輸配電設(shè)備的高低壓無功補(bǔ)償方法
一、為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗,提高輸配電設(shè)備的效率,無功補(bǔ)償設(shè)備的配置,應(yīng)按照分級(jí)補(bǔ)償,就地平衡的原則,合理布局。
一、為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗,提高輸配電設(shè)備的效率,無功補(bǔ)償設(shè)備的配置,應(yīng)按照“分級(jí)補(bǔ)償,就地平衡”的原則,合理布局。
(1)總體平衡與局部平衡相結(jié)合,以局部為主。
(2)電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合。
在配電網(wǎng)絡(luò)中,用戶消耗的無功功率約占50%~60%,其余的無功功率消耗在配電網(wǎng)中。因此,為了減少無功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送,要盡可能地實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償,就地平衡,所以必須由電力部門和用戶共同進(jìn)行補(bǔ)償。
(3)分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合,以分散為主。
集中補(bǔ)償,是在變電所集中裝設(shè)較大容量的補(bǔ)償電容器。分散補(bǔ)償,指在配電網(wǎng)絡(luò)中分散的負(fù)荷區(qū),如配電線路,配電變壓器和用戶的用電設(shè)備等進(jìn)行的無功補(bǔ)償。集中補(bǔ)償,主要是補(bǔ)償主變壓器本身的無功損耗,以及減少變電所以上輸電線路的無功電力,從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。但不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。因?yàn)橛脩粜枰臒o功通過變電所以下的配電線路向負(fù)荷端輸送。所以為了有效地降低線損,必須做到無功功率在哪里發(fā)生,就應(yīng)在哪里補(bǔ)償。所以,中、低壓配電網(wǎng)應(yīng)以分散補(bǔ)償為主。
(4)降損與調(diào)壓相結(jié)合,以降損為主。
二、影響功率因數(shù)的主要因素
功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因?yàn)榻涣饔秒娫O(shè)備在其工作過程中,除消耗有功功率外,還需要無功功率。當(dāng)有功功率P一定時(shí),如減少無功功率Q,則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下,當(dāng)Q=0時(shí),則其力率=1。因此提高功率因數(shù)問題的實(shí)質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。
2.1、異步電動(dòng)機(jī)和電力變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備
異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機(jī)需要較多無功的主要因素。而異步電動(dòng)機(jī)所耗用的無功功率是由其空載時(shí)的無功功率和一定負(fù)載下無功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。變壓器消耗無功的主要成份是它的空載無功功率,它和負(fù)載率的大小無關(guān)。因而,為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù),變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長(zhǎng)其處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。
2.2、供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響
當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時(shí),由于磁路飽和的影響,無功功率將增長(zhǎng)得很快,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),當(dāng)供電電壓為額定值的110%時(shí),一般工廠的無功將增加35%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí),無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以,應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
2.3、電網(wǎng)頻率的波動(dòng)也會(huì)對(duì)異步電機(jī)和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響
2.4、以上論述了影響電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一些主要因素,因此必須要尋求一些行之有效的、能夠使低壓電力網(wǎng)功率因數(shù)提高的一些實(shí)用方法,使低壓網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)無功的就地平衡,達(dá)到降損節(jié)能的效果。
三、低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ?/div>
a.隨機(jī)補(bǔ)償隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并接,通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī),同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無功消耗,以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主,此種方式可較好地限制用電單位無功負(fù)荷。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):用電設(shè)備運(yùn)行時(shí),無功補(bǔ)償投入,用電設(shè)備停運(yùn)時(shí),補(bǔ)償設(shè)備也退出,而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活,維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等。
b.隨器補(bǔ)償隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器二次側(cè),以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。配變?cè)谳p載或空載時(shí)的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無功,配變空載無功是用電單位無功負(fù)荷的主要部分,對(duì)于輕負(fù)載的配變而言,這部分損耗占供電量的比例很大,從而導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的增加。隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):接線簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便、能有效地補(bǔ)償配變空載無功,限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷,使該部分無功就地平衡,從而提高配變利用率,降低無功網(wǎng)損,具有較高的經(jīng)濟(jì)性,是目前補(bǔ)償無功最有效的手段之一。
c.跟蹤補(bǔ)償跟蹤補(bǔ)償是指以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置,將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4kv母線上的補(bǔ)償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶,可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式,補(bǔ)償效果好。跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活,運(yùn)行維護(hù)工作量小,比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對(duì)延長(zhǎng)、運(yùn)行更可靠。應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。
四、高壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償:
1.國(guó)家電力公司下發(fā)關(guān)于電力行業(yè)創(chuàng)一流的文件中,要求10kV功率因數(shù)不小于0.9,線損不大于5%,及電壓質(zhì)量和無功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行管理等內(nèi)容,其主要解決的問題關(guān)鍵之一,是在10kV線路中投入一定的電容器,采用固定或自動(dòng)相結(jié)合的投入方式實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。如果在一條供電線路中投入固定的電容器組,一般是按線路低負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算,而自動(dòng)補(bǔ)償量是在線路滿負(fù)荷時(shí)計(jì)算出來的值,一條線路有固定和自動(dòng)補(bǔ)償兩種方式相互配合,即可達(dá)到理想的效果。
2.無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是就地平衡,根據(jù)農(nóng)網(wǎng)配電線路的實(shí)際情況比較復(fù)雜,不可能是統(tǒng)一模式,所以要采用分散和集中、固定和自動(dòng)相結(jié)合的方法,分三步進(jìn)行:一是變電所內(nèi)按主變壓器容量的15%左右安裝固定補(bǔ)償電容器組。二是在線路負(fù)荷中心或某處按低負(fù)荷時(shí)的無功需求量安裝固定補(bǔ)償電容器組。三是在線路負(fù)荷中心的上側(cè)安裝自動(dòng)補(bǔ)償電容器組。
3.對(duì)于農(nóng)網(wǎng)主要使用的10kV配網(wǎng)系統(tǒng),完整的無功補(bǔ)償應(yīng)該包括變電站集中補(bǔ)償、10 kV線路補(bǔ)償和用戶端低壓補(bǔ)償,再加上隨機(jī)補(bǔ)償,即“3級(jí)補(bǔ)償+隨機(jī)補(bǔ)償”(“3+1”模式)。經(jīng)驗(yàn)估算:當(dāng)COSφ約在0.6~0.7時(shí),可按饋路實(shí)際負(fù)荷的15%左右補(bǔ)償;或按無功缺口的2/3補(bǔ)償。
4.考慮到兼顧降低線損、提高力率與電壓的效果,線路補(bǔ)償原則是通過在線路電桿上安裝電容器實(shí)行單點(diǎn)或多點(diǎn)電容器補(bǔ)償,單點(diǎn)補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)選在離線路首端2/3處,補(bǔ)償?shù)娜萘繎?yīng)為無功負(fù)荷的2/3;兩點(diǎn)補(bǔ)償分別裝設(shè)在距首端2/5和4/5處;若線路較長(zhǎng),負(fù)荷較大,實(shí)施固定補(bǔ)償與自動(dòng)補(bǔ)償相結(jié)合、在線路上三點(diǎn)進(jìn)行分散補(bǔ)償:第一組裝設(shè)在該線路2/7處為固定補(bǔ)償;第二組為自動(dòng)補(bǔ)償,裝設(shè)在該線路的4/7處,也是負(fù)荷較為集中地段;第三組為固定補(bǔ)償,裝設(shè)在該線路的6/7處;多點(diǎn)補(bǔ)償是采用分支線分段補(bǔ)償方式,對(duì)分支較大或線路較長(zhǎng)負(fù)載自然功率因數(shù)低的線路進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)農(nóng)村實(shí)際狀況,農(nóng)網(wǎng)線路補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償點(diǎn)不宜過多;控制方式應(yīng)從簡(jiǎn);保護(hù)方式可采用熔斷器和避雷器作為過電流和過電壓簡(jiǎn)單保護(hù)。
5.確定某一條配電線路的補(bǔ)償容量,應(yīng)根據(jù)該線路的平均無功負(fù)荷和最小無功負(fù)荷計(jì)算,當(dāng)線路的最小無功負(fù)荷小于平均無功負(fù)荷的2/3時(shí),考慮到無功不應(yīng)倒送,可安裝固定的補(bǔ)償裝置,但應(yīng)按最小無功負(fù)荷確定補(bǔ)償容量。當(dāng)線路中有較大無功負(fù)荷點(diǎn)時(shí),除應(yīng)考慮與線路始端的距離外,也應(yīng)考慮大的無功負(fù)荷點(diǎn)。實(shí)際裝設(shè)補(bǔ)償裝置每組以100~200kvar為宜。
責(zé)任編輯:售電小陳
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