0216八仙筒无功补偿规划.docx
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0216八仙筒无功补偿规划
八仙筒供电区电网无功优化方案
奈曼旗农电局
二〇〇八年二月
八仙筒供电区电网无功优化方案
一、目的与要求
经过几年的电网改造，八仙筒供电区的电网得到了较大改善。
但由于对农村电网的无功电力规划和建设不够重视，八仙筒供电区电网无功电力没有与有功电力协调发展，该地区电网无功功率缺额很大，无功电力不足，电网的功率因数偏低，电压质量差，合格率低，供电设备效率低，供电线损率高，不仅影响经济效益，而且已经越来越不能适应当今电能质量管理的要求。
这也是奈曼电网普遍存在的问题。
为加强八仙筒地区电网无功补偿和电压调控能力，根据《奈曼旗电网无功规划》特制定《八仙筒供电区电网无功优化实施方案》。
通过该方案的实施，从根本上提高该地区电网无功综合管理水平，提升电网经济运行水平和电压质量。
同时，为奈曼电网的无功优化提供实施依据，积累经验，起到典型应用的示范作用。
二、电网及无功现状
（一）电网及无功现状
八仙筒供电区现有66KV变电所一座，由66KV奈八甲、乙线供给电源。
供电区电网基本情况如下：
1.66KV变电所基本情况
变电所基本情况如表-1
表-166KV变电所基本情况
主变压器
10KV出线间隔
电容器
型号
数量
容量MVA
可出
已出
台数
容量KVAR
型号
S7
1
6.30
5
5
1
2250
BFMHX11/3-（1125+1125）-3W
S9
1
3.15
2.66KV输电线路现状
66KV输电线路基本情况如表-2
表-266KV输电线路基本情况
序号
线路名称
线路起止
亘长（KM）
回长（KM）
导线规格
1
奈八甲线
奈一变--八仙筒变
49.23
49.23
LGJ--150/25
2
奈八甲乙线（同杆架）
316（319）--326（329）
1.55
3.09
LGJ--150/25
1--20
2.82
5.64
LGJ--150/25
3
奈八乙线
奈一变--八仙筒变
48.82
48.82
LGJ--150/25LGJ--70/10
合计
102.42
106.78
3.10KV配电网现状
截至目前，八仙筒供电区10KV配电系统共有馈线5条，总长333.86km，10KV线路分散补偿电容器29台/1.36MVar；装设配变350台/20.486MVA，随器低压集中补偿电容器168kVar。
在实际系统运行中，10KV配电网还大量存在导线截面较小，深入负荷末端，供电能力低，10KV线路分散补偿电容器不足、配置不合理，电压合格率低和线损率高的问题。
10KV配电线路基本参数统计见表-3。
表-310KV配电网基本参数
序号
10KV线路
配电变压器
10KV线路电容器
线路名称
长度KM
导线型号
台数
容量
台数
KVAR
1
八得线
61.6
LGJ-95
112
7988
10
550
2
八林线
28.1
LGJ-70
37
2120
3
100
3
八孟线
81.7
LGJ-70
68
3735
5
275
4
八衙线
107.5
LGJ-70
130
6348
11
435
5
八铁线
55.0
LGJ-50
3
295
合计
333.86
350
20486
29
1360
4.低压电网现状
供电区内共有低压台区350个，低压线路长634.04km，配电变压器低压集中补偿168kVar，低压电网普遍存在供电半径长（超过0.5Km以上），线路设施老化，导线截面小，随器、随机补偿严重不足，电压合格率低，电网损失大，影响农、牧民生产生活的正常用电，电网运行不经济。
（二）电网无功现状分析与评估
近几年，通过电网改造项目的不断补充完善，八仙筒供电区电网的供电能力得到不断提升，电网安全性、可靠性都有了较大提高，电网损失也在不断下降。
但是，由于电网改造忽视了无功电源的建设，电压低、网损大的问题没有彻底解决，而且随着工农业生产用电规模不断扩大，用电量的日益增长和用电结构的变化，使得电力供需出现新的矛盾。
1.电网负荷分析
负荷增长快，有功电源建设要满足用电需求，无功电源建设必须及时跟进。
负荷特点是季节分布不平衡，峰谷负荷落差大，对无功电源建设提出较高要求，日负荷特点要求无功补偿装置及时频繁投合，否则会出现倒送无功。
2.电网损失分析
变电所10KV母线在春灌、夏浇等负荷高峰功率因数偏低，电压偏低；各10KV出口更为严重。
07年6月23日负荷高峰时，变电所10KV母线日平均功率因数在0.9以下，10KV各出口功率因数均低于0.9以下。
分析：
电网损失主要集中在10KV以下配电网，配电线路分散补偿不足，造成负荷高峰功率因数偏低，无功损耗增长；随器补偿严重不足，配电变压器消耗无功不能就地补偿，消耗电网输送无功；低压网损失比重最大，大部分低压电网未得到改造，电网状况差是一主要原因，但低压随机补偿不足也是主要因素，尤其是农业排灌、农村米面加工厂、工矿企业等感性负荷集中的台区尤为明显。
3.电能质量分析
变电所10KV母线在春灌、夏浇等负荷高峰电压偏低，各10KV线路末端电压更低，末端配变台区的电动机部分甚至无法启动，照明电源最低达到160V。
2007年6月中旬负荷高峰期间，变电所10KV母线电压偏低；负荷低谷时期，变电所10KV母线电压偏高，尤其是在每日22：
00至次日6：
00时段内，10KV母线电压及出口电压大部分超过11千伏。
分析：
受季节性负荷影响，春灌、夏浇农业排灌负荷高峰季节，电压偏低；季节负荷高峰过后，电压明显升高。
日负荷特点在负荷高峰季节昼夜变化巨大，白天负荷大电压低，晚上负荷（主要是农灌负荷）大幅下降，又造成10KV电压升高超过上限。
再有变电所主变调压为无载调压，因此不能及时地调整主变分接开关，电压非高既低，很难控制在合格范围内。
4.电网无功补偿现有装置分析与评估
分析评估：
①10KV线路分散补偿电容器29台/1.36MVar，部分电容器损坏，自动投切装置大部分不能使用。
②根据10KV配电网现状，供电所10KV线路供电半径都较长，负荷较轻。
可采用自动投切无功补偿装置在线路上进行补偿。
③配变低压侧随器集中补偿数量少，用户随机补偿基本没有，不能实现就地平衡，消耗大量无功得不到补偿，无功缺口很大。
各级电压电力网无功补偿不足，无功缺口大，电压质量低，电网损高，是八仙筒电网面临的实际问题。
对八仙筒电网无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,提高该地区电网电压水平和提高电力系统运行的稳定性,降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行，是亟待解决的问题。
三、电网无功优化方案
（一）目标及任务
根据奈曼旗八仙筒地区电网现有实际状况及电网“十一五”建设规划情况，统筹考虑设备状况及负荷情况，因地制宜选用经济实用的无功优化补偿模式，积极采用新技术、新设备，有效推动无功补偿设备运行实用化，达到改善供电电压质量、降低网损，运行费用最小及节省投资费用目的,达到如下目标:
①66KV变电所主变压器二次侧功率因数在0.95及以上,10KV出线功率因数在0.9及以上；②10KV公用配电变压器二次侧功率因数在0.85及以上；农业用户配电变压器低压侧功率因数在0.85及以上；l00KVA及以上容量的用户变压器二次侧功率因数在0.9及以上；③10kV三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%。
10kV电压正弦波畸变率应小于等于4％;④低压用户端无功优化补偿目标：
380V三相供电电压允许偏差为标称系统电压的-7%-+7%；220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的-10%-+7%。
电压正弦波畸变率应小于等于5%。
（二）电网无功补偿原则及方式
1.补偿原则
（1）坚持“全面规划、合理布局、全网优化、分级补偿、就地平衡”的原则，结八仙筒电网设备及负荷情况，以提高功率因数、改善电压质量，降低网损为目的进行全网无功优化计算，确定最优补偿点和最佳补偿容量，并应将已有无功补偿设备配置作为初始条件纳入优化计算，充分利用已有设备资源。
（2）集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。
根据就地平衡的原则，对配电网逐级进行无功补偿。
重点要在配电线路、配电变压器的低压侧及电力用户进行分散补偿和就地补偿。
（3）降损与调压相结合，以降损为主。
按最优补偿容量进行补偿，首先满足调整电压的要求，最终补偿容量的选择应着重按降低线损的要求来考虑。
（4）供电企业补偿与用户补偿相结合。
因电网无功约50％～60％的无功功率消耗在用户方面，尽量在用户设备端补偿，实现就地平衡。
（5）无功补偿设施应便于投切，积极采用动态补偿等新技术、新设备，有效推动无功补偿设备运行实用化。
2.补偿方式
电网无功补偿方案有变电所集中补偿、10KV配电线路分散补偿、配电变压器随器补偿和用电设备随机补偿。
如下：
根据以上常用无功补偿方案的分析、讨论，八仙筒地区电网四种补偿方案的特点和基本性能如表-4所示。
表-4补偿方案性能比较表
补偿方式
变电所集中补偿
线路分散补偿
低压集中补偿
用户终端补偿
补偿对象
变电所无功需求
10kV线路无功需求
配变无功需求
终端用户无功需求
降低损耗
有效范围
变电所主变
及输电网
10kV配电网
配变及配电网
整个电网
改善电压效果
较好
较好
较好
最好
设备利用率
较高
较高
较高
较低
通过对以上四种方案的比较，结合八仙筒地区电网结构、负荷性质及其无功分布状况，主要采用变电所集中补偿、10KV线路分散补偿和配电变压器低压集中补偿、用户随机补偿相结合的方式进行无功补偿。
（三）补偿实施方案及应用模式选择
1.变电所集中补偿
变电所集中补偿装置电容器为2007年11月改造投运，容量占现主变总容量的23.8%，为固定补偿模式。
主变增容改造后，有补偿容量仍占13.8%，满足国家电网公司《110KV及以下县级配电网无功优化补偿技术规范和典型应用模式》的“补偿容量一般在主变压器容量的10%～30%”的技术要求，变电所集中补偿装置在主变容量不超过20000KVA的情况下不需增容改造。
表-5变电所集中补偿情况表
主变压器
10KV集中无功补偿
现状情况
十一五电网规划情况
现状情况
型号
数量
容量MVA
型号
数量
容量MVA
容量KVAR
型号
补偿模式
S7
1
6.3
S7
1
6.3
2250
BFMHX11/3-（1125+1125）-3W
模式C
S9
1
3.15
SZ11
1
10
2.配电网分散补偿
（1）无功补偿容量
2007年6月份为八仙筒变电站全年最大负荷月，按配网无功补偿优化要求，补偿后将各10KV出口线路功率因数目标设定为0.95，最大补偿容量按QCzd=PCzd（tgф1-tgф2）=AP/t（tgф1-tgф2）计算，
式中：
QCzd——最大补偿容量
AP——月有功电量
t——最大负荷月损耗小时数，农村配电网月最大负荷小时数取t=200小时
tgф1——对应实际功率因数cosф1的正切值
tgф2——对应目标功率因数cosф2的正切值。
八仙筒各条10KV线路无功补偿容量情况如下表
表-610KV线路补偿容量情况表
序号
线路名称
07年6月运行情况
无功优化情况
有功电量（KWH）
无功电量（KVARH）
功率因数
要求达到功率因数
需补偿容量（KVAR）
1
八得线
896920
586450
0.84
0.95
1426
2
八林线
217220
121820
0.89
0.95
260
3
八孟线
427180
219420
0.89
0.95
393
4
八衙线
740800
385160
0.87
0.95
681
5
八铁线
51000
14592
0.96
0.95
合计
2333120
1327442
2760
（2）补偿装置配置原则及典型应用模式选择
①几条10KV线路供电半径均超过10km，并且供电电压质量较差，宜装设线路无功补偿装置进行集中补偿。
无功补偿沿10KV线路分散布点，一条主干线路补偿点一般不大于3处，至少有一处采用自动投切装置。
大分支线路（电流为出口线路电流25%及以上）也按主干线考虑，在其无功负荷中心进行补偿，补偿点不大于2处。
根据国家电网公司《110KV及以下县级配电网无功优化补偿技术规范和典型应用模式》技术要求，八得线、八衙线线路供电半径长、负荷重、功率因数低应采用模式A，即配电变压器随器补偿和10千伏线路分散补偿相结合；八铁线负荷较轻，供电半径较短，采用模式B,即在配变低压侧进行集中补偿；八孟线、八林线采用模式C，在线路上进行分散补偿。
②100kVA及以上配电变压器进行无功补偿，并采用自动控制装置。
应用模式A时，100kVA以下配电变压器也要部分进行随器补偿。
③在用户终设备端安装随机补偿，尽量实现就地平衡。
低压用户电动机随机无功补偿容量应以电动机负载大小、负载特性、满载功率因数的高低为条件进行确定，应以不向电网反送无功，或在电网负荷高峰时不从或少从电网吸收无功为原则，一般情况下大于7.5KW的电动机必须进行随机补偿。
按以上原则，八仙筒供电区配电网无功补偿实施方案确定如下:
表-7配电网补偿实施情况表
序号
10kv线路
配电变压器
出口线路无功需求情况
无功补偿优化情况
线路名称
长度（KM）
导线型号
台数
容量
达到功率因数
补偿容量KVAR
配变随器补偿KVAR
10KV线路补偿KVAR
改造方式
应用模式
1
八得线
61.6
LGJ-70
112
7988
0.96
1426
720
600
改造
A
2
八林线
28.1
LGJ-70
37
2120
0.96
260
240
改造
C
3
八孟线
81.7
LGJ-70
68
3735
0.96
393
360
改造
C
4
八衙线
107.5
LGJ-70
130
6348
0.96
681
200
480
改造
A
5
八铁线
55.0
LGJ-50
3
295
0.96
B
合计
333.9
350
20486
2760
920
1680
表-8配电线路沿线无功补偿点分布情况表
线路名称
序号
补偿容量（KVAR）
安装位置
补偿方式
八得线
1
150
八得线主干56#杆
静止补偿
2
150
八得线主干114#杆
自动投切
3
150
八得线主干159#杆
静止补偿
4
150
八得线他西分线47#杆
静止补偿
八林线
1
120
八林线主干39#杆
自动投切
2
120
八林线万亩田分线33#杆
静止补偿
八孟线
1
120
八孟线主干56#杆
自动投切
2
120
八孟线主干185#杆
静止补偿
3
120
八孟线乌兰章古分支128#杆
静止补偿
八衙线
1
150
八衙线主干71#杆
静止补偿
2
120
八衙线主干134#杆
自动投切
3
120
八衙线好硭分支68#杆
静止补偿
4
90
八衙线好硭分线提毛支线毛图T接10#杆
静止补偿
八铁线
1
合计
1680
奈曼旗农电局
二〇〇八年二月
升级会员 