随着电力体制改革的逐步深入，电力企业将逐步实行商业化运营。在满足电力供应的同时，必须为用户提供优质可靠的电力，以适应社会经济发展的需要。为摸清目前我省中低压电网电压无功存在的问题，省公司组织有关专业人员进行了专题调研，取得了大量有价值的资料和分析结果，为采取相应的对策提供了决策依据。

1　基本情况
　　截止到1998年底，山西电网35 kV及以上网络有载调压变压器共计319台，容量14 146．2MVA，台数比和容量比分别为32．8％和74．6％。其中220 kV及以上有载调压变压器61台，容量7 701 MVA，台数比和容量比分别为82．4％和78．1％；110 kV有载调压变压器223台，容量6 154 MVA，台数比和容量比分别为76．1％和83％；35 kV有载调压变压器35台，容量291．2MVA，台数比和容量比分别为5．73％和10．83％。　　无功设备补偿容量共计3 107 Mvar，其中电容器2 912．7 Mvar（系统装设1 519．5 Mvar，用户装设1 393．2 Mvar），同步电机193．3 Mvar。1998年最大负荷5 869 MW，补偿度52．94％。1998年山西电网系统内电容器可投率达96．80％。

2　山西省110 kV及以下电网无功电压状况及存在问题
2．1　无功状况
    根据调查结果，110 kV电网无功配置基本平衡，35 kV电网无功不足，10 kV和低压配电网无功配置严重缺乏，大用户补偿容量基本可达到要求，中小用户补偿容量略显不足。
2．2　电压状况
　　总体上讲，110 kV电网受220 kV主网电压偏高影响，除运城、临汾等局部地区外，电压水平普遍偏高，35 kV电网、10 kV配电网和低压网，受负荷波动影响，高峰负荷时电压低，低谷负荷时电压高。
2．3　110 kV及以下中低压电网无功和电压存在的共性问题　　
　　（1）电压质量受电厂开停机和电网运行方式变化影响较大。
　　有联变的电厂，如漳泽、娘子关、霍州等电厂的110 kV母线电压，受电厂开停机方式影响较大；地区性小电厂的开停机，对所供地区电压影响也很大；另外变电站负荷之间的互带，也使电压质量不易满足要求。
    （2）调压手段偏少。
　　我省电网调压采用2级调压，一般在220 kV和110 kV电压等级采用有载调压方式，在35 kV电压等级一般不采用有载调压方式。220 kV、110kV、35 kV有载调压变压器台数比分别为82．4％、76．1％、5．73％，容量比分别为78．1％、83．0％、10．83％。从数字上看有载变压器所占比例并不少，但根据调查结果，110 kV变电站中有31座没有采用有载调压变压器，有载和无载变压器并列的站有18座，有载开关存在质量问题的有4个站，相当于30％的变电站无调压能力。若再考虑到一些站两台主变有载分头不匹配、主变额定电压选择不当等问题，调压手段就显得不足 。35kV电网因投资少，基本上未采用有载变压器，对负荷变化大和电压波动大的地区，很难保证下一级电网的电压质量。
　　（3）变压器变比和有载变压器调压范围选择问题。　

   　表现为变压器额定变比选择不当，有载调压开关分头变比选择不合适，调压范围不满足要求等。由于历史的原因，有些站调压开关分头变比不一样，如±8× 1．25％ 、±8×1．45％、±3×2．5％，两台主变调整电压困难，只能放在相近的分头位置上运行。
　　（4）变电站和10 kV线路力率低，无功补偿容量不足。
　　1998年全省无功补偿度为0．529 4，如按达到0．7计算，尚需容量1 000 Mvar 。按本次调查的结果分析，220 kV变电站力率达不到0．9的共12座，占220 kV变电站总数为31．6％；110 kV变电站力率达不到0．9的共69座，占110 kV变电站总数的39．7％；35 kV变电站力率达不到0．9的共293座，占35 kV变电站总数的78．1％。
　　10 kV公用线路共2 367条，力率在0．9以下的有1 917条，占调查条数的81％，需补偿容量549 Mvar，其中城网10 kV线路补偿容量106．241 Mvar，农网10 kV线路补偿容量443．01Mvar。
　　本次共调查城网10 kV线路391条，共4 983．3 km，力率在0．9以下的296条，占调查总条数的75．7％；调查农网10 kV线路1 947条，共61 005 km，功率因数在0．8以下的有967条，占调查总条数的52．9％，力率在0．8～0．9的654条，占调查总条数的35．8％。
　　（5）低压台区的主要问题是电压波动大、力率低、线径小、输电距离远。
　　城市低压配电网负荷大、负载率高、线径小；农村低压网络负荷小、线路长、线径小，电压波动大。如从大同供电局的调查结果可见，城市13个台区的平均力率为0．82，农村9个台区的平均力率为0．636。经过对全省124个380／220 V低压台区典型电压调查可见，低压台区电压不合格的主要原因为电压偏高（主要在低负荷、夜间时段），由于电压低造成的电压不合格主要出现在高峰大负荷时段。台区始端电压不合格的主要原因为电压高；台区末端电压不合格的主要原因是电压偏低。
    （6）无功设备和电压管理问题。
　　近几年无功设备管理水平虽较以前有了很大提高，但仍存在对电压无功重视不够的现象，如有些工程中的电容器工程项目不能和其它工程一起完成，有些无功设备长期放置无人管理，造成投入资金不能形成效益；调压开关存在的滑档问题不
能很好解决；无功设备资金投入不够，很多80年代初的产品还在勉强运行（当时的电容器质量不好，加上熔丝配置存在问题），给安全运行带来威胁；由于过去存在的基建、生产投资渠道不同的问题，有些站即使刚投产时负荷小、电压高，也要新装大量的无功补偿装置，造成投资积压；基建投资主要用于220 kV及以上电网建设，使220 kV网电压高、无功装置容量过剩；现在运行中的电容器，主网站无功设备管理较好，农网则管理较差，需加大考核力度；对无功设备存在的缺陷修理不及时，使可投率降低等。
（7）用户无功设备管理问题。
　　自功率因数调整电费办法实行以来，对节约电能和改善电压质量起到了明显的作用，但在执行中存在以下问题：不管用户离电源的距离如何，一定容量以上的同类型用户，力率考核的标准是一样的，这就造成了电源附近无功过剩的问题。近几年来我省对此有所注意，采取了一些调整措施，但尚未引起全面注意。在这一问题上，提高电压质量和提高平均电价有矛盾之处，如何解决有待研究。
　　由于不少用户的无功补偿设备缺少相应的自动投切手段，使一些用户在高峰时从电网吸收无功，而在低谷时向电网倒送无功。虽然在功率因数调整电费办法中对这类用户采取了一些措施（如加装防倒送装置的无功计量表计，要求用户在后夜停运电容器等），但都未从根本上解决问题。
　　各单位对用户的无功设备管理底数不清，缺乏管理，安装无功防倒送装置和止逆装置的措施尚未完全落实。
（8）其他问题。
　　小电厂和自备电厂无功管理急待加强。

3　改进电压质量的总体目标、思路和措施
3．1　总体目标和思路

3．1．1　总体目标
　　通过无功优化配置，做到无功分层、分区平衡，尽量避免无功在不同地区、不同电压等级间流动。电压除在220 kV、110 kV采用两级调压外，对偏远地区和负荷密集但电压波动较大的地区，35 kV和10 kV变压器采用有载调压变压器，保证用户电压在合格范围内。
3．1．2　总体思路
　　（1）管理和技术措施并重，优先考虑管理措施；
　　（2）以无功电源的分层、分压平衡为主，控制好电厂和用户两头，抓好变电站和低压网中间环节；
　　（3）以无功调节手段为辅，合理布置调压手段和控制装置，做到调压手段和无功补偿容量互相协调配合；
    （4）加大无功电压的考核力度；
　　（5）适应电网发展，深入研究无功电压有关技术经济政策，制定经济奖罚办法。
3．2　采取的措施
　　（1）各级调度和运行部门应尽快完善基础资料，建立设备台帐档案，对无功设备实行统一调度、分级管理，在此基础上，尽快实现无功优化调度。
　　（2）开展发电机进相和高功率因数运行试验研究，积极推广在无功过剩地区大机组高力率和进相运行。在漳泽和神一的200 MW机组进相运行试验的基础上，尽快进行太一300 MW机组、太二200 MW机组、阳二300 MW机组的进相试验工作。充分利用发电机的无功调节性能，实现北中部电网大机组在低谷负荷期间，高功率因数（cosφ接近于0．99～1．0）或进相运行。
　　（3）对110 kV及以下电网进行无功补偿。无功补偿总的原则是，从低压网开始，逐步做到分层、分区平衡，先补偿配电网和低压网，再补偿35 kV和110 kV网，最后补偿220 kV主网，以避免高压网穿越无功功率大和无功设备投运率低的问题。
    （a）对低压配电网，采用低压无功补偿装置，
大力开展随器补偿工作，按（0．1～0．3）S_n进行补偿，要求能按电压和力率自动投切或加装简单实用的自投切装置。实施顺序为：先城网后农网，先力率低的台区，后力率高的台区。
　　（b）对于10 kV力率低的线路，不采用在线路上补偿的措施，采用在10 kV出线的变电站补偿的办法。
　　（c）110 kV和35 kV变电站的补偿容量，按下一级10 kV线路、用户无功缺额，同时考虑补偿主变的无功损失来选择。优先考虑在没有无功补偿和补偿容量不足的变电站实施补偿。
　　（d）对220 kV电网的无功补偿容量，按补偿主变无功损失和调压要求选择，在实施发电厂进相运行的同时，在部分电压较高的地区装设并联电抗器，如在无功过剩的北中部电网、冶峪变电站、阳泉二电厂母线各装设一组并联电抗器；在电压波动大、存在稳定问题的枢纽变电站，装设静止无功补偿装置（如三家庄站）。
　　（4）加强调压设备的管理。严格按照变压器有载分接开关运行检修导则的规定，加强调压设备检修维护，及时处理缺陷，保证设备正常运行。推广使用有载分接开关测试仪，及时发现设备隐患。为了增加电网调节手段，可结合基建更改工程逐步解决两台主变有载、无载变压器不能并列运行的问题以及调压范围不同的问题。在技术经济比较的前提下，把运行年限不长的主变压器，结合大修改造为有载调压变压器。