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井灌配变计量及无功补偿装置的配置探讨

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摘要：农村井灌配变的配电装置多数已年久失修，且缺乏无功补偿设备。因此，优化农村井灌配变计量及无功补偿装置的配置模式，并使这项技术得以推广应用，必将对农村配电网降损节能、提高农村用电客户的安全和经济效益产生显著效果。

关键词：配电变压器无功补偿

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1引言

运城市农村配电网现有井灌专用配电变压器13151台、80.6万kVA，这部分设备的产权基本归属用户，其配电设备多数已年久失修，且缺乏无功补偿，难以适应农电管理和提高农村用电客户经济效益的要求。农村井灌配变属于比较稳定的季节性负荷，其配套使用的计量及无功补偿设备改造既要满足国家或电力行业标准的相关规定，还应以较高的性能价格比去获取最大的经济效益。因此，合理选择农村井灌配变的计量及无功补偿配置模式，并使这项技术得以推广应用，对于规范农村用电管理、提高农村配电网的安全和经济效益具有重要作用。

2功能选择

2.1自动投切方式

目前，电容器自动投切装置大致有三种模式：接触器投切、可控硅投切、可控硅过零投切与接触器相结合方式。利用接触器投切电容器难以控制过零投切造成的较大冲击电流，接触器接点容易被损坏；利用可控硅代替接触器可使投切过程无冲击电流，但可控硅长期工作造成发热，并产生一定的谐波，抗冲击能力差，经常造成可控硅元件损坏；利用可控硅完成投切过程后将接触器投入，系统电流较小时还可用它发出投切补偿电容的命令，防止反复投切，避免可控硅发热及冲击电流损坏接触器接点，这种方式是目前比较理想的投切模式。

2.2谐波分析

农村配电网井灌专用配变安装无功补偿装置应注意谐波及无功倒送问题。首先，电容器具备一定的抗谐波能力，谐波分量过大会对电容器寿命产生影响；由于电容器对谐波具有放大作用而使系统谐波干扰更为严重，因此，动态无功补偿的控制环节，更容易受谐波干扰而造成控制失灵；其次，电力系统不允许无功倒送，因为它会增加线路和变压器损耗，加重线路负担。

目前，一些低压无功自动投切控制装置已经采用傅立叶变换技术监测电网的谐波含量，一旦超出允许值则退出已投电容，保证在谐波过大时不损坏电容器。

2.3电气主接线

据统计农村井灌配变的容量一般都在315kVA及以下，其配电装置的电气主接线应力求简单，以节省空气开关、电流互感器、避雷器等一次设备。配电装置宜采用HR型刀熔开关作为短路总保护，出线采用熔断器加空气开关配置方式；低压母线采用避雷器作为防雷保护或吸收过电压；采用电压表和换相开关测量三相电源的相、线电压；采用电流表测量负载电流；采用功率因数监测表监测功率因数的变化情况；为降低回路损耗，配变二次引线可采用集束导线或电缆；100kVA及以上井灌配变配电装置的电气主接线详见图1。

1TA、2TA：0.2级电流互感器QF：HR型刀熔开关

QS:空气开关F:避雷器1FU-5FU：熔断器

C1-C3：并联补偿电容器组JK：电容器自动投切控制器

D：可控硅与接触器结合式自投切装置Wh：有功电能表

Varh:无功电能表

A：电流表V:电压表cosφ：功率因数监测表1HD-4HD、BD：信号灯

图1100KVA及以上井灌配变配电装置的电气主接线图

2.4电能计量管理

农村井灌配变现用计量装置大约有30%是旧型号淘汰表计，在计量表计更换为DD862系列后，表损将有所降低；由于农村井灌配变大多地处野外，用电监察十分困难，为防止窃电，必须在配变低压接线柱上加装玻璃钢或塑料防窃电箱，对接线柱及引线进行封装，经试用效果明显。

2.5结构及安装

农村井灌配变计量及无功补偿配电装置采用与配变分体安装式箱体结构；壳体分为普通钢板和不锈钢板两类，采用普通钢板制作时厚度不得小于2.0mm，且表面应喷塑，采用不锈钢板制作时厚度不得小于1.5mm；箱体宜采用立式结构，电能计量装置必须分箱设置，配电装置及计量分箱门均应设置防盗锁，进出线端子也应装设防盗螺帽。

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3效益分析

3.1节电效益

无功补偿容量QC值即电网无功功率的减少值，由此引起线路损耗的减少量可用无功经济当量KQ来计算：

△W=QCKQh

式中△W--年节电量(kW·h)

h--运行小时

QC--无功补偿容量

KQ--无功经济当量(kW/kvar)，一般选KQ=0.04～0.08

取无功补偿电容的年运行小时数为3000h，KQ=0.06，现行农村分类综合排灌电价为0.32元/kW·h，测算出具有代表性的50kVA、100kVA井灌配变的年节能效益详见表1。

配变容量

配变系统

年节电量(kW.h)

年节电效益(元)

50KVA

S7、S9系列

540

172.8

100KVA

S7、S