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1、10kV高壓配電線路無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計(jì)算摘要:對(duì)于降低電網(wǎng)的損耗和節(jié)能方面,配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償有著非常重要的作 用,文章首先簡(jiǎn)述了 10kV高壓配電線路無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化的意義,然后分析了無(wú)功 補(bǔ)償?shù)脑瓌t和方式,最后重點(diǎn)探討了 10kV高壓配電線路無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計(jì)算。關(guān)鍵詞:10kV高壓配電線路;無(wú)功補(bǔ)償;優(yōu)化計(jì)算1.刖言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,居民用電量逐漸增大,無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕δ芫褪?將電能消耗降到最低,對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)得到有效控制,使整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)能夠運(yùn)行正常。 本文就10kV高壓配電線路無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計(jì)算進(jìn)行了分析。2.10kV高壓配電線路無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化的意義無(wú)功補(bǔ)償在電網(wǎng)的降損節(jié)能中起著非常重要的作用,
2、對(duì)于配電網(wǎng)來(lái)說(shuō),無(wú)功 補(bǔ)償對(duì)于配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,意義重大。當(dāng)前,在我國(guó)變電站中采用集中補(bǔ) 償為主的補(bǔ)償方式,也就是僅補(bǔ)償了變電站內(nèi)的主變所需要的無(wú)功,對(duì)于具有明 顯降損效果,投運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)并且有效提高了線路末端電壓的線路補(bǔ)償方式并沒有得 到廣泛的應(yīng)用。在線路補(bǔ)償中,確定補(bǔ)償位置和投切方式是非常重要的。當(dāng)前, 國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)通常采用了按電壓投切及按無(wú)功功率投切的投切形式。分析配電網(wǎng)線 路的補(bǔ)償方式及投切方式,能夠降低配電網(wǎng)的電能損耗,具有非常重要的意義。3.無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t和方式3.1無(wú)功負(fù)荷補(bǔ)償點(diǎn)一般按以下原則進(jìn)行確定:1)確定線路無(wú)功補(bǔ)償方案時(shí)應(yīng)遵循全面規(guī)劃、合理布局、分散補(bǔ)償、就地 平衡和集中補(bǔ)
3、償與分散補(bǔ)償相結(jié)合,以分散補(bǔ)償為主的原則,以提高功率因數(shù)、 損耗最小、提高末端電壓、年運(yùn)行檢修費(fèi)用最小等為目標(biāo)。2)配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償以配電變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償為主,以高壓補(bǔ)償為輔。 配電變壓器的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量可按變壓器最大負(fù)載率為75%,負(fù)荷自然功率因 數(shù)為0.85考慮,補(bǔ)償?shù)阶儔浩髯畲筘?fù)荷時(shí)其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95,或按照 變壓器容量的20%40%進(jìn)行配置。3)配電線路上裝設(shè)的并聯(lián)電容器在線路最小負(fù)荷時(shí)不應(yīng)向變電站倒送無(wú)功。 如配置容量過(guò)大則必需裝設(shè)自動(dòng)投切裝置。3.2配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償方式目前國(guó)內(nèi)配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償方式主要有:1)集中補(bǔ)償,通常指裝設(shè)于地區(qū)變電所或高壓供電用戶降壓變電所
4、母線上 的高壓電容器組。其優(yōu)點(diǎn)是易于自動(dòng)投切,利用率高,維護(hù)方便,事故少,能減 少配電網(wǎng)、用戶變壓器及專供線路上的無(wú)功負(fù)荷和電能損耗。這種補(bǔ)償方式己經(jīng) 被大量使用。2)就地補(bǔ)償是指電容器直接裝于用電設(shè)備附近,與電動(dòng)機(jī)的供電回路相并 聯(lián),常用于低壓網(wǎng)絡(luò)。它使用可控硅或者機(jī)械開關(guān)作為投切開關(guān),通過(guò)就地電壓 傳感器控制而自動(dòng)地投切電容器,在其連接點(diǎn)通過(guò)改變流入或者吸收系統(tǒng)的無(wú)功 電流來(lái)改變系統(tǒng)的電壓。3)分散補(bǔ)償是將電容器組分別裝設(shè)在功率因數(shù)較低的車間或村鎮(zhèn)終端變配 電所高壓或低壓母線上,用來(lái)補(bǔ)償無(wú)功功率,校正功率因數(shù)常見有以下幾種方式: 高壓電容器分組安裝于城鄉(xiāng)電網(wǎng)10kV,6kV配電線路的桿架上
5、;低壓電容器安裝 于公用配電變壓器的低壓側(cè)。這種補(bǔ)償方式在變壓器低壓側(cè)的輸電線路中,分散 進(jìn)行電容器固定容量的補(bǔ)償,克服了集中固定補(bǔ)償中容量較大時(shí)的涌流過(guò)大等問(wèn) 題,并能有效的增大配電線網(wǎng)的供電能力,節(jié)電效果較好。比較以上幾種方法可以知道:集中補(bǔ)償方法在變電站出線側(cè)已經(jīng)可以根據(jù)當(dāng) 地的年度負(fù)荷水平來(lái)確定的,是必不可少的補(bǔ)償方法;跟蹤補(bǔ)償、就地補(bǔ)償在降 低線損方面效果較好,但是使用的自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備價(jià)格較為昂貴,維護(hù)費(fèi)用高; 在10kV配電線路上進(jìn)行的分散補(bǔ)償,具有投資小、回收快、補(bǔ)償效率較高、便 于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn);因此,在做好集中補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上,應(yīng)將就地補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ) 償及分散補(bǔ)償結(jié)合使用。如果
6、資金不多,可以著重考慮分散補(bǔ)償;資金充裕,電 網(wǎng)巡視方便可以以就地補(bǔ)償及跟蹤補(bǔ)償為主。4.10kV高壓配電線路無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計(jì)算4.1晶閘管投切電容器(TSC)的智能補(bǔ)償裝置這種裝備就是將微型處理器運(yùn)用于TSC里面,使動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償成為可能, 它的核心部件就是一個(gè)控制器,這個(gè)控制器對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行分析和測(cè)量,使數(shù)據(jù) 能夠達(dá)到清晰正確,所以能更好地對(duì)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)投切進(jìn)行控制,同時(shí)還能儲(chǔ)存和 顯示欠壓、過(guò)壓、功率因數(shù)的實(shí)際數(shù)據(jù)。4.2靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)靜止無(wú)功發(fā)生器運(yùn)用了 GTO,使其成為自己的構(gòu)成部分,組成了自換相型的 變流器。如果對(duì)方法使用得當(dāng),就能使其在對(duì)無(wú)功功率的補(bǔ)償中控制諧波電流的 產(chǎn)
7、生。它的調(diào)節(jié)速度更快,避免了較多諧波的出現(xiàn),并且不需要大容量的儲(chǔ)能元 件,同時(shí),它還能使電壓變得更穩(wěn)定,在技術(shù)方面比較全面。如果真正能夠把 SVG運(yùn)用得當(dāng),就會(huì)使無(wú)功補(bǔ)償工作變得更順利,使其在欠壓的條件下的無(wú)功調(diào) 節(jié)能力更強(qiáng),所以應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其的關(guān)注度,使其能廣泛地被使用。4.3電力有源濾波器電力有源濾波器能在瞬間進(jìn)行對(duì)諧波的有效控制,使其能夠減少對(duì)電力系統(tǒng) 的危害。同時(shí),它的響應(yīng)更加迅速,在操作中能實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波與無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ) 償,并且對(duì)電網(wǎng)阻抗參數(shù)的影響也是十分小的。所以電力有源濾波器可以被廣泛 投入市場(chǎng),使其真正能為電力系統(tǒng)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。4.510kV配電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)呐湓O(shè)4.5.1配
8、電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償容量配置選擇遵照無(wú)功電力分層分區(qū)就地平衡原則,各級(jí)電網(wǎng)管理部門結(jié)合本地的具體情 況,提出功率因數(shù)考核指標(biāo)要求。嘉興地區(qū)電網(wǎng)功率因數(shù)考核指標(biāo)為:低谷時(shí)段 不高于0.97及不低于0.94,高峰時(shí)段不低于0.96,且年度高峰時(shí)段合格率不低于 95%,低谷時(shí)段合格率不低于85%。為此,嘉善配電網(wǎng)要求35110kV系統(tǒng)功率 因數(shù)不低于0.95,10kV系統(tǒng)功率因數(shù)不低于0.90。在變電所主變10kV側(cè)接入并聯(lián)電容器組,可使10kV系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到 0.9以上,并通過(guò)電壓無(wú)功綜合控制(調(diào)節(jié)變壓器分接和投切并聯(lián)電容器組)實(shí) 現(xiàn)峰、谷功率因數(shù)考核指標(biāo)合格率和供電電壓偏差合格率雙達(dá)標(biāo)。由于集
9、中電容 補(bǔ)償效益比配電線路分散補(bǔ)償差,因此,分期分批在配電線路裝設(shè)柱上式并聯(lián)電 容器組,以提高線路負(fù)荷的功率因數(shù),降網(wǎng)節(jié)能和改善供電電壓質(zhì)量,提升配電 系統(tǒng)整體的電壓無(wú)功調(diào)控能力。4.5.2電容器組安裝位置的確定1)當(dāng)無(wú)功負(fù)荷均勻分布時(shí),最佳補(bǔ)償容量為無(wú)功負(fù)荷的2/3,安裝地點(diǎn)為距 變電所全長(zhǎng)2/3處。2)當(dāng)無(wú)功負(fù)荷為遞增分布時(shí),其最佳補(bǔ)償容量為無(wú)功負(fù)荷的80%,安裝地 點(diǎn)為距變電所全長(zhǎng)7/9處。3)當(dāng)無(wú)功負(fù)荷為遞減分布時(shí),其最佳補(bǔ)償容量為無(wú)功負(fù)荷的62.3%,安裝地 點(diǎn)為距變電所全長(zhǎng)4/9處。4)當(dāng)無(wú)功負(fù)荷為等腰三角形分布時(shí),其最佳安裝地點(diǎn)距變電所全長(zhǎng)5/9處。然而配電線路的負(fù)荷分布大多是隨機(jī)無(wú)規(guī)則的,且多分支,接線繁雜,其整 體難以套用規(guī)范模式進(jìn)行求解。但在分支路上有類似上述各種分布模式,故可把 負(fù)荷分布復(fù)雜的配電線路看成各種分布類型的組合體,提出電容器組安裝地點(diǎn)的 基本要求:電容器組宜安裝在配電線主干線的1/2以上處接且近負(fù)荷密集區(qū);當(dāng) 有多組電容器時(shí),宜分散安裝在負(fù)荷密集的分支線路上。5.結(jié)束語(yǔ)總之,無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是科技含量高,使用穩(wěn)定的補(bǔ)償設(shè)備,應(yīng)該進(jìn)行廣泛使
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