无功补偿技术在配电网中的应用分析

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  摘要:随着经济的发展,电力的需求量不断增加,进而也促进了中国电力系统、电网的发展。当前在经济的快速发展下,供电量与电网的建设呈现反比的关系,供电量需求大,而电网建设相对落后,而且在电能传输的过程中,有较高的线损,电网耗损也逐渐的严重。无功补偿技术,在电力系统中的应用,可以降低线损、网损,起到节能的效果,所以本文针对无功补偿技术在配电网中的应用,以及相关的内容进行分析研究。
  关键词:无功补偿技术;配电网;意义;应用
  引言
  在经济发展的带动下,用电量的需求不断的增加,为了满足用电需求,需要加强电网建设,在配电网建设的过程中,损耗问题日益严重,这个问题是配电网建设中,需要加快解决的问题。无功补偿技术,可以降低变压器、电能输送线等的耗损,将供电效率提升,将其应用在配电网中,可以起到良好的节能效果,将配电网的供电环境改善。
  1、无功补偿技术在配电网中应用的意义
  科技在进步,经济在发展,人们的生活水平在不断的提升,在这些过程中,电能发挥着重要的作用,电能是科技、经济等发展的动力,随着中国经济的飞速发展,电能的需求量也在不断的增加。电能需求量的增加,促进了电网的建设,当前中国电网、配电网的建设相对的落后,电能损耗非常严重,严重的影响电网的经济效益。
  随着电力技术的发展,各种自动化技术、计算机技术、补偿技术在电网建设中得到应用,无功补偿技术在电网中的应用,可以起到节能降耗的作用,将电网中严重的损耗问题改善,提高电网的经济效益。无功补偿技术在电子系统的帮助下,将电网的功率因数提升,进而改变电网的损耗现状,提高电网的供电效率[1]。
  当前电量需求越来越大,为了满足人们的电量需求,需要加快电网的建设,将电网损耗严重的问题解决,无功补偿技术在电网、配电网中的应用,可以根据电网设备的功率因数将电能传输过程中的损耗计算得出,根据电网的损耗进行技术改造,实现节能的效果。除此之外,无功补偿技术在配电网中的应用,可以将电网系统的功率因素提升,将电网、配电网的电压质量改善,保证设备运输的稳定性,以及电能传输的稳定性,降低损耗。将功率因数提高,可以将输电线中的电能损耗降低,改善用户端、配电网端的电力损耗,改善供电质量。无功补偿技术,在配电网中的应用,将功率因数改善,促进了电能的稳定输送,将电能传输中相关设备的负荷降低,降低设备的温度,进而将配电网相关设备的使用寿命延长。
  随着电网、电力系统的发展,电能损耗这个问题会逐步的得到解决,一些先进的节能技术也将在电网建设中得到应用。无功补偿技术作为一项节能技术,会广泛地在电网、配电网中得到应用。综合分析,无功补偿技术在配电网中的应用,有诸多的优势,可以发挥节能、降低损耗等作用,提高配电网的配电质量。
  2、无功补偿技术在配电网中的应用
  无功补偿技术在配电网中的应用,有诸多的优势,其在配电网中的应用,主要是将分散补偿和集中补偿结合在一起,合理的处理配电网的电压等,以达到节能降耗的作用,无功补偿效果如下图1。无功补偿技术在配电网中的主要应用步骤为:
  第一步:确定补偿容量
  在配电网中,应用无功补偿技术,不管采用集中补偿方式,还是分散补偿方式,都需要将补偿容量确定。无论是哪种补偿方式,无功补偿技术在配电网中的应用,与配电网的功率因数、配电网的线损等有关,为了有效的发挥无功补偿技术的作用,需要将补偿容量确定[2]。补偿容量的确定有多种方法:
  第一种,按照补偿容量计算公式计算
  从配电网的设备参数等知道,感性负荷的实际功率为P,在使用无功补偿技术之前,功率因数设为cosΦ1,将无功补偿技术补偿之后的功率因数设为cosΦ2,则补偿容量Q可以计算为:
  Q=P·(tgΦ1-tgΦ2) (公式1)
  其中tgΦ1、tgΦ2分别为配电网使用无功补偿技术之前与之后的全功率因数角的正切值。
  第二种,从参考资料、电工手册中查找
  想要获取配电网使用无功补偿技术后的补偿容量,可以根据无功补偿技术使用前后的功率因数cosΦ1、cosΦ2,从参考资料、电工手册等相关资料中直接的查询到每kW负荷所需要的补偿千乏数值,然后使用每kW负荷所需要的补偿千乏数值乘以配电网设备的功率,即可得出配电网需要的补偿容量。
  第三种,按空载电流计算
  其中I0为电机的空载电流,其大小可以按照配电网使用的电机的型号,在电工手册中查询;U为额定电压,电机的空载电流也可以在额定电压下测定得出。
  第四种,根据有/无功电量计算
  在配电网中,单个电网回来中所需要的补偿容量,可以在正常的工作、生产下,供应各部门的收费单上的有功电量和无功电量,以及配电网的每个月的运行时间,以及使用无功补偿技术之后达到的功率因数得出。
  Q=[B-A·tgΦ2] /h (公式3)
  其中A为有功电量,B为无功电量,h为配电网每个月的运行时间,tgΦ2为无功补偿技术使用后达到的功率因数。
  补偿容量的确定除了以上4种方法之外,还可以进行估算,按照估算的方法,确定补偿容量,可以先进行估算预补,然后再根据配电网的实际情况进行调整,直到其达到配电网工作需要的功率因数。总是在配电网中无功补偿技术的应用,需要根据配电网设备的工作要求和属性进行配置。
  第二步:选择无功补偿方式和补偿级数
  在配电网中无功补偿技术的应用,补偿方式可以分为低压补偿和高压补偿,补偿方式的选择与配电网的设备的实际运行现状确定。补偿级数的选择和确定,需要进行综合考虑,配电网需要无功补偿的电容器的分组数量越大,需要的补偿精度也就越高,在无功补偿中,补偿级数的增加,就会将配电网装置的成本提升等。
  配电网低压补偿设备的安装位置,需要根据配电网的实际使用情况而定,当配电网的负荷分布均匀,线路相对较短或者是负荷不均匀,线路较长的情况下,配电网的负荷需要集中在配电网变压器的附近,便于针对各个配变容量、功率因数的情况,确定补偿容量。在配电网中有低压,也有高压,所以也需要进行高压补偿。高压补偿需要在低压补偿的基础上,根据配电网配电使用者的无功补偿实际情况,进行补偿[3]。   第三步:无功补偿
  在配电网中无功补偿技术的应用,我们以10kV的配电线路为例进行研究,配电网无功补偿示意图如下图2(图中的cvc表示无功补偿设备):
  无功补偿技术在配电网中的应用,需要根据配电网的实际配电情况,选择无功补偿的方式,减少配电网设备的电能损耗,保证电能输送的稳定等。
  例如无功补偿技术在伊犁地区配电网中的应用:该地区新源县阿勒玛勒乡部分配电网部分供电量统计数据如下表:
  从表1中的数据的可以知道功率因数之后10千伏阿4线的高,其他配电线路的功率因数均较低,功率因数低,将会产生较大的线损,为了有效的进行电量的配送,需要对10千伏阿1线、10千伏阿2线、10千伏阿3线进行无功补偿。针对这三条线路变压器空载状态下的无功消耗进行补偿,补偿量按照配电网中变压器容量的5~15%进行补偿,保证这三条线路的补偿后的功率因数,均达到了0.9以上。在无功补偿的过程中,提高线路的功率因数,还需要防止出现符合较低时出现到送无功。按照以上要求,对以上三条线路进行无功补偿,总补偿量204kV·A,功率因数总体上保持在了0.9以上,线损有效控制,也起到了良好的节约作用。根据无功补偿后的定西城区配电网的电力配电情况,无功补偿后每年节约的电费达到160万元,由此可见无功补偿的效果非常显著,也将供电质量提升了。
  在实际工作中,无功补偿技术在配电网中的应用,有很多注意事项,而且无功补偿方式的选择也有一定的限制,为了保证配电网的配电工作可以顺利的运行,无功补偿技术需要不断的加强,改进应用技术,保证补偿效果。
  小结
  经济的飞速发展,促进了科学技术的不断发展和进步,新的科学技术不断在实际工作中得到应用,无功补偿技术,作为电力行业的一种技术,将其应用在配电网中,可以保证配电网的配电质量,降低损耗,起到节能的效果。在配电网中无功补偿技术的应用,需要根据配电网中设备的容量,选择无功补偿的方式和类型,满足配电网的整体需求,为用电需求者提供稳定的配电服务。
  参考文献
  [1]石剑锋. 无功补偿技术在配电网中的应用分析[J]. 机电信息,2013(27):99+101.
  [2]张素华. 无功补偿技术在10kV配电网中的应用探析[J]. 电子技术与软件工程,2013(21):188.
  [3]李会杰. 论述无功补偿技术在配电网中的应用[J]. 电子技术与软件工程,2013(18):189.
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