1、    配網長線路加裝串補改善電壓質量問題探究    李華軍摘要：隨著我國社會經濟的快速發展，農村的用電量和用電需求迅速增加，在促進農村電力實業迅速發展的同時，也對供電的穩定性和可靠性提出了更高的要求。文章首先對配網長距離配電線路中存在的低電壓問題進行了分析，然后闡述了加裝固定串聯電容器在10kv線路中對電壓改善的作用，通過加裝串補的仿真計算加以驗證，證實了該方法的有效性。關鍵詞：配電線網；長線路；串補；電壓質量；低電壓；串聯電容器 文獻標識碼：a中圖分類號：tm714 文章編號：1009-2374（2016）32-0032-02 doi：10.1353

2、5/ki.11-4406/n.2016.32.015目前，農村經濟的迅速發展，導致農村的用電需求和用電量迅速上升，對供電電壓的穩定性要求也越來越高。但是從當前農村電網的實際情況來看，還存在著很多問題，其中比較突出的就是，10kv配網線路的運輸距離比較長，導致電壓下降，因而無法滿足農村用電的電壓需求。電壓過低造成很多農用機械無法運轉甚至啟動，成為制約農村經濟發展的重要限制因素。與此同時，該問題的存在也降低了農電網電壓的合格率，無法高質量地完成上級部門提出的農電網考核任務。為了解決問題，我們制定了很多方案，并進行了對比分析，結果發現，采用固定串聯補償方案具有較高的可行性，具有較好的經濟適用性，可以

3、用最少的經濟投入，最大限度地改善10kv配網長線路的電壓質量，而且不需要進行人工干預，減少人力資源的投入。本文以當地某片區的10kv配網長線路為例，對加裝串補改善電壓質量的問題展開具體分析。1 農網電壓質量的影響因素分析就目前的情況來看，農村配電網主要是以10kv為主，且電網規模較大，電力負荷情況相對復雜。同時由于農村配電網的線路較長，導致其電壓質量并不穩定，容易受到多種因素的影響。下文就對影響農網電壓質量的主要因素進行簡單分析：第一，農村電網的架設比較薄弱，而且分布格局缺乏科學性和合理性，再加上供電的半徑距離較大，供電設備老化現象嚴重，進一步加劇了配電線路的電壓損耗，如果其承擔的負荷較重，就

4、容易導致線路末端電壓降低，無法滿足農村的用電需求。第二，由于農村的配電變壓器較多，且其地域分布十分廣泛，這些都使得農村電網的負荷存在巨大的峰谷剪刀差，而且農村電網的季節性十分明顯，上述情況都對農網送電效率和電能質量起到了負面影響。第三，在農網的部分線路中，會使用一些大容量電動機，但由于對電動機的接入缺乏良好的技術管理，在電動機啟停的過程中就會對農網線路的電壓造成影響。除了上述三點因素外，農村電網建設的資金缺乏也是重要的原因，資金的缺乏拖延了電網的改造速度。另外，農網管理體制的不完善等因素也阻礙了農網電壓質量差等問題的改善。2 電壓串補基本原理分析在配電線路中，可串聯增加一個容性設備（如電容器）

5、。其中電容器的容抗會與線路中的電抗進行抵消作用，這樣電力輸送端和接收端間的電氣距離就會相應縮短。所謂串聯補償度，通俗來講，就是串聯容的抗值和線路電抗值之間的比值，即xc/sl，該比值應該<1/2。目前，國內串聯補償度的數值在30%45%之間（圖1）。式中：u為線路末端電壓；p為線路末端有功；r為線路等效電阻；q為線路末端無功；x為線路等效電抗。通常情況下，p、r、q、x的數值均>0，所以u的結果也>0，末端電壓<首端電壓。但是在線路中加裝串聯電容器之后，x的數值會下降，甚至會<0，所以u的結果也可能轉變為0。根據這一原理，只要升高負荷側的電壓，就能使電壓保持在合理

6、范圍，促進電壓治理工作的開展。串聯電容器中無功總量的計算公式如下：在線路正常運行的過程中，如果產生的負荷較大，i（線路電流）的數值也會比較大，根據上述公式，電容器的無功總量就會增加；反之，如果負荷較小，i的數值越低，電容器的無功總量就會降低，直至降為0。由此推導，串聯補償的無功總量是隨著負荷的變化而變化的，而且二者成反比例關系。也正因為如此，要改善農網長線路中的電壓，可以采用串聯補償方式，具有顯著優勢。3 模擬仿真3.1 建立仿真模型本次仿真模型的建立主要采用matpower潮流計算工具包（matlab），具體步驟為：（1）結合客戶提供的線路圖紙，對每一個節點進行編號和命名；（2）根據線路圖紙

7、，通過查表的方式，分別計算出每一條線路中的r值、x值和c值；（3）收集近1.5年中該線路的最大有功功率、無功功率和視在功率以及上述數值的平均值，明確線路的最大負載率及其平均值；（4）將每一個節點變壓器的參數作為參考值，參考上一步得出的最大負載率和平均負載率，計算出每一個節點的最大功率和平均功率；（5）將并補的參數及串補的參數都轉化成線路參數；（6）將上述數據按工具包要求格式進行輸入工作，然后進行仿真。3.2 仿真的重難點3.2.1 選擇合適的串補部位。串補部位的選擇不能盲目，需要對多種因素進行綜合考慮，注意以下問題：（1）應和線路的末端保持距離，切忌過分靠近。這是因為，如果它們的間距較短，一旦發生重載等情況，位于線路中段的變電站電壓數值就會大幅度下降，即使加裝串補，也無法對之前的線路進行補償，還會影響到后段線路的補償效果；（2）應和線路的首端保持一定的距離。在加裝串補電容器進行補償，會大幅升高兩相鄰變電站的電壓，使之接近線路開始端的電壓值，但是電壓仍會在一定時間后不斷下降。假設在線路的首端進行串補，那么線路末端的電壓就無法得到提升；（3）建議串補部位盡量加裝于主干線上，因為一般分支配電線的整體距離較短，電流比較小，產生的負荷也比較強。所以如果只能加裝1套串補裝置，應該盡量安裝在距離比較長，而且電流比較大的