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中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:
城市配网的线路损耗较大,尤其是城郊结合部的用电负荷密度小,用电分散,设备利用率低,配网负荷功率因数低,负荷的季节性强等原因都加大了线路及配电变压器的损耗。为了节约能源,降低线损提高经济效益,近几年来,在做好电网的集中补偿以及分散补偿的基础上,认真大胆的实现对配网进行随机、随器补偿,取得了一些成效。
一、无功补偿在电力系统中的主要作用
无功补偿的主要作用是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗,稳定电压和提高供电质量,在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。
安装并联电容器进行无功补偿,可限制无功补偿在电网中传输,相应的减少了线路的电压损耗,提高了配网的电压质量。无功补偿应根据分级、就地和便于调整电压的原则进行配置。集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主;调整与降压相结合,并且与配网的建设改造工程同步规划、设计、施工,同步投运。无功补偿的主要作用具体体现在以下几点:
1、提高电压质量。
2、降低电能损耗。
3、提高发、供电设备运行效率。
4、减少用户电费支出。
二、电力系统无功补偿的主要技术特点
电力电容器是电力系统无功补偿的手段,运行中的并联电容器的容性电流抵消感性电流,使传输原件如变压器、线路中的无功功率相应减少,因而,不仅降低了由于无功的流向而引起的有功损耗,还减少了电压损耗,提高了功率因数。所以,采用并联电容器进行各级电网的无功补偿是最广
泛的应用方法。电力电容器的主要技术特点:
l、無功补偿电容器是在工频交流电压下长时间的容性无功功率供应源。
2、无功补偿电容器本身的有功功率损耗较小,一般约占无功容量的
0.3%一O.5%。
3、电力电容器安装简单,使用方便,维护工作量小,一次投资少。
4、由于结构上的特点,过高的环境温度和运行电压都会影响它的使
用性能和寿命,甚至造成事故。
5、电容器的无功出力与电压平方成正比,当系统电压降低而需要更
多的无功补偿时,电力电容器的无功出力在此时降低,显示出其性能不足
的一面。
三、在实践工作中对配网无功补偿的几点看法
功率因数是考核电力企业的一个重要技术经济指标,无功补偿的好坏
直接牵扯到电力企业的经济利益,过补偿和欠补偿都会造成增加线损。要想很好的降低线损,只有把电网中的无功电能限制到最低限度,才能达到理想的目的。所以,任何一种单一的补偿方式都是不尽如人意,现分以下几类说明:
1、变电站集中补偿。可以减少变电站意识输电线路传输的无功电力,降低送电网络的无功损耗,但它不能降低配电网络的无功损耗,因为用户需要的无功还要通过配电线路向负荷端供电,10KV及以下的配电线路仍有无功电流流动,所以,它代替不了配电网络的补偿作用,解决不了配电网络的降损问题。
2、 10KV 配电线路的分散补偿。在选择好无功补偿最佳容量和位置后,对10KV配电线路会起到较好的补偿最用,尽管如此,在补偿点的前、后网络中,仍有部分无功电流,难免会出现后半夜空载时的过补偿和重负荷的欠补偿现象,显然不太合理。
3、用户的自动补偿。在工矿企业大用户中,使用成套低压并联电容器柜较多,装有无功功率自动补偿器,相当于低压集中补偿。它适用于低压供电半径短、负荷集中的地方,对低压供电半径大的线路,作用不是很明显。一般情况下,无功功率补偿器的故障较多,寿命较短,当自动补偿器柜退出运行时,配电变压器就出现无补偿运行情况。
4、“随器补偿”、“随机补偿”的实现,在国家节约能源,实现开发和节约并重的方针指引下,在高耗能配变退出运行后,并随着电容器生产技术的发展,现在的低压电容器,体积小、重量轻、容量大,给随器补偿和随机补偿提供了技术支持。随器补偿用于补偿变压器,本身空载无功损耗,在配电室或低压线路安装电容器和自动补偿装置,对配电变压器,用电设备所消耗的无功功率进行补偿,其效果优于变电站和线路补偿。随机补偿,
用于补偿电动机自身消耗的无功功率,单台异步电动机容量大于10KW时,采取随机补偿,电动负荷占的比重较大时,应以随机补偿为主,低压补偿为辅。
四、补偿方式和补偿容量的确定
无功补偿计算的目的是为了合理的选择并联电容器的容量,电容器安装容量的选择可根据使用的不同,按照改善功率因数、提高运行电压和降低线路损失等因素来确定。
1、110KV变电站集中补偿容量确定,对于10KV变电站集中补偿,主要在于补偿运行主变的空载无功功率损耗。补偿容量为主变额定容量的10%以下。
2、35KV 变电站集中补偿容量的确定,同样是补偿运行主变压器空载,无功功率损耗,主变负载轻重应区别对待。一般主变负载较重的,按运行主变容量的12%,主变负载较轻时,按运行主变容量的10%考虑,当主变为低损耗时,按主变容量的6%进行考虑。
3、随器补偿,把一定容量的电容器接在配电变压器二次侧,与变压器同台架设或接在低压配电盘刀闸之前,与变压器同投、同切,用以补偿配电变压器的空载损耗,所以,计算配电变压器的补偿无功容量为8%一10%。
五、注意事项与解决方式
1、注意事项
随器补偿容量不宜超过配电变压器容量的1 0%,过多会引起谐振过电
压,烧毁电容器和变压器;随机补偿的补偿容量一般不应大于电动机的励磁无功,以防止电机退出运行时发生自激过电压。
2、解决方式
在随器补偿的电容器引接线上串联一个三相刀闸,配电变压器投入运行时,先把电容器刀闸断开,再合上跌落式熔断器,最后合上电容器刀闸;配电变压器退出运行时,应先拉开电容器刀闸,再拉开跌落式熔断器和随器补偿、随机补偿的电容器。接线柱外安装限流装置,以限制通流。所选择的电容器应满足额定电压、环境温度及工作条件等运行要求。
六、结束
无功补偿的目的在于节约能源,从厂矿企业经济效益考虑,主要是降低损耗,从这一点说,对于集中补偿以及分散补偿都不能片面追求力率高低,随机补偿、随器补偿安装后,在很大程度上消除和减少了配网的无功补偿负荷波动,结束了过欠补偿方式,实现了需、供就地平衡的目的,从而获得较大的经济效益。
参考文献:[1]《配电网络》中国电力出版社
[2]《电力需求侧管理技术支持系统》中国电力出版社
[3]《电力工程电气设计手册》水利电力出版社
城市配网的线路损耗较大,尤其是城郊结合部的用电负荷密度小,用电分散,设备利用率低,配网负荷功率因数低,负荷的季节性强等原因都加大了线路及配电变压器的损耗。为了节约能源,降低线损提高经济效益,近几年来,在做好电网的集中补偿以及分散补偿的基础上,认真大胆的实现对配网进行随机、随器补偿,取得了一些成效。
一、无功补偿在电力系统中的主要作用
无功补偿的主要作用是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗,稳定电压和提高供电质量,在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。
安装并联电容器进行无功补偿,可限制无功补偿在电网中传输,相应的减少了线路的电压损耗,提高了配网的电压质量。无功补偿应根据分级、就地和便于调整电压的原则进行配置。集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主;调整与降压相结合,并且与配网的建设改造工程同步规划、设计、施工,同步投运。无功补偿的主要作用具体体现在以下几点:
1、提高电压质量。
2、降低电能损耗。
3、提高发、供电设备运行效率。
4、减少用户电费支出。
二、电力系统无功补偿的主要技术特点
电力电容器是电力系统无功补偿的手段,运行中的并联电容器的容性电流抵消感性电流,使传输原件如变压器、线路中的无功功率相应减少,因而,不仅降低了由于无功的流向而引起的有功损耗,还减少了电压损耗,提高了功率因数。所以,采用并联电容器进行各级电网的无功补偿是最广
泛的应用方法。电力电容器的主要技术特点:
l、無功补偿电容器是在工频交流电压下长时间的容性无功功率供应源。
2、无功补偿电容器本身的有功功率损耗较小,一般约占无功容量的
0.3%一O.5%。
3、电力电容器安装简单,使用方便,维护工作量小,一次投资少。
4、由于结构上的特点,过高的环境温度和运行电压都会影响它的使
用性能和寿命,甚至造成事故。
5、电容器的无功出力与电压平方成正比,当系统电压降低而需要更
多的无功补偿时,电力电容器的无功出力在此时降低,显示出其性能不足
的一面。
三、在实践工作中对配网无功补偿的几点看法
功率因数是考核电力企业的一个重要技术经济指标,无功补偿的好坏
直接牵扯到电力企业的经济利益,过补偿和欠补偿都会造成增加线损。要想很好的降低线损,只有把电网中的无功电能限制到最低限度,才能达到理想的目的。所以,任何一种单一的补偿方式都是不尽如人意,现分以下几类说明:
1、变电站集中补偿。可以减少变电站意识输电线路传输的无功电力,降低送电网络的无功损耗,但它不能降低配电网络的无功损耗,因为用户需要的无功还要通过配电线路向负荷端供电,10KV及以下的配电线路仍有无功电流流动,所以,它代替不了配电网络的补偿作用,解决不了配电网络的降损问题。
2、 10KV 配电线路的分散补偿。在选择好无功补偿最佳容量和位置后,对10KV配电线路会起到较好的补偿最用,尽管如此,在补偿点的前、后网络中,仍有部分无功电流,难免会出现后半夜空载时的过补偿和重负荷的欠补偿现象,显然不太合理。
3、用户的自动补偿。在工矿企业大用户中,使用成套低压并联电容器柜较多,装有无功功率自动补偿器,相当于低压集中补偿。它适用于低压供电半径短、负荷集中的地方,对低压供电半径大的线路,作用不是很明显。一般情况下,无功功率补偿器的故障较多,寿命较短,当自动补偿器柜退出运行时,配电变压器就出现无补偿运行情况。
4、“随器补偿”、“随机补偿”的实现,在国家节约能源,实现开发和节约并重的方针指引下,在高耗能配变退出运行后,并随着电容器生产技术的发展,现在的低压电容器,体积小、重量轻、容量大,给随器补偿和随机补偿提供了技术支持。随器补偿用于补偿变压器,本身空载无功损耗,在配电室或低压线路安装电容器和自动补偿装置,对配电变压器,用电设备所消耗的无功功率进行补偿,其效果优于变电站和线路补偿。随机补偿,
用于补偿电动机自身消耗的无功功率,单台异步电动机容量大于10KW时,采取随机补偿,电动负荷占的比重较大时,应以随机补偿为主,低压补偿为辅。
四、补偿方式和补偿容量的确定
无功补偿计算的目的是为了合理的选择并联电容器的容量,电容器安装容量的选择可根据使用的不同,按照改善功率因数、提高运行电压和降低线路损失等因素来确定。
1、110KV变电站集中补偿容量确定,对于10KV变电站集中补偿,主要在于补偿运行主变的空载无功功率损耗。补偿容量为主变额定容量的10%以下。
2、35KV 变电站集中补偿容量的确定,同样是补偿运行主变压器空载,无功功率损耗,主变负载轻重应区别对待。一般主变负载较重的,按运行主变容量的12%,主变负载较轻时,按运行主变容量的10%考虑,当主变为低损耗时,按主变容量的6%进行考虑。
3、随器补偿,把一定容量的电容器接在配电变压器二次侧,与变压器同台架设或接在低压配电盘刀闸之前,与变压器同投、同切,用以补偿配电变压器的空载损耗,所以,计算配电变压器的补偿无功容量为8%一10%。
五、注意事项与解决方式
1、注意事项
随器补偿容量不宜超过配电变压器容量的1 0%,过多会引起谐振过电
压,烧毁电容器和变压器;随机补偿的补偿容量一般不应大于电动机的励磁无功,以防止电机退出运行时发生自激过电压。
2、解决方式
在随器补偿的电容器引接线上串联一个三相刀闸,配电变压器投入运行时,先把电容器刀闸断开,再合上跌落式熔断器,最后合上电容器刀闸;配电变压器退出运行时,应先拉开电容器刀闸,再拉开跌落式熔断器和随器补偿、随机补偿的电容器。接线柱外安装限流装置,以限制通流。所选择的电容器应满足额定电压、环境温度及工作条件等运行要求。
六、结束
无功补偿的目的在于节约能源,从厂矿企业经济效益考虑,主要是降低损耗,从这一点说,对于集中补偿以及分散补偿都不能片面追求力率高低,随机补偿、随器补偿安装后,在很大程度上消除和减少了配网的无功补偿负荷波动,结束了过欠补偿方式,实现了需、供就地平衡的目的,从而获得较大的经济效益。
参考文献:[1]《配电网络》中国电力出版社
[2]《电力需求侧管理技术支持系统》中国电力出版社
[3]《电力工程电气设计手册》水利电力出版社