无功补偿在低压电网中的应用探讨

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shibin19860211
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  摘要:为了满足现阶段低压电网工作的需要,进行无功补偿体系的健全是必要的,从而实现其内部各个环节的协调,这需要针对低压电网的无功补偿模块进行分析,进行电能质量的提升,保证低压电网功率因数的控制及其优化,保证日常低压电网耗能的控制。这就需要进行低压电网无功补偿含义的深入分析,进行低压电网无功补偿原理的深入解析,进行无功补偿装置的优化选择及其应用。
  关键词:低压电网;优化选择;随机补偿。
  五河县供电公司通过农网改造工程,更换了高能耗变压器、不合格的计量装置,优化了电网结构,提高了电力设备健康水平,降低了线损率,取得了较好的社会经济效益。为进一步降低线损率,实现更好地社会经济效益,根据五河县供电区域配电变压器昼夜负荷变化较大,特别是农村大部分村屯的居民用电仅为生活用电,白天及凌晨时段大多数变压器处于空载或接近空载状态,生活用电的功率因数较低的特点,我们在公用台区低压电网应用无功补偿技术达到降损目的。
  1、无功补偿的含义
  通过无功补偿,可以对低压电网中的无功功率予以补偿,并且无功补偿是当前应用在低压电网中最常见的方式,其作用主要在于对电网中功率因数进行提高,并降低由于线路以及变压器等造成的电能的损耗,同时提高供电质量,改善电网环境。通过选择适合的补偿方式可以降低电网中不必要的损耗,并且利用科学合理的补偿装置能够有效提高电网工作效率,保障电网供电安全,并达到稳定电压的功效。
  2、无功补偿的意义
  电网中电压的稳定性会直接对电网的整体输电质量造成影响,而电压质量的提高可以降低在传输过程中由于电网自身所造成的电能、功率的损耗,从而有效提高供电以及配电系统的工作效率,所以很多生产企业中需要在供电以及配电系统中进行无功随机补偿,通过安装相应的装置,达到降耗提效的目的。无功补偿不但能够提升配电设备的工作效率、可以改善电压质量,同时还能够节能减排,具有巨大的经济效益以及社会效益。企业每个月在电能消耗上的成本投入都十分可观,通过对功率因数的控制可以有效的提高电能质量,这就需要企业对电力设备进行定期的保养,同时提高功率因数,而功率因数的提高,可以通过无功补偿的方式进行,同时也能够实现环保企业的建设。同时,通过无功补偿的方式能够有效降低电能损耗。而电力系统的实际能耗状况可以依照公式进行计算,根据计算结果以及线损百分数,选择无功功率补偿方式以及需要补偿的数额。依照当前我国的用电规则中的具体要求,高压供电用户的功率因数应当高于 0.9,而其他用户则应当高于 0.85。当功率因数小于0.7 时,应当停止供电。若上述要求中有条件无法达到,则应当采用无功补偿的方式,否则应当对其加收电费。所以,低压电网中,采用无功补偿的方式提高供电质量,具有巨大的经济价值。
  3、低压无功补偿原理
  在配电网中,有不少用电设备都属于感性负荷,如感应电动机,与电压相位相比,感应电动机的电流相位要滞后的多;与感性负荷相对应的是容性无功功率,其电流相位相对于电压相应,要更为超前。因此,我们通常可用容性无功功率对感性无功功率进行补偿,从而降低电网内部的无功负荷,因超前与滞后的电流间存在一定的互补,即电容性负荷中的无功功率会对电感性负荷进行补。当电网容量保持平衡时,无功功率也会相应减少,此时的功率因数也得到了提升。
  4、无功补偿方法
   4.1随机补偿
  这种补偿方式所补偿的无功功率主要为电磁感应中的,一般应用主要应用于电动机。当电动机开启时,随机补偿开始工作,电动机关闭时随机补偿便会随之消失,其无功补偿能够自动进行,而无需进行调试,所以操作较为渐变灵活,具有相对优越的优势。
   4.2随器补偿
  该种补偿方式则是在变压器上接入低压保险,从而达到对配电线路中变压器无功功率的补偿目的。该种方式针对配电变压器的空载状态进行补偿,从而提升对电网的利用率。所以随器补偿的方式同其他方式比较,经济性价比较高,并且也是当前低压电网中使用最广泛的无功补偿措施。
  4.3静止补偿
  该种补偿方式主要针对一些无距离线路中完成,通过将同步调相机以及低压电网中的静止补偿装置安装到线路中完成补偿。这种方式在电网中可以有效稳定电压,并对多线路中的线路损耗予以降低,同时调节性能相对较强。
  4.4终端分散补偿
  用户终端分散补偿能够在低压电网终端进行有效的补偿,提高用户电器设备的安全性,还能提高电压利用率。在县级电网无功优化补偿应用采取“自上而下无功优化,自下而上无功补偿”的基本原则为指导,确立了五项新重点,应用了五种新技术,实施了五种新模式。“全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡”的原则。在农村低压线路上进行分散补偿,在无功的需求点补偿,补偿的最理想状态是线路上不再流动无功电流。
  此外,在低压电网中的无功补偿方法还有等网损微增率补偿法、无功经济当量补偿法、低压集中补偿法、跟踪补偿等,这些方法都能够有效的对低压电网进行无功补偿,保证电压的稳定性,提高利用率。
  5、台区无功补偿容量的选择
  五河县公用台区的配电变压器采用静态无功补偿,农村台区容量在 100kVA 及以下的配电变压器补偿一处,主要补偿配变本身的无功功率,200 kVA 及以上的补偿低压线路和配电变压器的损耗。城镇 100 kVA 及以下配电变压器的无功补偿容量按照配变本身的无功功率补偿,即 30 kVA配变补 2 kvar;50 kVA 及 63 kVA 配变补 3 kvar;80 kVA 及100kVA配变补 4 kvar。200 kVA 及以上容量的配电变器的无功补偿容量,既补偿配电变压器的无功功率同时兼顾低压线路的无功功率 。200 和 125 kVA 配变补偿四处 ,容量均为4 kvar;400 kVA 配变补四处,每台容量为 5 kvar;630 kVA及以上配电变压器补偿四处,每台容量 14 kvar。
  6、无功补偿设备的接线
  无功补偿电容器组选用三相 BSMJ–0.45–Q1–3 型,三角接线的并联自愈式电容器,电容器保护用空气开关和快速熔断器保护。100 kVA 及以下容量的变压器补偿设备并接于配
  变 a、b、c 三相低压套管接线柱上,与配变一起投入或退出运行。200 kVA 及以上容量的变压器,将补偿设备分别并接于该台区低压干线终端 a、b、c 三根相线上。补偿三处及以
  上的台区其补偿位置根据生技部门确定的位置施工。补偿设备、空气开关和螺旋式熔斷器三者置于箱内,箱内配线采用2.5 mm2 铜芯线,补偿设备与电网连接采用 VLV–3×6 电缆。
  五河县供电公司完成对局产权容量为 100 kVA 及以上的 360 台配电变压器的静态无功补偿,投入无功补偿设备 450 台 2500 kvar。无功补偿设备投入运行几年来,达到了降损预期目的。
  7、结束语
  在电网系统优化过程中,严格按照《无功补偿配置原则》的要求,通过对无功补偿模块的应用,更有利于进行电压质量的提升,实现对电能利用率的提升,保证不同模块的无功功率的控制,这需要针对无功功率的应用原理,进行多种无功补偿方法及其装置的优化,按“分级补偿,就地平衡”的原则进行规划设计,合理布局。选择不同的无功补偿方法和装置,能够有效提高无功功率因数,降低线路损耗和配电变压器以及用户端的损耗。因此,低压电网中的无功补偿对于社会发展具有重要意义。
  参考文献:
  [1]黄妤群.SVG 无功补偿技术在低压配电网中的应用 [J]. 机电信息 ,2011(12).
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