關(guān)于10kv配電網(wǎng)無功補(bǔ)償分析

摘 要：當(dāng)前隨著我國電網(wǎng)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)輸送的最終環(huán)節(jié)，其規(guī)模也不斷的擴(kuò)大，隨著用電量需求的不斷增加，配電網(wǎng)的負(fù)荷也在不斷的增長，在這種情況下，配電網(wǎng)的損耗也隨之增加，而能通過無功補(bǔ)償可以有效的達(dá)到降損節(jié)能的目的。文章從配電線路無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)入手，分析了10kv配電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)呐湓O(shè)，并進(jìn)一步對(duì)補(bǔ)償電容器的保護(hù)控制進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：配電線路；無功補(bǔ)償；降損；控制

前言

配電網(wǎng)作為我國電力系統(tǒng)中重要的組成部分，其不僅點(diǎn)多、面廣，而且線路較長，所以多數(shù)情況下配電網(wǎng)的線損率都較高。而且隨著當(dāng)前人們用電量的增加，配電網(wǎng)的負(fù)荷不斷的增加，所以其損耗率也在不斷的增大，這嚴(yán)重制約了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，所以需要通過對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償，從而降低其運(yùn)行時(shí)的損耗，保證運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。目前通常采取的方法有縮小配電網(wǎng)的供電半徑、增加導(dǎo)線的截面積、使用低損耗的配電變壓器等，其對(duì)提高電壓質(zhì)量和降低配電網(wǎng)的損耗起到了一定的作用，同時(shí)也可以利用并聯(lián)電容器裝置安裝在配電線路及配電變壓器的低壓側(cè)來達(dá)到節(jié)能和調(diào)壓的效果。

1 配電線路無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)

1.1 要做好配電線路無功補(bǔ)償工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理

1.1.1 遵照無功電力分層分區(qū)就地平衡原則，在10kv或6kv配電線路上宜配置高壓并聯(lián)電容器裝置，或者在配電變壓器低壓側(cè)配置低壓并聯(lián)電容器裝置。

1.1.2 進(jìn)行并聯(lián)電容器裝置的選擇時(shí)，需要考慮到其容量的問題，以接近于線路配電變壓器總?cè)萘康囊辉鰹橐?，不能過大。如果容量過大，則當(dāng)線路處于最小負(fù)荷時(shí)，其會(huì)進(jìn)行倒送無功，在這種情況下，則要進(jìn)行自動(dòng)投切裝置的安裝。

1.2 無功補(bǔ)償應(yīng)注意事項(xiàng)

1.2.1 線路分散補(bǔ)償電容器組容量在150kvar及以下時(shí)，可采用跌落式熔斷器作控制和保護(hù)，其熔斷器的額定電流按電容器組額定電流的1.43～1.55倍選取；150kvar以上時(shí)應(yīng)采用柱上斷路器或負(fù)荷開關(guān)自動(dòng)控制。

1.2.2 當(dāng)線路分散補(bǔ)償電容器組與配電變壓器同臺(tái)架調(diào)時(shí)，極易發(fā)生鐵磁諧振，從而導(dǎo)致過電壓及過電流的產(chǎn)生，導(dǎo)致電容器和變電壓受到不同程度的損壞，所以電容器組在架設(shè)時(shí)要與配電變壓器分開，同時(shí)也不能使用同一組熔斷器。

1.2.3 在進(jìn)行補(bǔ)償電容器組接地安裝時(shí)，不能讓中性占直接接地，從而避免線路相間短路問題的發(fā)生。

1.2.4 電容器容抗和系統(tǒng)感抗如果相互匹配的情況下則會(huì)形成諧振，從而導(dǎo)致高次諧波電流的產(chǎn)生，為了避免這一情況發(fā)生，則需要在無功補(bǔ)償?shù)碾娙萜骰芈飞涎b上串聯(lián)電抗器或阻尼式限流器，同時(shí)要保證參數(shù)的適宜，這樣可以有效的抑制高次諧波的作用。

1.2.5 無功補(bǔ)償裝置應(yīng)裝設(shè)氧化鋅避雷器過電壓保護(hù)裝置。

1.2.6 無功補(bǔ)償裝置應(yīng)采用自動(dòng)投切裝置，防止過補(bǔ)償和電壓升高損壞電容器及其他設(shè)備。

1.2.7 配電變壓器隨器補(bǔ)償采用桿架式安裝，其補(bǔ)償裝置箱底部離地面不小于1.2m。

2 10kv配電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)呐湓O(shè)

2.1 配電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償容量配置選擇

在變電所主變10kv側(cè)接入并聯(lián)電容器組，可使10kv系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，并通過電壓無功綜合控制（調(diào)節(jié)變壓器分接和投切并聯(lián)電容器組）實(shí)現(xiàn)峰、谷功率因數(shù)考核指標(biāo)合格率和供電電壓偏差合格率雙達(dá)標(biāo)。由于集中電容補(bǔ)償效益比配電線路分散補(bǔ)償差，因此，分期分批在配電線路裝設(shè)柱上式并聯(lián)電容器組，以提高線路負(fù)荷的功率因數(shù)，降網(wǎng)節(jié)能和改善供電電壓質(zhì)量，提升配電系統(tǒng)整體的電壓無功調(diào)控能力。

2.2 電容器組安裝位置的確定

2.2.1 當(dāng)無功負(fù)荷均勻分布時(shí)，最佳補(bǔ)償容量為無功負(fù)荷的2/3，安裝地點(diǎn)為距變電所全長2/3處。

2.2.2 當(dāng)無功負(fù)荷為遞增分布時(shí)，其最佳補(bǔ)償容量為無功負(fù)荷的80%，安裝地點(diǎn)為距變電所全長7/9處。

2.2.3 當(dāng)無功負(fù)荷為遞減分布時(shí)，其最佳補(bǔ)償容量為無功負(fù)荷的62.3%，安裝地點(diǎn)為距變電所全長4/9處。

2.2.4 當(dāng)無功負(fù)荷為等腰三角形分布時(shí)，其最佳安裝地點(diǎn)距變電所全長5/9處。

長期以來配電線路都是具有較多的分支，而且接線也較為繁雜，其負(fù)荷分布是隨機(jī)的，沒有規(guī)則可遵守，所以對(duì)于電容器的安裝問題不能利用規(guī)范的來進(jìn)行規(guī)定，應(yīng)在實(shí)際安裝中將各項(xiàng)分布模式進(jìn)行靈活運(yùn)用。通常遇到負(fù)荷分布較為復(fù)雜的配電線路時(shí)，我們可以將其試為各種分布類型的集合體，從而有效的確定電容器組的安裝地點(diǎn)。通常在這種情況下，我們需要將電容器組安裝在配電線主的一半以上的部分，同時(shí)還要使安裝的位置接近到負(fù)荷的密集區(qū)，而對(duì)于有多組電容器需要進(jìn)行安裝時(shí)，則可在各負(fù)荷密集的分支線路上進(jìn)行安裝。

3 補(bǔ)償電容器的保護(hù)控制

10kv配電線路進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，通常會(huì)以固定補(bǔ)償和自動(dòng)補(bǔ)償來進(jìn)行，補(bǔ)償?shù)男Ч麑?shí)現(xiàn)則需要保證補(bǔ)償裝置正常運(yùn)行，補(bǔ)償裝置的能否正常運(yùn)行其會(huì)受到諸多因素的影響，如裝置元器件的質(zhì)量、補(bǔ)償容量的選擇、安裝地點(diǎn)選擇及自動(dòng)控制裝置的控制原理等，而在這其中控制原理的影響力最大，其直接決定了補(bǔ)償?shù)男Ч把a(bǔ)償裝置的利用率。

3.1 控制原理

3.1.1 時(shí)段控制

對(duì)于負(fù)荷較為穩(wěn)定的一般時(shí)間分段線路，其補(bǔ)償裝置的控制則可以采用時(shí)段來進(jìn)行，即將一天分為四個(gè)時(shí)段，這四個(gè)時(shí)段分為二個(gè)投時(shí)段和二個(gè)切時(shí)段，而投切動(dòng)作的進(jìn)行與線路的參數(shù)沒有關(guān)系，只與是段有關(guān)，這種時(shí)段控制不僅簡(jiǎn)單，而且可靠性也很高。

3.1.2 電壓控制

設(shè)置電壓上下限來控制裝置投切，通常應(yīng)附加1個(gè)切后再投的電壓返回值參與控制。電壓上下限的設(shè)定可不拘泥于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電壓范圍，要根據(jù)安裝地點(diǎn)，不同線路選取。

3.1.3 時(shí)間電壓控制

該控制原理是前兩種控制原理的綜合，主要適用于投入時(shí)段負(fù)荷經(jīng)常波動(dòng)的場(chǎng)合。

3.1.4 電壓無功控制

設(shè)置電壓上下限、無功上下限及電壓返回值，對(duì)電容器組進(jìn)行控制。該方案結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，程序量比較大。主要適用于負(fù)荷變化比較頻繁，波動(dòng)較大的場(chǎng)合。

3.2 自動(dòng)控制裝置保護(hù)

自動(dòng)控制裝置其保護(hù)功能可以設(shè)置的較多，在應(yīng)用時(shí)往往會(huì)結(jié)合戶外補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)及特征來對(duì)一些基本保護(hù)功能進(jìn)行設(shè)置，如電容器的時(shí)間保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過電流保護(hù)、過流速斷保護(hù)、缺相保護(hù)和開關(guān)拒動(dòng)保護(hù)等，往往會(huì)安裝在開關(guān)控制箱內(nèi)。

4 結(jié)束語

針對(duì)于10kv配電網(wǎng)所履蓋區(qū)域的用電特點(diǎn)來進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置。在變電站的10kv母線進(jìn)行集中自動(dòng)補(bǔ)償，但當(dāng)前遙控和自動(dòng)投切裝置也得到了快速的發(fā)展，所以應(yīng)采取積極的態(tài)度來對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)無功的優(yōu)化配置和補(bǔ)償。當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性受到越來越多的關(guān)注，所以無功補(bǔ)償作為提高電網(wǎng)高效運(yùn)行的重要措施其重要性也不言而喻。因此在當(dāng)前能源緊張的情況下，應(yīng)科學(xué)合理的安排好配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償問題，從而使電網(wǎng)得以安全高效的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損的目標(biāo)。

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