無功優(yōu)化補(bǔ)償在農(nóng)網(wǎng)中的應(yīng)用

廖宇仲

摘要：農(nóng)村電網(wǎng)的首要目標(biāo)就是提升供電的質(zhì)量，使得線損率下降。安裝無功率補(bǔ)償類的電容器能夠有效降低線損率，提升電網(wǎng)的輸送效率，降低線路的電位降，提高末端電壓的質(zhì)量，提高發(fā)電設(shè)備出力。因?yàn)檫@種措施投資比較少、見效比較快，并且只需增加的很少有功損耗，便于運(yùn)行維護(hù)，所以得到很好的普及與推廣。

關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng)；無功優(yōu)化；補(bǔ)償

中圖分類號(hào)：TM714.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）22-0137-02

在電力網(wǎng)的運(yùn)行過程中，電能轉(zhuǎn)變成其他類型的能量的基礎(chǔ)是電源提供的無功功率，它為輸送以及轉(zhuǎn)換電能提供了條件，否則，變壓器將無法變壓以及將電能輸送，電動(dòng)機(jī)也就不能轉(zhuǎn)動(dòng)以及建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。然而，無功電力的遠(yuǎn)距離輸送，也會(huì)導(dǎo)致電壓質(zhì)量下降以及損耗平均功率，不但對(duì)力網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行構(gòu)成影響，也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量構(gòu)成影響。所以，怎樣降低遠(yuǎn)距離輸送無功電力，已經(jīng)成為供電部門與用電單位重點(diǎn)研究的課題。因此，必須按照用電設(shè)備所需要消耗的無功的指標(biāo)，在負(fù)荷較為集中、無功消耗偏多的地段增加設(shè)置無功電源，使得無功的需求能夠得到有效解決，不僅降低了無功傳輸當(dāng)中損耗的能量以及電壓降落，并且使供電與用電雙方的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益得到提高。然而，盡管無功補(bǔ)償可以為企業(yè)以及社會(huì)帶來相應(yīng)的效益，但是補(bǔ)償過程中仍然有不少問題有待解決，比如如何進(jìn)行補(bǔ)償，方能取得最好的效益。所以在補(bǔ)償過程中務(wù)必遵循科學(xué)的方法與原則，進(jìn)行科學(xué)補(bǔ)償，才能獲得最好的效果。

1無功補(bǔ)償?shù)囊话阍瓌t

無功補(bǔ)償?shù)囊话阍瓌t是：科學(xué)規(guī)劃與布局，分級(jí)補(bǔ)償與合理平衡。現(xiàn)詳細(xì)分述如下。

平衡時(shí)應(yīng)充分考慮到總體與局部的相互結(jié)合，不僅應(yīng)當(dāng)符合全網(wǎng)總的無功平衡，還應(yīng)當(dāng)符合分線以及分站的無功平衡問題。補(bǔ)償時(shí)應(yīng)充分考慮到集中與分組的相互結(jié)合，以集中補(bǔ)償作為主導(dǎo)，即在負(fù)荷比較集中的地段實(shí)施補(bǔ)償。不僅應(yīng)當(dāng)在變電所實(shí)施大容量的集中補(bǔ)償，還應(yīng)當(dāng)在配電變壓器、線路以及用電設(shè)備的位置實(shí)施分組補(bǔ)償，其宗旨是實(shí)現(xiàn)就地平衡，降低其遠(yuǎn)距離輸送。高壓與低壓相結(jié)合的補(bǔ)償方式，以低壓補(bǔ)償作為主導(dǎo)，與分組補(bǔ)償相得益彰。調(diào)壓與降損相結(jié)合的方式，以降損作為主導(dǎo)，同時(shí)兼顧調(diào)壓。這種方式是針對(duì)那些線路比較長，分支比較多，負(fù)荷比較分散，功率因數(shù)比較低的線路，該線路最明顯的特征是：負(fù)荷率比較低、線損比較大。如果對(duì)該線路進(jìn)行補(bǔ)償，能夠顯著提升線路的供電能力。供電單位的無功補(bǔ)償和客戶的補(bǔ)償結(jié)合起來，由于無功消耗有60%左右在配電電力變壓器中，其它則消耗在客戶的設(shè)備當(dāng)中，如果兩者之間沒有相互配合好，容易導(dǎo)致在輕負(fù)荷或者空負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)過補(bǔ)償。而滿負(fù)荷的時(shí)候則出現(xiàn)欠補(bǔ)償，使得補(bǔ)償?shù)膶?shí)際意義不高、效果不理想。

2選擇合適的無功補(bǔ)償?shù)娜萘?/p>

根據(jù)補(bǔ)償?shù)囊话阍瓌t，按照無功在電網(wǎng)中的走向，選擇合適的補(bǔ)償方式和容量。變電所的高壓集中補(bǔ)償方式：該方式是在變電所的10 kV母線上面集中安裝設(shè)置一套高壓并聯(lián)電容器組及配套裝置，用來對(duì)主變的空負(fù)荷無功損耗以及漏補(bǔ)線路的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)前，在農(nóng)村電網(wǎng)上，除大宗用戶之外，縣供電局大部分選擇這種補(bǔ)償方式。例如：縣各個(gè)變電所在沒有實(shí)施人工補(bǔ)償之前功率因素為0.85，按照該指標(biāo)對(duì)電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，每個(gè)月的罰款金額達(dá)到該月總電費(fèi)金額的 3%左右，在各個(gè)變電所安裝設(shè)置了電容器補(bǔ)償之后，功率因素達(dá)到0.9，每個(gè)月的電費(fèi)總額下降了1%，一年累積下來，由于功率因數(shù)所獲得獎(jiǎng)勵(lì)的電費(fèi)大概為70萬元，。提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨線補(bǔ)償方式：在高壓配電線路上面分開安裝電容器，目的是對(duì)線路上面的無功消耗進(jìn)行補(bǔ)償，還能夠提升線路末端的電壓，改進(jìn)電壓的質(zhì)量。其補(bǔ)償?shù)娜萘客ǔ０凑?/3的標(biāo)準(zhǔn)，也就是補(bǔ)償?shù)娜萘渴菬o功負(fù)載的2/3，而電壓降為△U= （P×L）/（A×S）。

3隨器補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

在配電電力變壓器的低壓側(cè)安裝電容器，目的是對(duì)配電電力變壓器的空負(fù)荷無功功率以及漏磁無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。農(nóng)村點(diǎn)網(wǎng)的配變負(fù)荷率通常比較低，輕負(fù)荷或者空負(fù)荷時(shí)，無功負(fù)荷大部分為變壓器的空負(fù)荷勵(lì)磁無功，所以配變的無功補(bǔ)償?shù)娜萘侩y以高于其空負(fù)荷無功，要不然的話，在配變將近空負(fù)荷的時(shí)候容易產(chǎn)生過補(bǔ)償，然而針對(duì)工業(yè)用戶的變壓器進(jìn)行補(bǔ)償，由于其負(fù)荷率比較高，補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候應(yīng)當(dāng)從提升變壓器出力的視角進(jìn)行考慮。

4電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

直接將電容器并聯(lián)到電動(dòng)機(jī)上面，用來對(duì)電動(dòng)機(jī)的無功消耗進(jìn)行補(bǔ)償。有關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，縣一級(jí)的農(nóng)村電網(wǎng)中消耗在電動(dòng)機(jī)上的無功功率大概為65%，所以，對(duì)于電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償，使得無功能夠就地平衡，不僅可以降低配電線路的消耗，還能提升電動(dòng)機(jī)的出力。通常針對(duì)高于7.5 kW的電動(dòng)機(jī)實(shí)施補(bǔ)償時(shí)，其容量應(yīng)當(dāng)按照QC≤3UeI0來確定。此外，針對(duì)用于排灌的負(fù)荷比較高的電動(dòng)機(jī)，補(bǔ)償?shù)娜萘繎?yīng)當(dāng)適量增加，高于電動(dòng)機(jī)的空負(fù)荷無功，但是應(yīng)當(dāng)比額定的無功負(fù)荷更小。

5低壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

將能夠自動(dòng)投切移相電容器的一整套裝置安裝設(shè)置在低壓母線上面。目的是為對(duì)變壓器自身以及上述輸電線路損耗的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，但是在配電線路造成的損耗并沒有降低。所以，補(bǔ)償不能太大，否則的話變壓器在輕負(fù)荷或者空負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候，將出現(xiàn)過補(bǔ)償現(xiàn)象，補(bǔ)償?shù)娜萘繎?yīng)當(dāng)按照變壓器的額定容量的30％~40％來確定，或者從提升功率因數(shù)的方面進(jìn)行考慮。

6如何確定補(bǔ)償?shù)奈恢?/p>

以上闡述了各種不同方式補(bǔ)償其目的也不一樣，但是如何確定合理的補(bǔ)償位置。通常需要考慮將并聯(lián)的電容器安裝在負(fù)荷比較集中的地段或者無功損耗比較嚴(yán)重的設(shè)備附近。

總而言之，無功補(bǔ)償不但可以改進(jìn)農(nóng)村電網(wǎng)的功率因數(shù)以及改善電壓的質(zhì)量，并且能夠使得無功負(fù)荷能夠就地平衡，提升農(nóng)村電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，減少電費(fèi)開支。因此，必須做好無功補(bǔ)償工作，讓用戶能夠切實(shí)獲得實(shí)惠。

采取無功補(bǔ)償能夠取得如下效果：第一，降低電力損耗，工廠的動(dòng)力配線按照不一樣的線路以及實(shí)際負(fù)荷狀況，一般的電力損耗大概為3%~4%，選擇電容提升功率因數(shù)之后，總電流有所下降，能夠有效減少供電以及用電端的電力損耗。第二，提高供電質(zhì)量，提升功率因數(shù)，降低負(fù)荷總電流以及電壓降。將電容安裝在變壓器的二次側(cè)加能夠提高功率因數(shù)，提升二次側(cè)的電壓。第三，增加設(shè)備的使用壽命，提高功率因數(shù)之后，降低了線路的總電流，能夠減少接近或者已飽和的設(shè)備、開關(guān)以及線路容量的負(fù)載，所以能夠減少溫升提高使用壽命，當(dāng)溫度下降十?dāng)z氏度，設(shè)備的使用壽命能夠增加一倍。第四，能夠符合電網(wǎng)的無功補(bǔ)償對(duì)于的監(jiān)測(cè)需要，避免由于功率因數(shù)太低而造成罰款。

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