余绍峰 胡叶舟 徐歌
摘 要：串补技术应用于辐射型配电线路中，能够有效改善线路末端电压不合格的情况。本文针对10kV配电串联线路，通过线路不同负载率下的效果分析表明，固定串补具有明显的负荷自适应性，在稳定重载线路能够获得理想的补偿效果，但在负荷变动较大的轻载线路可能导致补偿点前方线路电压异常升高，要认真地进行分析计算，设定合理的投切参数。
关键词：串补 负载率 补充效果
中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（a）-0073-02
配电网是整个供电系统的末端环节，距离电网中无功电源最远，无功最难保障，而同时配网又对无功有较大需求[1]。再加上由于电压等级最低，10kV配网中等量电能的传输带来的电能损失和电压降落都要高于其他电压等级的电力网络。目前我国配电网面对的最主要问题是电压质量难以保证。采取有效措施改善配电网电压质量是非常有必要的，而串联补偿技术作为20世纪发展起来的新兴技术，其主要应用范围是高压长距离输电线路和电气化铁路供电系统[2，3]。目前国内已经广泛认可串补技术作为一种能够提高线路输送能力和改善线路运行状况的经济而有效的技术大规模应用于超高压远距离输电系统，近年来，串联补偿技术在配电线路的应用也渐渐进入不少国内电力从业者的视野。国内一些实践工程表明，串补技术应用于辐射型配电线路中，能够有效改善线路末端电压不合格的情况[4，5]。
1 固定串联补偿的基本原理
一条辐射型配电线路模型，电源侧电压为，配电线路等值电阻为，等值电抗为，负荷侧电压为，负荷功率为。在线路加上串联补偿之后，记负荷侧电压抬升至。增加串补后 线路上的压降变为：
2 同一补偿点同一串补度不同负载率效果分析
本节分析典型10kV配电线路安装串补后负荷变化对线路电压带来的影响。设置线路首端电压为10.5kV，线路满载负荷为4.5MW，功率因数为0.84。线路全长18km，设置补偿点为全长50%处，串补度2.2。线路负荷在不同负载水平下线路电压变化如图1所示。
由图1可知，串补度确定后，随着负荷减小，线路参数整体开始渐渐由感性偏向于容性，因而电压降落越来越缓，直至负荷降至一定程度后，线路电压开始升高。但直到线路负载率减少至40%时，线路电压仍然都在调压范围内。
由于绝大多数情况下线路负荷为感性，而串补电容为纯容性，则与异号；而不管是架空裸线还是电缆线，其单位长度的感抗都在数值上略大于电阻值。因此，随着负荷减小，一定会存在一点使得公式（1）的计算结果为零。高负载率运行时，明显大于，则公式（1）的计算结果为正，即线路电压会有所下降。随着负载率下降，、和都会减小，则也在逐渐减小，并且减小的幅度也在慢慢下降。表现为线路电压压降小并且电压沿线分布曲线越来越平缓。当减小至从数值上小于后，与将呈异号相加，则减小的幅度将更加缓慢，直到两者相加为零，将会出现这段线路电压压降为零的现象。随后，随着线路负荷进一步减小，将开始呈负值，沿线电压开始升高，表现为这段线路电压沿线分布曲线开始明显上翘。表1列出了负载率分别为100%、80%、30%和20%时上述几项参数的对比，以作验证。
当线路负荷下降至满载负荷的30%时，串补电容前方线路主线电压几乎没有变化，直到补偿点附近时，略有超过线路首端电压，由表1也可看出此时串补前方线路首末端压差仅有0.01kV。当线路负荷下降至满载负荷的20%时，串补电容前方线路电压持续提升，并且超过了额定电压上限。对于本线路而言，全线路负荷均以同等幅度下降至满载负荷的30%左右时，若不准备采取其他措施以控制電压，则应对串补装置进行切除。可以此时流过串补电容的电流为参考临界，对流过串补电容的电流进行监测，当其数值和相角都接近这个临界点时，为保证线路电压符合调压要求，可以对串补装置进行切除。
3 结语
以10kV配电线路固定串联补偿为分析对象，通过理论分析和数字仿真相结合的研究手段，就10kV配电线路固定串补的应用问题进行了较为全面的分析研究。结果表明，固定串补具有明显的负荷自适应性，在稳定重载线路能够获得理想的补偿效果，但在负荷变动较大的轻载线路可能导致补偿点前方线路电压异常升高，要认真地进行分析计算，设定合理的投切参数。
参考文献
[1]曹瑞.配电网无功补偿现状分析与应用研究[D].华北电力大学，2011.
[2]麦敏坚.探讨改善配网的电压质量[J].广东科技，2008（8）： 139-141.
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[5]卓谷颖，江道灼，梁一桥，等.改善配网电压质量的固定串补技术研究[J].电力系统保护与控制，2013（8）：61-67.endprint
