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配電網的無功補償的合理方式

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配電網的無功補償的合理方式

發布日期:2020-02-16 作者: 點擊:

配電網的無功補償的合理方式




        合理的無功補償點的選擇以及補償容量的確定,能夠有效地維持系統的電壓水平,提高系統的電壓穩定性,避免大量無功的遠距離傳輸,從而降低有功網損。而且由于我國配電網長期以來無功缺乏,造成的網損相當大,因此無功功率補償是降損措施中投資少回收高的有效方案。配電網無功補償方式常用的有:變電站集中補償方式、低壓集中補償方式、桿上無功補償方式和用戶終端分散補償方式。

  配電網無功補償方案

  1、變電站集中補償方式

  針對輸電網的無功平衡,在變電站進行集中補償,補償裝置包括并聯電容器、同步調相機、靜止補償器等,主要目的是改善輸電網的功率因數、提高終端變電所的電壓和補償主變的無功損耗。這些補償裝置一般連接在變電站的10kV母線上,因此具有管理容易、維護方便等優點。

  為了實現變電站的電壓控制,通常采用無功補償裝置(一般是并聯電容器組)結合變壓器有載調壓共同調節。通過兩者的協調來進行電壓/無功控制在國內已經積累了豐富的經驗,九區圖便是一種變電站電壓/無功控制的有效方法。然而操作上還是較為麻煩的,因為由于限值需要隨不同運行方式進行相應的調整,甚至在某些區上會產生振蕩現象;而且由于實際操作中變壓器有載分接頭的調節和電容器組的投切次數是有限的,而在九區圖沒有相應的判斷。因此,現行九區圖的調節效果還有待進一步改善。

  2、低壓集中補償方式

  在配電網中,目前國內較普遍采用的無功補償方式是在配電變壓器380V側進行集中補償,通常采用微機控制的低壓并聯電容器柜,容量在幾十至幾百千乏左右,根據用戶負荷水平的波動投入相應數量的電容器進行跟蹤補償。它主要目的是提高專用變用戶的功率因數,實現無功補償的就地平衡,對配電網和配電變的降損有積極作用,同時也有助于保證該用戶的電壓水平。這種補償方式的投資及維護均由專用變用戶承擔。目前國內各廠家生產的自動補償裝置通常是根據功率因數來進行電容器的自動投切。就這種方案而言,雖然有助于保證用戶的電能質量,但對電力系統并不可取。雖然線路電壓的波動主要由無功量變化引起,但線路的電壓水平往往是由系統情況決定的。當線路電壓基準值偏高或偏低時,無功的投切量可能與實際需求相去甚遠,易出現無功過補償或欠補償。

  對配電系統來說,除了專用變之外,還有許多公用變。而面向廣大家庭用戶及其他小型用戶的公用變,由于其通常安裝在戶外的桿架上,實現低壓無功集中補償則是不現實的:難于維護、控制和管理,且容易造成生產安全隱患。這樣,配電網的無功補償受到了很大地限制。

  3、桿上補償方式

  由于配電網中大量存在的公用變壓器沒有進行低壓補償,使得補償度受到限制。由此造成很大的無功缺口需要由變電站或發電廠來填,大量的無功沿線傳輸使得配電網網損仍然居高難下。因此可以采用 10kV戶外并聯電容器安裝在架空線路的桿塔上(或另行架桿)進行無功補償,以提高配電網功率因數,達到降損升壓的目的。但由于桿上安裝的并聯電容器遠離變電站,容易出現保護不易配置、控制成本高、維護工作量大、受安裝環境和空間等客觀條件限制等問題。因此,桿上無功優化補償必須結合以下實際工程要求來進行:

  (1)補償點宜少,建議一條配電線路上宜采用單點補償,不宜采用多點補償;

  (2)控制方式從簡。建議桿上補償不設分組投切;

  (3)建議補償容量不宜過大。補償容量太大將會導致配電線路在輕載時出現過電壓和過補償現象;另外桿上空間有限,太多數電容器同桿架設,既不安全,也不利于電容器散熱;

  (4)建議保護方式應簡化。主要采用熔斷器和氧化鋅避雷器作簡單保護。

  顯然,桿上無功補償主要是針對10kV饋線上的公用變所需無功進行補償,因其具有投資小,回收快,補償效率較高,便于管理和維護等優點,適合于功率因數較低且負荷較重的長配電線路,但是因負荷經常波動而該補償方式是長期固定補償,故其適應能力較差,應積極開發應用電容器組能自動投切的桿上無功補償技術。

  4、用戶終端分散補償方式

  目前在我國城鄉各地,低壓用戶的用電量增長迅速,企業、廠礦和小區等對無功需求都很大,直接對用戶末端進行無功補償將最恰當地降低配電網的損耗和維持配電網的電壓水平的有效措施。對于企業和廠礦中的電動機,應該進行就地無功補償,即隨機補償;針對小區用戶終端,由于用戶負荷小,波動大,地點分散,無人管理,因此應積極開發應用一種新型的低壓終端無功補償裝置,并滿足以下要求:①智能型控制,免維護;②體積小,易安裝;③功能完善,造價較低。

  與前面三種補償方式相比,本補償方式更能體現以下優點:①線損率可減少約 20%;②減小電壓損失,改善電壓質量,進而改善用電設備啟動和運行條件;③釋放系統能量,提高線路供電能力。缺點是由于低壓無功補償通常按配電變壓器低壓側最大無功需求來確定安裝容量,而各配電變壓器低壓負荷波動的不同時性造成大量電容器在負荷較輕時出現閑置,設備利用率不高。

  綜合以上四種無功補償方式,

  配電網無功補償遇到的問題

  隨著人們對配電網建設的重視和無功補償技術的發展,低壓側無功補償技術在配電系統中也開始普及。從靜態補償到動態補償,從有觸點補償到無觸點補償,都取得了豐富的經驗。但是在實踐中也暴露出一些問題,必須引起重視。

  (1)目前無功補償的出發點往往放在用戶側,只注意補償用戶的功率因數。然而要實現有效地降損,必須從電力系統角度出發,通過計算全網的無功潮流,確定配電網的補償方式、最優補償容量和補償地點,才能使有限的資金發揮最大的效益。

  (2)目前10kV配電網的線路上的負荷點一般無表計,記錄數據的準確性和同時性無法保證。這對配電網的潮流計算和無功優化計算帶來很大困難。

  (3)電容器本身具備一定的抗諧波能力,但同時也有放大諧波的副作用。諧波含量過大時會對電容器的壽命產生影響,甚至造成電容器的過早損壞,同時使配電網的諧波干擾更嚴重。



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