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引言:随着农村生活水平的提高和家用电器的普及以及乡镇工业的发展,农村配电网负荷不断增加,低压配电网的功率因素大都较低,尤其随着电力电子装置的应用日益广泛,造成供电质量下降,给电网带来了额外的负担。在这种形势下,开展节能降损的研究工作具有十分重要的工程实用意义。因为有效的降低電能损耗,不仅可以使供电企业增加供电量,给企业带来客观的经济效益,而且还具有良好的社会效益。因此,无功补偿作为电网安全和经济运行的一个重要手段,对农村配电网节能降损和改善电压质量都有重要的意义。
一、无功补偿的基本概念
在电力网运行和用户方面都希望能够满足这样的要求,第一、供电可靠性高,停电少,安全供用电。第二,电能质量好,电压和频率合格。第三,运行经济性高,线路损耗少。近年来,由于电网容量的扩大和电压等级的增多,用电负荷的增长,无功电源不足和电网电压质量低劣的问题就相应的比较突出,低功率因数的运行和电压降低会使电气设备容量得不到充分的发挥,电能损耗增加,效率降低,限制了线路的送电能力;严重时甚至会损坏用电设备,造成电压崩溃,使系统瓦解而造成大面积停电。因此,解决电网无功电源容量不足,提高功率因数和保证电压质量,是保证电力网安全经济运行的重要措施。
电力网中的无功电源主要包括:①、同期发电机,为电网的最主要的无功电源;②、同期调相机:相当于空运转的同期电动机,既可发出无功功率,也可消耗无功功率。③、移相电容器,用其作为无功电源时,其优点是损耗小,只占其无功功率的0.3~0.5%;④、用户同期电动机,在功率因数超前的方式下运行,可向电网输送无功功率;⑤、高压输电线路的电容:高压线路在运行时由于其本身的电感电抗XL要消耗一部分无功功率,但其对地电容会产生一部分无功功率;⑥、静止无功补偿装置。
二、目前我国农村供电网络几种主要的无功补偿方式
1、在农村变电所35—60/10kV二次10kV母线侧,集中装设l0kV高压电容器,其容量一般为主变容量的15%一35%左右,这种补偿方式在农村供电网中早期大量使用。
2、在10kV配电线路上,按主干线分加10kV电容器组,进行补偿,每组容量为100~300千乏,这种补偿办法在近期内采用较多。
3.在配电变压器一次侧,按每台变压器的容量补偿30—40%的电容器,这种补偿办法目前在农村应用较少。
三、无功补偿的方案原则
目前,农业用电大都采用10kV供电,随着乡镇企业的兴起,农村用电量日益增加,线损加大,同时供电质量,达不到国家规定的用电标准。因此,10kV供电线路的无功补偿已变得刻不容缓。
为了最大限度发挥无功补偿装置的经济效益,必须按照”全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则。在配电网中,线路和变压器的功率损耗 为 RSS2/U2=RSP2/(UcosΦ)2 假如将功率因素由cosΦ1提高到cosΦ2,则线路和变压器的功率损耗可降低,降损幅度为θp=1-(cosΦ1/cosΦ2)2,如果功率因素在原来的0.7提高到0.9,则损耗就会减少22%。由此可见,进行无功补偿能收到非常有效的降低供电线损的效果,从而也可提高供电企业的经济效益。
配电网的无功补偿:在线路上取一点的补偿情况,只要补偿点不在线路的首端,补偿点各段无功电流就会发生变化,从而电能损耗也能发生变化,变化的大小和范围与补偿量有关。最佳补偿点从首端起线路总长的2/3处,补偿容量取全补偿的2/3,就是节电效率最高达88%。在线路上取多点补偿的情况。如果线路分支较多或线路较长,负载自然功率因数就低,可采用分支线分段补偿方式可取的较高的节电效率。
三相异步电动机的无功补偿:电动机的无功补偿又叫随机补偿,就是把低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电动机同时投切。异步电动机的功率因素和效率在70%以上负荷率时最高,在额定功率时cosΦ约为0.85-0.89.而在空载或者轻载运行时功率因素和效率都很低,cosΦ约为0.2-0.3.
四、进行无功补偿时应注意的事项
在确定补偿容量时,不宜一味的强求高的功率因素。实践证明,把功率因素从0.9提高到1.0所需的补偿容量与从0.8补偿到0.9的补偿容量差不多,但前者的降损幅度却差不多时后者降损幅度的一半。所以不能强求高的补偿度,应与投资效益综合考虑。一般情况下,可确定补偿后的功率因素在0.9-0.95之间。
要严防过补偿,向系统倒送无功。因为多余的无功功率会抬高运行电压,威胁到设备的安全运行,同时会加大网络损耗,降低节能效果,所以必须采用措施防止向系统倒送无功功率。
五、结束语
在配电网中进行无功优化补偿,时一大项建设性的降损技术措施。无功补偿不仅能提高农村配电网的功率因素、改善电压质量,而且可以就地平衡无功功率,提高农电网的经济运行水平,同时降低用户的电费支出,减少工农业生产的投资。但无功补偿设备必须合理配置和分布,寻求技术上和经济上的最优方案。
参考文献
[1]罗建,李亚军,王官洁,高家志.继电保护远方测试方法的探讨【J】.科技资讯,2007.
[2]孙丽平.继电保护的最新研究进展【J】.科技咨询导报,2005.
[3]王维俭.电力系统继电保护基本原理【J】.清华大学出版社,1992.
(作者单位:国网山东邹城市供电公司)
一、无功补偿的基本概念
在电力网运行和用户方面都希望能够满足这样的要求,第一、供电可靠性高,停电少,安全供用电。第二,电能质量好,电压和频率合格。第三,运行经济性高,线路损耗少。近年来,由于电网容量的扩大和电压等级的增多,用电负荷的增长,无功电源不足和电网电压质量低劣的问题就相应的比较突出,低功率因数的运行和电压降低会使电气设备容量得不到充分的发挥,电能损耗增加,效率降低,限制了线路的送电能力;严重时甚至会损坏用电设备,造成电压崩溃,使系统瓦解而造成大面积停电。因此,解决电网无功电源容量不足,提高功率因数和保证电压质量,是保证电力网安全经济运行的重要措施。
电力网中的无功电源主要包括:①、同期发电机,为电网的最主要的无功电源;②、同期调相机:相当于空运转的同期电动机,既可发出无功功率,也可消耗无功功率。③、移相电容器,用其作为无功电源时,其优点是损耗小,只占其无功功率的0.3~0.5%;④、用户同期电动机,在功率因数超前的方式下运行,可向电网输送无功功率;⑤、高压输电线路的电容:高压线路在运行时由于其本身的电感电抗XL要消耗一部分无功功率,但其对地电容会产生一部分无功功率;⑥、静止无功补偿装置。
二、目前我国农村供电网络几种主要的无功补偿方式
1、在农村变电所35—60/10kV二次10kV母线侧,集中装设l0kV高压电容器,其容量一般为主变容量的15%一35%左右,这种补偿方式在农村供电网中早期大量使用。
2、在10kV配电线路上,按主干线分加10kV电容器组,进行补偿,每组容量为100~300千乏,这种补偿办法在近期内采用较多。
3.在配电变压器一次侧,按每台变压器的容量补偿30—40%的电容器,这种补偿办法目前在农村应用较少。
三、无功补偿的方案原则
目前,农业用电大都采用10kV供电,随着乡镇企业的兴起,农村用电量日益增加,线损加大,同时供电质量,达不到国家规定的用电标准。因此,10kV供电线路的无功补偿已变得刻不容缓。
为了最大限度发挥无功补偿装置的经济效益,必须按照”全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则。在配电网中,线路和变压器的功率损耗 为 RSS2/U2=RSP2/(UcosΦ)2 假如将功率因素由cosΦ1提高到cosΦ2,则线路和变压器的功率损耗可降低,降损幅度为θp=1-(cosΦ1/cosΦ2)2,如果功率因素在原来的0.7提高到0.9,则损耗就会减少22%。由此可见,进行无功补偿能收到非常有效的降低供电线损的效果,从而也可提高供电企业的经济效益。
配电网的无功补偿:在线路上取一点的补偿情况,只要补偿点不在线路的首端,补偿点各段无功电流就会发生变化,从而电能损耗也能发生变化,变化的大小和范围与补偿量有关。最佳补偿点从首端起线路总长的2/3处,补偿容量取全补偿的2/3,就是节电效率最高达88%。在线路上取多点补偿的情况。如果线路分支较多或线路较长,负载自然功率因数就低,可采用分支线分段补偿方式可取的较高的节电效率。
三相异步电动机的无功补偿:电动机的无功补偿又叫随机补偿,就是把低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电动机同时投切。异步电动机的功率因素和效率在70%以上负荷率时最高,在额定功率时cosΦ约为0.85-0.89.而在空载或者轻载运行时功率因素和效率都很低,cosΦ约为0.2-0.3.
四、进行无功补偿时应注意的事项
在确定补偿容量时,不宜一味的强求高的功率因素。实践证明,把功率因素从0.9提高到1.0所需的补偿容量与从0.8补偿到0.9的补偿容量差不多,但前者的降损幅度却差不多时后者降损幅度的一半。所以不能强求高的补偿度,应与投资效益综合考虑。一般情况下,可确定补偿后的功率因素在0.9-0.95之间。
要严防过补偿,向系统倒送无功。因为多余的无功功率会抬高运行电压,威胁到设备的安全运行,同时会加大网络损耗,降低节能效果,所以必须采用措施防止向系统倒送无功功率。
五、结束语
在配电网中进行无功优化补偿,时一大项建设性的降损技术措施。无功补偿不仅能提高农村配电网的功率因素、改善电压质量,而且可以就地平衡无功功率,提高农电网的经济运行水平,同时降低用户的电费支出,减少工农业生产的投资。但无功补偿设备必须合理配置和分布,寻求技术上和经济上的最优方案。
参考文献
[1]罗建,李亚军,王官洁,高家志.继电保护远方测试方法的探讨【J】.科技资讯,2007.
[2]孙丽平.继电保护的最新研究进展【J】.科技咨询导报,2005.
[3]王维俭.电力系统继电保护基本原理【J】.清华大学出版社,1992.
(作者单位:国网山东邹城市供电公司)