10kv架空线路无功补偿装置电压优化选点方法
【专利摘要】本发明公开了一种10KV架空线路无功补偿装置电压优化选点方法，包括以下步骤，a.根据线路负荷曲线与无功、有功采样的数据，取得最大负荷时的负荷率与功率因数；b.初步确定补偿容量范围；c.根据上述的负荷率、功率因数以及线路电气接线图，架空线的档距、线径计算与绘制出线路负荷与阻抗分布图,并统计出主线路或支路的无功量；d.计算出每个负荷点相对于原点或分支点的压降百分比；e.在允许的补偿范围内，根据线路压降、线路无功量的状况确定补偿点数量与容量，并进行验算；f.确定补偿点的位置。根据线路中的实际情况分析计算出补偿点的数量以及位置，能够最大化的提高对线路的补偿效率，同时，也能够做到避免过补偿以及欠补偿的情况。
【专利说明】10KV架空线路无功补偿装置电压优化选点方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于供电【技术领域】，特别涉及一种IOKV架空线路无功补偿装置电压优化 选点方法。
【背景技术】
[0002] 在电网线路中以感性负荷为主，感性负荷中含有电感，电感在线路中与变电站之 间会进行周期性的充电与放电，也就是说变电站给电感充多少电，电感也向变电站放多少 电，电感在电网线路中不会消耗电能，所以它在线路中的功率也叫做无功功率，无功功率不 消耗电能是在线路没有电阻的理想状况下的结论，但是实际上线路是有电阻的，电感在线 路中产生的充电与放电的电流会增加线路发热，一方面损耗了电能，另一方面使线路产生 电压降影响了终端用户的用电质量，同时也降低了线路的送电能力，所以要消除或减少这 种充放电的电流在线路上的流动，这就是所说的进行无功补偿。图1就是感性负荷在线路 中的充放电情况。
[0003] 电容器在电网线路中也是一种无功元件，与电感一样在电网线路中也会与变电站 之间进行周期性的充电与放电，所以在线路中也不会消耗电能，但是在同一个线路中电容 器的充电与放电时间与电感的正好相反，也就是说在电感充电时电容放电，反之，电感在放 电时电容在充电，所以无功补偿的方法是在感性负荷附近并联相应容量的电容器（无功补 偿路径最短原则），使得原先电感与变电站之间的充放电行为改变为在电感与电容器之间 进行，抵消或减少电感与变电站之间的线路中产生的无功电流，这就是常说的无功补偿的 简要原理。如图2所示。
[0004] IOKV架空线路在用电高峰季节和时段，由于线路的无功和有功功率突增导致线路 电压特别是末端严重偏低，影响了居民的正常用电，甚至出现电压低至居民无法正常使用 各类家用电器，为了提升架空线路的电压和电能质量，需要在架空线路上选择最合适的位 置点安装无功补偿装置，使该点安装的无功补偿装置能够达到最大限度的提升线路电压的 效果，并同时可以提高线路的功率因数，降低线路与设备的损耗。而目前安装补偿装置的选 点比较随意，要么是将补偿装置安装在线路的最末端，要么是在线路中间随意选取补偿点， 这样的方法虽然能够在一定程度上对线路起到补偿的作用，但是，这样的方式所达到的效 果并不理想。并且，由于缺乏对线路情况的具体分析，还有可能出现过补偿或者欠补偿的情 况，对线路以及负载造成不必要的损害。因此，需要提出新的方案来解决目前存在的问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种IOKV架空线路无功补偿 装置电压优化选点方法，其能够有效的解决上述的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种IOKV架空线路无功补偿装置 电压优化选点方法，包括以下步骤， a.根据线路负荷曲线与无功、有功采样的数据，取得最大负荷时的负荷率与功率因 数，其中，负荷率=线路最大负荷时的视在功率/线路总装机容量，该负荷率与功率因数作 为计算每一个负荷点的数据依据； b. 初步确定补偿容量范围，按线路上配电变压器总量的7?10%配置和线路高峰时段 补偿装置全部投入时的功率因数不超过〇. 99的原则来确定； c. 根据上述的负荷率、功率因数以及线路电气接线图，架空线的档距、线径计算与绘制 出线路负荷与阻抗分布图，并统计出主线路或支路的无功量； d. 计算出每个负荷点相对于原点或分支点的压降百分比，压降百分比计算公式如下： ΛU%= (PR+QX) /IOU2，式中：P为线路有功功率，Q为线路无功功率，R为线路电阻，X为 线路感性电抗，U为线路额定电压，ΛU%为压降百分比值； 第11个点的压降百分值计算公式如下：厶此%=厶此-1%+(?111?+〇1^)/1(^ 2，式中，厶此％ 为第η个负荷点相对于原点的压降百分比，ΛUn-Ι%为第η-1个负荷点相对于原点的压降 百分比，Pn、Qn为第η个负荷点的无功功率与有功功率值，R、X为第η个负荷点相对于原点 的电阻与阻抗值，其它与上面相同，计算出所有负荷点的压降百分比； e. 在允许的补偿范围内，根据线路压降、线路无功量的状况确定补偿点数量与容量，并 进行验算； f. 根据以下几个方法与原则确定补偿点的位置： (1) 每个负荷点的压降百分比反应出了该点及其之前的所有无功与有功对线路压降 的影响，按照平均分配压降的原则来确定补偿点的位置，可以使补偿点在线路中均匀布置， 一方面可以使无功补偿路径最短，另一方可以有效的防止补偿范围重叠，防止投切振荡和 减少无功补偿装置对电压引起较大的波动，同时也使得无功补偿装置达到最佳的提升电压 的效果，根据该线路的总压降及补偿点数量确定ΛUL=ΛU/ (N+1)，ΛUL为补偿点位置的 平均压降差值，ΛU为线路总压降值，N为该线路的补偿点数，Ν+1是把变电站或分支点作 为一个补偿点来看的，补偿点的位置从末端向上选取，第一个补偿点的位置在ΛUL附近， 准确选择好第一个补偿点后，第二个补偿点处的压降值是在弟一个补偿点处的压降值再加 上ΛUL，其它补偿点以此类推； (2) 按无功补偿路径最短的原则，使得补偿点前后负荷点的感性无功得到最短线路的 无功补偿，设置补偿装置容量20%-30%左右的超前量，线路末端到补偿点的无功功率大于 补偿装置容量的〇. 7-0. 8倍，实际补偿点到线路末端的无功功率值=理论计算补偿点到线 路末端的无功功率值X(〇. 7-0. 8)倍，在按电压降选取无功点后根据无功功率值再向后选 取补偿点； (3) 根据线路无功分布图再进行核对，使无功补偿装置尽量安装在无功量大的电线杆 附近； (4) 在上述条件允许的情况下尽量靠近线路末端配置补偿点。
[0007] 与现有技术相比，本发明的优点在于： 通过上述的方法步骤，根据线路中的实际情况分析计算出补偿点的数量以及位置，能 够最大化的提高对线路的补偿效率，同时，也能够做到避免过补偿以及欠补偿的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为感性负荷在线路中的充放电情况示意图； 图2为目前无功补偿的基本原理示意图； 图3为棠溪312线4月7日视在功率曲线图； 图4为补偿前后各负荷点电压值对比曲线图； 图5为棠溪312线负荷点与阻抗分布图。
【具体实施方式】
[0009] 参照图1至图5对本发明实施例做进一步说明。
[0010] 本发明的线路数据来源于供电局对棠溪312线的实时监控数据，真实可靠，并且 本发明也是针对棠溪312线进行了补偿试验，获得了棠溪线312采用了本发明所提供的方 法进行了补偿前后的数据。
[0011] 以下，本实施例将根据本发明的具体方法以及步骤，在真实数据的基础上，给出补 偿方法的具体内容。
[0012] 一、柱上无功补偿装置提升电压的原理 IOKV线路末端压降计算公式如下： AU= (PR+QX)/U，其中：P为线路有功功率Q为线路无功功率 R为线路电阻 X为线路感性电抗 U为线路额定电压 从以上公式中可以看出在有功功率、电缆规格线径及其它设备不变的情况下，要减少 电能在输送时的线路压降，只有减少线路上的无功量，特别是要减少靠近线路末端的无功 功率。柱上无功装置安装在相应的线路上后抵消线路相应负荷点的感性无功，减少了感性 电流在线路上引起的电压降，从而达到提升线路电压目的。
[0013] 二、选点方法与原则 1、根据线路负荷曲线与无功、有功采样的数据，取得最大负荷时的负荷率与功率因数 (负荷率=线路最大负荷时的视在功率/线路总装机容量)，该负荷率与功率因数作为计算 每一个负荷点的数据依据； 表1棠溪312线高峰段视在功率数据
【权利要求】
1. 一种10KV架空线路无功补偿装置电压优化选点方法，其特征在于：包括以下步骤， a. 根据线路负荷曲线与无功、有功采样的数据，取得最大负荷时的负荷率与功率因 数，其中，负荷率=线路最大负荷时的视在功率/线路总装机容量，该负荷率与功率因数作 为计算每一个负荷点的数据依据； b. 初步确定补偿容量范围，按线路上配电变压器总量的7?10%配置和线路高峰时段 补偿装置全部投入时的功率因数不超过〇. 99的原则来确定； c. 根据上述的负荷率、功率因数以及线路电气接线图，架空线的档距、线径计算与绘制 出线路负荷与阻抗分布图，并统计出主线路或支路的无功量； d. 计算出每个负荷点相对于原点或分支点的压降百分比，压降百分比计算公式如下： A U%= (PR+QX) /10U2，式中：P为线路有功功率，Q为线路无功功率，R为线路电阻，X为 线路感性电抗，U为线路额定电压，A U%为压降百分比值； 第n个点的压降百分值计算公式如下：AUn%= AUn-l%+(PnR+QnX)/10U2，式中，AUn% 为第n个负荷点相对于原点的压降百分比，A Un-1%为第n-1个负荷点相对于原点的压降 百分比，Pn、Qn为第n个负荷点的无功功率与有功功率值，R、X为第n个负荷点相对于原点 的电阻与阻抗值，其它与上面相同，计算出所有负荷点的压降百分比； e. 在允许的补偿范围内，根据线路压降、线路无功量的状况确定补偿点数量与容量，并 进行验算； f. 根据以下几个方法与原则确定补偿点的位置： (1) 每个负荷点的压降百分比反应出了该点及其之前的所有无功与有功对线路压降 的影响，按照平均分配压降的原则来确定补偿点的位置，可以使补偿点在线路中均匀布置， 一方面可以使无功补偿路径最短，另一方可以有效的防止补偿范围重叠，防止投切振荡和 减少无功补偿装置对电压引起较大的波动，同时也使得无功补偿装置达到最佳的提升电压 的效果，根据该线路的总压降及补偿点数量确定A UL= A U/ (N+1 )，A UL为补偿点位置的 平均压降差值，A U为线路总压降值，N为该线路的补偿点数，N+1是把变电站或分支点作 为一个补偿点来看的，补偿点的位置从末端向上选取，第一个补偿点的位置在A UL附近， 准确选择好第一个补偿点后，第二个补偿点处的压降值是在弟一个补偿点处的压降值再加 上A UL，其它补偿点以此类推； (2) 按无功补偿路径最短的原则，使得补偿点前后负荷点的感性无功得到最短线路的 无功补偿，设置补偿装置容量20%-30%左右的超前量，线路末端到补偿点的无功功率大于 补偿装置容量的〇. 7-0. 8倍，实际补偿点到线路末端的无功功率值=理论计算补偿点到线 路末端的无功功率值X (0. 7-0. 8)倍，在按电压降选取无功点后根据无功功率值再向后选 取补偿点； (3) 根据线路无功分布图再进行核对，使无功补偿装置尽量安装在无功量大的电线杆 附近； (4) 在上述条件允许的情况下尽量靠近线路末端配置补偿点。
【文档编号】H02J3/20GK104333019SQ201410698009
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】江良福, 何帮树 申请人:宁波华浙电力技术有限公司