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配电网无功补偿方案比较

发布时间:2018-07-11 作者:tonghua6376 点击:下载该Word文档收藏本文

配电网无功补偿方案比较 

摘要:无功补偿对电网的安全、优质、经济运行具有重要作用。配电网规模巨大,负荷情况复杂,使用环境条件差,合理选择无功补偿方案和补偿技术意义重大,补偿工程也有很多问题值得认真分析和思考。本文重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案的特点,由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用,因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量,能有效提高系统的电压稳定性,保证电网的电压质量,提高发输电设备的利用率,降低有功网损和减少发电费用。

我国配电网的规模巨大,因此配电网无功补偿对降损节能,改善电压质量意义重大。本文结合当前人们关注的电网无功补偿问题,重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案特点。

 

[关键词]:配电网 无功补偿 补偿方案 无功优化

 

1 配电网无功补偿方案比较

配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、配电变低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备分散补偿。

1 变电站集中补偿

变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步补偿器等,主要目的是平衡输电网的无功功率,改善输电网的功率因数,提高系统终端变电所的母线电压,补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10KV母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点,但这种补偿方案对10KV配电网的降损不起作用。

为实现变电站的电压/无功综合控制,通常采用并联电容器组和有载调压抽头协调调节。但大量的实际应用表明,投切过于频繁会影响电容器开关和分接头的使用寿命,增大运行维护工作量,通常在实际中要限制抽头调节和电容器组操作次数。采用电力电子开关控制成本比较高、开关自身功率损耗也很大,因此变电站高压电压/无功控制技术仍有待进一步改善和研究。

鉴于变电站无功补偿对提高高压电网功率因数,维持变电所母线电压和平衡系统无功有重要作用,因此应根据负荷的增长安排、设计好变电站的无功补偿容量,运行中在保证电压合格和无功补偿效果最好的情况下,尽可能使电容器组投切开关的操作次数为最少。

2 配电变低压补偿

配电变低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大,通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿,总补偿容量在几十至几百千乏不等。目的是提高专用变用户功率因数,实惠无功就地平衡,降低配电网损耗和改善用户电压质量。配变低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高,降损节能效果好。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散,因此补偿工程的投资圈套,运行维护工作量大,也因此要求厂家要尽可能降低装置的成本,提高装置的可靠性。采用接触器投切电容器的冲击电流大, 影响电容器和接触的使用寿命; 用晶闸管投切电容器能解决接触器投切电容器存在的问题,但明显缺点是装置存晶闸管功率损耗,需要安装风扇和散热器来通风与散热,而散热器会增大装置的体积,风扇则影响装置的可靠性。低压补偿装置安装地点分散、数量大,运行维护是补偿工程需要重点考虑的问题;另外,配电系统负荷情况复杂,系统可能存在谐波、三相不平衡,以及防止出现过补偿等问题。

3 )配电线路固定补偿

大量配电变压器要消耗无功,很多公用变压器没有安装低压补偿装置,造成的很大无功缺额需要变电站或发电厂承担,大量的无功沿线传输使得配电网损居高难下,这种情况下可考虑配电线路无功补偿,线路补偿既通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。由于线路补偿远离变电站,因此存在保护难配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境限制等问题。因此,线路补偿的补偿点不宜过多;控制方式应从简,一般不采用分组投切控制;补偿容量也不宜过大,避免出现过补偿现象;保护也要从简,可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压保护。线路补偿主要是提供线路和公用变压器需要的无功,工程问题关键是选择补偿地点和补偿容量,线路补偿具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点,适用于功率因数低、负荷重的长线路。线路补偿一般采用固定补偿,因此存在适合能力差,重载情况下补偿度不足等问题。自动投切线路补偿仍是需研究的课题。

4 用电设备随机补偿

10KV以下电网的无功消耗总量中,变压器消耗占30%左右,低压用电设备消耗占65%以上。由此可见,在低压用电设备上实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明,低压设备无功补偿的经济效果最佳,综合性能最强,是值得推广的一种节能措施。感应电动机是消耗无功最多的低压用电设备,故对于油田推油机、矿山提升机、港口卸船机等厂矿企业的较大容量电动机,应该实施就地无功补偿,即随机补偿。与前三种补偿方式相比,随机补偿更能体现以下优点:

a)               线损率可减少20%

b)      线损率可减少改善电压质量,减小电压损失,进而改善用电设备启动和运行条件;

c)释放系统能量,提高线路供电能力。

由于随机补偿的投资大,确定补偿容量需要进行计算,以及管理体制、重视不够和应用不方便等原因,目前随机补偿的应用情况和效果都不理想。因此,对随机补偿需加强宣传力度,增强节能意识,同时应针对不同用电设备的特点和需要,开发研制体积小、造价低、易安装、免维护的智能型用电设备无功补偿装置。

根据以上常用无功补偿方案的分析、讨论,我们可归纳、整理出四种补偿方案的特点和基本性能如表 1 所示。

1 四种无功补偿方法的特点比较

 

补偿方式

变电站集中补偿

配电变低压补偿

配电线路固定补偿

用电设备随机补偿

补偿对象

变电站无功需求

配电变无功需求

配电线路无功基荷

用电设备无功需求

降损范围

主变压器及输电网

配电变及输配电网

配电线路及输电网

整个输配电系统网

调压效果

较好

较好

较好

最好   

单位投资

较大

较大

较小

较大

设备利用率

较高

较高

很高

较低

维护方便性

方便

较方便

方便

不方便

 

『参考文献』

[1]赵登福,司哲,杨靖等,新型变电站电压无功综合控制装置的研制[J],电网技术。
[2]
刘连光,林峰,姚宝琪,机电一体开关低压无功补偿装置的开发和应用[J],电力自动化设备。
[3]
张勇军,任震,廖美英等,10kV长线路杆上无功优化补偿[J],中国电力。  
[4]
曹光祖,应系统地重视分散和终端无功补偿[J],低压电器。

 


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