配电变压器低压侧无功补偿容量的选择分析

为了提高功率因数，减少电能损耗，增强供电能力，在农网改造中，应对100kVA及以上配电变压器在低压侧安装容量为配变额定容量8%左右的补偿电容器进行无功补偿。但许多人认为按配电变压器容量的8%配置补偿容量太小，不足以补偿低压侧所有的无功负荷，配变高压侧功率因数提高不大。其实，这是一种误解，因为配变低压侧无功补偿，作用仅限于减少变压器本身及以上配电网的功率损耗，凡是向负荷输送的无功功率，由于仍然要经过低压线路的电阻和电抗，配电线路上产生的功率损耗并未减少。所以，配变低压侧无功补偿容量选择过大是无益的。而只有采取配变低压侧补偿和用户端就地补偿相结合的补偿方式才可以在提高功率因数的同时，减少低压线路损耗，取得最佳的经济效益。

配变低压侧补偿容量过大不但不经济，而且在变压器空载运行时，或者负荷较轻时，还会造成过补偿，使功率因数角超前、无功功率向电力系统倒送和电源电压升高。

功率因数角超前的坏处是：

(1)　电容器与电源仍有无功功率交换，同样减少电源的有功出力。

(2)　网络因传输容性无功功率，仍会造成有功损耗。

(3)　白白耗费了电容器的设备投资。

另外，如补偿电容过大，当电源缺相时有可能发生铁磁谐振过电压，烧毁电容器和变压器。

所以，配变低压侧补偿容量过大不但不经济，而且还会影响设备的安全运行。

根据以上分析，配变低压侧集中无功补偿根据功率因数的需求选择不科学，补偿容量不应过大。为了防止发生过补偿现象，配变低压侧无功补偿原则为：其补偿容量不应超过配变的无功功率。

变压器总的无功功率：Qb=Qb0+QbH·(S/Se)2

Qb=[I0%/100+Ud%/100·(S/Se)2]·Se(1)

式中Qb0-变压器空载无功功率，kvar

　　QbH-变压器满载无功功率，kvar

　　I0%-变压器空载电流百分数

　　Ud%-变压器短路电压百分数

　　S-变压器实际负荷，kVA

　　Se-变压器额定容量，kVA

为应用方便，把变压器负载时总无功功率与额定容量之比的百分数称作ΔQb，则满负载时：

ΔQb%=Qb/Se·100%=I0%+Ud%(2)

根据国标GB/T6451－1995《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》的规定，对于10kV配变，空载电流I0%为0.9%～2.8%，Ud%为4%～4.5%，故其变压器总的无功功率约占变压器容量的7.3%。因此，配变低压侧无功补偿容量应按照配变容量的8%配置。而占整个配电网无功负荷的70%的用户无功负荷应在用户端就地补偿，以最大限度地提高功率因数，减少输配电网功率损耗。