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对电力系统配电网与无功补偿的探讨思考

作者:未知

  摘 要:随着社会经济的不断发展,电器数量急剧增加并得到了广泛应用,在这种情况下,不可避免的会致使电力负荷大大增加,引导配电线路出现严重的能源消耗现象,同时无功功率变化现象频繁出现,进而严重影响到电网运行的安全性与稳定性,甚至无法保证用户的供电质量。本文对电力系统配电网与无功补偿
  关键词:电力系统;配电网;无功补偿;思考
  1配网中无功补偿方式
  1.1在配电线路中分散安装并联电容器组
  变电站内对主变所需的无功进行了补偿,而对站外 线路及线路上的大量配变的 无功没有作用,对于这一部分巨大的线路损耗必须采取就地无功补偿加以解决才能真正的降低线损。但配网线路出线较长,负荷分布不均匀,如果照搬变电站的无功补偿模式,势必投资过大,且安装维护不方便。如果采用固定地点装固定量的电容器方法,虽然投资减少,但由于未有任何保护,经常发生电容器烧毁事故,给电网的运行造成安全隐患。且由于是固定投入,随着线路负荷的改变,极易造成过补,从而产生倒送无功,不但不能降低功率因数,降低线损,还造成区域内电压增高,烧毁运行中的设备,因此配网中所需的线路无功补偿装置必须能自动投切,保护可靠,造价低廉,安装方便。
  1.2在单台电动机安装并联电容器。
  随着工农业,水利和城建事业的发展,大型高压异步电动机的应用越来越广泛,它们的功率因数一般在0.8到0.85之间,有的甚至在0.7左右,使输配电系统送电能力下降,线路损耗增大,浪费电能.通过高压电机无功补偿装置与高压异步电机并联连接,向高压电动机提供励磁所用的无功电流,以改善功率因数,减轻配电变压器的负荷,降低线路和变压器的损耗,提高配电设备的效能,补偿后平均功率因数达0.95以上,有明显的节能、改善电机起动I、运行性能的功效。例如:本地某选矿厂,装有6KV、630KW、8极异步电动机4台,每台装设400KVAR的就地补偿电容器装置,装设后功率因数由0.8上升到0.946,电流值由48A下降为40.7A,每小时可节电58.8KW.H,每年节电5.08×105KW.H,节约电费约14万元。缺点是低压无功补偿通常按配电变压器低压侧最大无功功率需求来确定安装容量,而各配电变压器低压负荷波动的不同时性造成大量电容器在较轻载时闲置,设备利用率不高。
  2 无功补偿技术在配电网中的应用特点
  无功补偿技术在配电网的应用中,需要注意的是,要控制好安装设备空间、设备安装环境、设备维护工作、施工成本和保护装置等对周围环境的影响。因此,在进行无功补偿施工安装时,要根据工程情况做好设置。无功补偿装置在配电网安装中的注意事项是:(1)确定好无功补偿在配电网中的容量。配网在进行无功补偿时,要做好容量的控制,避免无功补偿电容器由于设置过多和密度大影响散热和安全性,因此针对配电网要选择符合设计要求的电容器组。(2)明确好补偿装置具体的安装位置。在对无功补偿装置进行安装时,需要遵守的原则是无功就地均衡,并且进行安装时,最主要的是减少主干线路上的无功电流。研究证实,配电网每条线路上,安装1台无功补偿装置是合适的,安装的位置应该是负荷2/3的地方。(3)制定好无功补偿装置合理的接线方式。无功补偿装置接线的时候,要依据设计和配电网的要求选择合适的接线方式,每一相接1台电容器为最佳,这样才能使补偿装置运行中的故障率大大降低。
  3配网电压自动控制系统
  3.1 系统概论
  在长期的发展过程中,坚强电网的构建、无功电源的应用和无功补偿的增加使无功功率不足不再是配网运行中的主要矛盾,而电网无功潮流的不合理分布和大机组无功功率的不合理分配日渐凸显。针对这种情况,从配网整体着手,对电网无功潮流和发电机机组无功功率进行了相应的协调控制,以实现配网电压的自动调节,这是确保电网安全、稳定运行,保证电压质量、减少网损的有效措施和必要要求。
  3.2 基本原理
  自动电压控制系统的基本原理是利用SCDMA系统实现对全网各节点的遥测遥信,并对得到的数据进行实时在线分析和计算,在保证配网和相关电力设备安全运行的前提下,考虑各节点的电压质量和省网关口的功率因数,从全网的角度,对电压无功进行优化控制,从而实现无功补偿设备的合理投入、无功分层的就地平衡和稳定电压,并在控制主变分解开关调节次数的基础上,实现相应的配网优化目标。结合专业软件分析和调度自动系统的遥感、遥信、遥测和遥控功能,以计算机技术和网络通信技术为保障,实现对配网内各变电站无功补偿设备和有载调压装置的集中管理和控制,最终实现电压无功优化运行的闭环控制。
  3.3 系统功能
  自动电压控制系统的功能体现在多方面:能对全网电压进行优化调节和提升电压质量;能实现全网调节无功补偿,实现无功功率的分层和就地平衡;可实现不同运行方式下的无功电压优化控制运行;可在电压合格的范围内,实现高峰负荷电压的偏上限运行,评估负荷电压偏下限运行。
  4配网中使用无功补偿带来的经济效益
  4.1 提高设备利用率
  若是配网中的供电设备有功功率完全一致,那么随着功率因數的增长,负荷电流就会相应的减少,供电设备的储备功率增加,其传送功率的效率也就提高了,满足用电单位不断增长的负荷需求。对于新建单位而言,无功补偿能有效降低设备的容量,减少前期投资,并提高配网的功率因数,反过来又减少了用电单位变压器的容量,进而减少了单位电费的开支。
  4.2 降低能耗
  补偿前后的输电线路传送有功功率P不变,P=IUcosφ,而功率因数的增加会使得补偿后的电压U2>补偿前的电压U1。为了计算的简便,我们使U1≈U2,补偿前后的有功功率是不便的,那么:I1cosφ1=I2cosφ2,也就是说:I1/I2=cosφ2/cosφ1,进而也就可以计算出减少的线路损耗百分数为:(1-cosφ2/cosφ1)×100%。若补偿前的功率因数为0.7,补偿后的功率因数为0.95,那么有功损耗就可以减少45%。以吴川供电局10kV金海岸线为例,2010年有功损耗102kW,补偿前功率因数为0.75,补偿后功率因数为0.93,经计算,有功损耗减少35.7kW。因此,配网中合理运用无功补偿能有效降低能耗,提高经济效益。
  4.3 减少电费
  在电费上,国家明文规定了不同企业的功率因数值,如果是高于规定值,那么可以减少电费,反之,电费会相应增加。所以说,使用无功补偿提高功率因数能有效减少电费开支,因此,提高功率因数能为企业带来最为直接的经济效益。同时,还能有效避免因功率因数低于规定值而出现受罚情况,这又节约了一笔费用。功率因数提高了,线路的传输和分配的有功功率损耗就减少了,电费也就少了。
  5结束语
  总而言之,在配网中,合理使用无功补偿配置技术,不仅能够提供供电效率,减少不必要的损耗。因此,相关部门及人员必须要引起重视,全面分析技术应用过程中出现的问题,并采取针对性措施予以解决,进而使无功补偿装置技术在配网中得到广泛的使用,最终促进电力企业有好又快的发展。
  參考文献:
  [1] 万洪文.浅析农村低压配网无功补偿的技术[J].通讯世界,2016(05):113-114.
  [2] 杜之梅.低压配网无功补偿技术选择[J].科学咨询(科技·管理),2016(10):40.
  [3] 陈小贵.电力用户无功补偿原理及效益分析[J].广西电业,2012,12:94~97.
论文来源:《科学导报·学术》 2019年13期
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