能力。另一方面要加大超容用户的检查力度，对于超标准用电的客户要改由高压供电。随着农村经济的多样性发展，目前农村综合变压器下存在许多工业负荷和大的动力负荷，这些用电户负荷逐年增加，他们占用了台区容量资源，也是台区末端低电压的成因之一。改用高压供电，既减轻台区容量紧张的压力也可以缓解低电压的矛盾。
　　为了有效解决农村低电压问题，落实强化标准、精准投资和精益管理要求，深入分析&低电压&产生原因，按照&先管理、后工程&、&一台区、一方案&要求，综合管理、基建、技改及大修等多种手段，科学制定治理方案，提高低电压治理科学化、规范化水平。
　　改造标准要&一步到位&，要考虑至少五年的发展情况，杜绝低标准重复建设。尤其是低压配电网的改造更要考虑长远。
　　加强与电网发展规划和地区发展规划衔接，根据电网规划落实进度、城区或村镇搬迁情况及&低电压&程度，区分轻重缓急优化项目立项，提高治理有效性，防止低效、无效投入。
　　已通过基建工程投运或即将投运变电站布点的区域，可通过新增10kV出线解决低电压问题的，不应再列改造项目。城市棚户区、村落近期有搬迁计划的不宜再进行大规模改造。
　　加强治理工程标准化管理，全面应用公司配网典型设计、标准物料、通用造价和标准工艺等标准化建设成果，推广先进适用技术，提高技术措施的先进性和规范性。
　　落实资产全寿命周期管理要求，推动低电压治理中退役设备再使用工作，探索退役配电变压器跨省调剂使用的有效途径，避免设备大拆大换。城网退役配变可以作为农村春节、农忙等时段的临时配变使用。
　　低电压治理技术应遵循以下原则：
　　（1）系统分析，找准原因
　　&低电压&治理应根据变电站母线电压、中低压线路供电半径及负载水平、配电变压器台区出口电压、配电变压器容量及负载水平、配电变压器低压三相负荷不平衡度、&低电压&用户数、低压用户最低电压值以及电压越下限累计小时数等综合分析问题产生原因，按照变电站、线路和配电变压器台区逐一制定整改措施。
　　（2）配电变压器台区&低电压&治理
　　优先采取无功补偿方式治理，对于补偿治理效果不明显的台区通过新增配电变压器布点、改造低压线路和缩短低压供电半径解决。对于容量大于50kV&A的配电变压器，宜加装配电变压器低压无功补偿装置，无功补偿装置容量按照配变容量的10%～30%进行配置。综合考虑技术经济性，按照&小容量、密布点及短半径&原则，新增配电变压器布点，向负荷中心延伸中压线路，缩短低压供电半径。密布点可采用高压进村、外围布点等方式延伸10kV线路、缩短0.4kV供电半径。10kV线路使用绝缘导线时要严格执行Q/GDW《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》，安装防雷金具、嵌位绝缘子或带间隙避雷器。
　　针对负荷密度大（煤改电、电采暖等）、三相配电变压难以进入负荷中心以及居民居住分散等情况可采用单相配电变压供电。使用单相变要注意10kV要采取三相线路方式，不能再使用原有2相线方式。对于需要三相负荷情况，可使用两台或三台单相变压器组合、小容量三相变压器就近解决。针对配电变压器平均负载率低于25%、电压波动过大的季节性&低电压&问题，使用有载调容、调压配电变压器。
　　配电变压器容量及低压线路导线截面积选择应综合考虑饱和负荷及供电距离，一次性选择到位，避免重复建设。低压线路除接户线以外宜采取&三相四线&供电方式。按照5年以上不进行改造的原则考虑建设标准；按照国家电网公司低压典型设计，低压主干线路不低于120mm2，分支线不低于35 mm2，接户线不低于16 mm2。由于单相供电距离较三相供电小很多，对于新改造线路不再再采用长距离单相供电方式，除接户线外一般应按照&三相四线&方式供电。
　　（3）运维管控措施
　　优化AVC（VQC）控制策略，加强母线电压和功率因数人工监控，强化电网&逆调压&管理，确保10kV母线电压负荷低谷期间低位运行、负荷高峰期间高位运行。
　　综合分析变电站母线电压、配电变压器位置，分区段合理确定配电变压器分接头初始档位，并根据台区负荷季节性变化及时调整配变分接头。严格执行配网运行规程相关巡视周期要求，强化配网中、低压无功补偿装置运维管理，及发现并处理缺陷。
　　按月开展配电变压器负荷监测工作，迎峰度夏、春节保供电等负荷高峰期应每日监测。对于出口电流不平衡度超过15%且负载率大于60%的配电变压器，应调整三相负荷平衡。以两年为周期测量配变中性点接地电阻，100kV&A及以上的配电变压器接地电阻不应大于4&O，100kV&A以下配电变压器接地电阻不应大于10&O，不满足要求的接地装置应及时消缺，消除因接地不可靠引起的中性点电压偏移。在负荷高峰前的一个巡视周期内，完成配电变压器台区综合检修工作，重点排查老旧及小截面接户线、设备及导线接头等，消除因施工工艺不当造成的设备缺陷。
　　健全营配协同工作机制，平衡分配新接入用户负荷，对可能造成配变重过载、用户&低电压&的应优化控制用户接入。
　　中国电力科学研究院教授级高工侯义明
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