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配电网建设的无功补偿技术

来源:www.szgydl.com 发布时间:2020-01-05 22:38:17

随着配电网自动化的不断发展,智能电网等的不断完善,围绕配电的电能质量的问题越来越受到各方关注,同时对配电网无功平衡提出了更高的要求。当下,无功补偿已经成为现代配电网工程中必不可少的重要组成部分。在电力供电系统中,无功补偿起着提高电网的功率因数,降低供电变压器及输电线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境的作用,所以无功补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
无功功率和有功功率一样必须保持平衡,负载所需要的无功必须要由电网中装设的无功电源(发电机、调相机、静止无功补偿器、并联电容器等)发出的容性无功来提供补偿。在长距离输电线路中选择合适地点装设无功动态补偿装置,可以改善电网稳定(解释:稳固安定;没有变动)性能、提高输电能力。
(一)无功补偿的基本技术原则
(1)无功补偿应根据分级就地平衡的原则进行配置,全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡。景观型地埋变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换,接受电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站,其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。高压充气柜具有结构紧凑、操作灵活、联锁可靠等特点,对各种不同的应用场合(特别是环境恶劣的场所)、不同的用户要求均能提供令人满意的技术方案。传感技术和最新保护继电器的采用,加上先进的技术性能及轻便灵活的装配方案,完全可以满足用户不同的需求。采用集中补偿和分散补偿相结合、以分散补偿为主,高压补偿和低压补偿相结合、以低压补偿为主,静态补偿和动态补偿相结合,调压和降损相结合、以降损为主的基本原则。
(2)电力用户无功补偿后的功率因数应达到如下要求:1OOKVA及以上高压供电的电力用户,变压器一次侧功率因数应达到0。95以上,其它电力用户功率因数应达到0。90以上。
(3)各电压等级的变电站应根据实际需要合理配置适当类型的无功补偿装置,再根据算法计算结果确定无功补偿的容量。所装设的无功补偿装置应以不引起系统谐波明显放大为原则。
(二)无功补偿的主要作用
(1)提高电网及负载的功率因数,设备设计容量将降低,投资也从而减少。
(2)稳定电网电压,提高电网质量。特别在长距离输电线路中安装合适的无功补偿装置可提高系统的输电能力及稳定性。
(3)减少负荷电流,降低线路电能损耗。
(4)无功补偿挖掘发供电设备潜力。高频开关电源直流屏主要由电源进线系统(交流进线)、电源双路互投系统、充电机控制系统、充电机、直流分配系统、绝缘监测系统、综合控制器(系统监视控制系统,为直流屏的大脑)、闪光系统、通讯系统、蓄电池这几大部分组成。在设备容量不变的条件下,提高功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数可以少送无功功率,就可以多送有功功率。
(5)在三相负载不平衡的场合,可对三相视在功率起到平衡作用。
(6)无功补偿可以减少用户电费支出,避免因功率因数低于规定值而受罚,同时减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗。
(三)无功补偿对电网建设的影响
(1)对发电的影响:无功功率会降低发电机有功功率的输出。
(2)对输配电的影响:电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。
(3)对变电的影响:视在功率一定时,增加无功功率就要降低变电设备的供电能力。
(4)对用电的影响:系统缺乏无功功率时就会使电气设备容量得不到充分发挥,电气设备不能正常运行。
为了避免上述情况的发生,就需要装设无功补偿装置进行无功补偿。合理的选择补偿装置,不仅可以最大限度的减少电网的损耗,而且可以使电网质量提高,反之,如选择或使用不当,可能(maybe)造成供电系统,电压波动,谐波增大等诸多因素。
(四)配电网无功补偿的主要方式
配电网无功补偿的主要方式有五种:变电站补偿、配电线路补偿、随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。
(1)变电站补偿
针对电网的无功平衡,在变电站进行集中补偿,补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等,主要目的是平衡电网的无功功率(指物体在单位时间内所做的功的多少),改善电网的功率因数,提高系统终端变电所的母线电压,补偿变电站主变压器(Transformer)和高压输电线路的无功损耗。
这些补偿装置一般集中接在变电站10KV母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点,缺点是这种补偿方式对10KV配电网的降损不起作用。
(2)配电线路补偿
线路无功补偿即通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。线路补偿点不宜过多;控制(control)方式应从简,一般不采用分组投切控制;补偿容量也不宜过大,避免出现过补偿现象;保护也要从简,可采用熔断器和避雷器作为过流和过压保护。
线路补偿方式主要提供线路和公用变压器需要的无功,该种方式具有投资(意义:是未来收益的累积)小、回收快、便于管理和维护等优点,适用于功率因数低、负荷重的长线路。缺点是存在适应能力差,重载情况下补偿不足等问题。
(3)随机补偿
随机补偿就是将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的一种无功补偿方式。
县级配电网中有很大一部分的无功功率消耗在电动机上,因此,搞好电动机的无功补偿,使其无功就地平衡,既能减少配电线路的损耗,同时还可以提高电动机的出力。
(4)随器补偿
随器补偿是指将低压电容器通过低压熔断器接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配电变压器在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功,配电变压器空载无功是农网无功负荷的主要部分。
随器补偿的优点是接线简单,维护管理方便,能有效地补偿配电变压器空载无功,限制农网无功基荷,使该部分无功就地平衡,从而提高配电变压器利用率,降低(reduce)无功网损,提高用户的功率因数,改善用户的电压质量,具有较高的经济性,是目前无功补偿最有效的手段之一。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散,因此补偿工作的投资比较大,运行维护工作量大。
(5)跟踪补偿
指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在用户配电变压器(Transformer)低压侧的补偿方式。
这种补偿方式,部分相当于随器补偿的作用,主要适用与100KVA及以上的专用配电变压器用户。
(五)未来发展趋势
随着智能电网、智能配电网的发展,无功补偿技术由单一技术向包含无功补偿、谐波滤波和有偿补偿的电能质量系统工程技术扩展、市场规模得以迅速壮大起来,给无功补偿技术和产业的发展带来前所未有的机遇。
而我们应该清楚,机遇往往是与困难(difficult)并存的,无功补偿技术与产业发展面临这技术提升和企业转型的挑战。现阶段国家和企业正着力推动的解决智能电网、智能配电网建设所面临的一系列问题,一流配电网的建设必然是一场旷日持久的“战场”,如何从中脱颖而出,成为主流企业、推出主流技术就成为了企业将来所要面临的问题之一。