中低壓配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化解析

田曉民

摘要 文章就中低壓配電系統(tǒng)中的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)的一些實(shí)施方式和特點(diǎn)進(jìn)行論述，對(duì)目前無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在中低壓系統(tǒng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行介紹，并根據(jù)情況提出對(duì)于優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用上應(yīng)該注意的一些基本問(wèn)題，指出了實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)能夠提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，提高電網(wǎng)中的電壓質(zhì)量，達(dá)到配網(wǎng)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 無(wú)功補(bǔ)償；系統(tǒng)優(yōu)化；中低壓配電系統(tǒng)；優(yōu)化解析

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）10-0172-02

1 在中低壓配電系統(tǒng)中實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化的原因

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量不斷提高，電能的應(yīng)用也日益擴(kuò)大，需求日益增長(zhǎng)，客戶對(duì)供電的質(zhì)量和電的安全性提出了更高的要求。但是隨著用電負(fù)荷的不斷增加，電量的需求不斷增加，不但影響了電力系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且也改變了電源在電力系統(tǒng)中的分布，使得系統(tǒng)中的無(wú)功分布不合理，造成局部地區(qū)電壓水平偏低，無(wú)功分布不足的情況。而隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，在這樣的供電情況下，如果系統(tǒng)再額外受到較大的干擾，系統(tǒng)就有可能在電壓薄弱的地方崩潰，影響供電。而無(wú)功補(bǔ)償這時(shí)就能作為一個(gè)重要的手段，來(lái)提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，成為電網(wǎng)建設(shè)中的一個(gè)重要的組成部分。在中低壓配電系統(tǒng)中實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化主要用就是在優(yōu)化配電系統(tǒng)中的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)一步提高系統(tǒng)中的電壓質(zhì)量和系統(tǒng)的安全運(yùn)行能力，節(jié)約能源，降低消耗，提高無(wú)功電壓自動(dòng)化控制的水平。無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)對(duì)提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平以及電網(wǎng)質(zhì)量都有非常重要的作用。

2 無(wú)功補(bǔ)償及其特點(diǎn)

1）無(wú)功補(bǔ)償就是指為了滿足電力網(wǎng)、負(fù)荷端電壓水平、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，在負(fù)荷端和電力網(wǎng)設(shè)置的無(wú)功電源，比如調(diào)相機(jī)、電容器等等。

2）用戶使用的低壓端的無(wú)功補(bǔ)償裝置經(jīng)常是按照用戶自己無(wú)功負(fù)荷的系數(shù)變化來(lái)自動(dòng)的進(jìn)行投切以補(bǔ)償電容器，進(jìn)而達(dá)到對(duì)電壓的動(dòng)態(tài)控制，不再需要將無(wú)功電能反送向高壓線路。當(dāng)然，如果在配電網(wǎng)里，每個(gè)用戶的低壓側(cè)都配置了足以使用的無(wú)功補(bǔ)償裝置，那么配電線路中的有功功率損失消耗就能達(dá)到最少，無(wú)功電流達(dá)到最小，達(dá)到理想中的效果。在線路中流動(dòng)的電流，當(dāng)無(wú)功電流比較小的時(shí)候，線路的壓降就會(huì)減少，電壓的波動(dòng)也會(huì)相應(yīng)的減少。在低壓配電系統(tǒng)中的無(wú)功補(bǔ)償裝置具有下面的一些優(yōu)點(diǎn)：①裝置安裝位置靈活方便。裝置的安裝對(duì)環(huán)境的要求并不高，相應(yīng)配套設(shè)備也不多，損壞時(shí)維修起來(lái)方便，安全性也比較好。②使用該裝置的投資少。因?yàn)殡妷旱牡燃?jí)比較低，所以投資也僅是同等容量高壓類補(bǔ)償裝置的一半甚至更少。③投切靈活。該裝置能夠根據(jù)線路中無(wú)功電流的變化來(lái)自動(dòng)的對(duì)電容進(jìn)行投入或者切除，達(dá)到平衡。④與高壓補(bǔ)償裝置高投入的投切成本來(lái)說(shuō)，低壓裝置更適合普通用戶的使用。

3 低壓配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化

1）對(duì)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制的優(yōu)化方案。目前大多說(shuō)商戶和居民使用的是節(jié)能型的日光燈照明和空調(diào)等一系列感性的用電設(shè)備，使用的功率比較低。這時(shí)如果使用性能比較好的小型的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，并且將這些裝置安裝在用戶集中使用的供電箱中，就能夠構(gòu)成新的動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償優(yōu)化方案。采用這種新的改進(jìn)措施以后，能夠有效地補(bǔ)償電路中的電流從變壓器到用戶所使用的集中配電箱的這一段電路中所造成的線路損失。

2）采取就地補(bǔ)償?shù)拇胧Ｔ谟脩羰褂玫亩丝诓捎玫蛪壕偷匮a(bǔ)償?shù)拇胧┦潜容^符合科學(xué)的一種無(wú)功補(bǔ)償方式，采用這種自動(dòng)控制裝置能夠提高線路中電流的功率因數(shù)，進(jìn)而達(dá)到動(dòng)態(tài)管理和無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化目的，減少電流在線路中的損耗。不然的話，即便在線路關(guān)口的功率因數(shù)非常高，線路的有功功率損耗也不會(huì)有效地降低。

3）動(dòng)態(tài)補(bǔ)償新技術(shù)的應(yīng)用推廣。①采用自動(dòng)化的控制器。在一些地區(qū)，低壓用電系統(tǒng)采用的是工業(yè)微電腦自動(dòng)化控制器來(lái)自動(dòng)的控制電容進(jìn)行投切。這樣的控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)有電壓保護(hù)，可以防止因?yàn)橄到y(tǒng)過(guò)電壓而引起的損壞電容器的情況，還能夠進(jìn)行投切限制、投切時(shí)間的設(shè)定。對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際容量也能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要臨時(shí)現(xiàn)場(chǎng)配置，在實(shí)際的使用中，我們能夠根據(jù)儀表的測(cè)量數(shù)值或者通過(guò)理論上的計(jì)算方式來(lái)確定應(yīng)該補(bǔ)償?shù)娜萘?。?yīng)用起來(lái)十分方便靈活，特別是適合低壓用戶隨機(jī)補(bǔ)償使用，能夠有效地提高用電設(shè)備的用電效率，大大降低電流在線路中的消耗。②采用智能低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置。該裝置內(nèi)部具有經(jīng)過(guò)優(yōu)化的無(wú)功補(bǔ)償程序，它可以對(duì)功率因素和投切時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可以按照用戶需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，同時(shí)，可以將共補(bǔ)和分相分組補(bǔ)償集合。采用這種裝置，能夠解決電容器投入時(shí)出現(xiàn)的浪涌電流問(wèn)題，不會(huì)產(chǎn)生諧波，能夠提高中低壓配電系統(tǒng)的可靠性。

4 中壓配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化

1）中壓配電網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊恍┨攸c(diǎn)。中壓配電網(wǎng)使用無(wú)功補(bǔ)償必須注意系統(tǒng)的相關(guān)特點(diǎn)，不能因?yàn)殡娋W(wǎng)中的電壓補(bǔ)償容量小、等級(jí)低就忽視補(bǔ)償設(shè)備在系統(tǒng)中對(duì)系統(tǒng)側(cè)的一些影響。如果能夠設(shè)計(jì)一個(gè)比較完善的、合理的補(bǔ)償方案對(duì)需要降低損耗的線路進(jìn)行配置，那么電網(wǎng)系統(tǒng)得到的收益就會(huì)比分散的單純的用戶行為的無(wú)功補(bǔ)償方式多得多。中壓配電系統(tǒng)線路的分散補(bǔ)償主要是根據(jù)每一條線路的負(fù)荷選取一個(gè)到三個(gè)位于配電線路末端中心的端點(diǎn)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。在每個(gè)點(diǎn)上安裝一臺(tái)大容量的電容器。這種補(bǔ)償最主要的是對(duì)配電線路的本身以及它所在的變壓器產(chǎn)生的無(wú)功損耗進(jìn)行補(bǔ)償。它的作用主要是降低損耗，在此同時(shí)，又能夠提高電源線路的末端電壓。如果線路的電容器在固定安裝的時(shí)候不需要投切，那么容量就不宜選擇的過(guò)大，要防止線路在低谷負(fù)荷時(shí)輸送無(wú)功功率到變電站。

2）中壓配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化。在中壓配電網(wǎng)中的無(wú)功補(bǔ)償系列裝置的調(diào)整和優(yōu)化應(yīng)該依照無(wú)功負(fù)荷的相關(guān)需求進(jìn)行，這里主要包括下面的幾點(diǎn)：①增加母線的電容器。傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行優(yōu)化的方法就是在母線上添加一組或者幾組線路電容器，然后再利用斷路器來(lái)進(jìn)行電容器的投切操作。這種傳統(tǒng)的補(bǔ)償方法在進(jìn)行斷路器投切時(shí)十分的麻煩，特別是斷路器進(jìn)行頻繁操作時(shí)；不能快速對(duì)無(wú)功負(fù)荷進(jìn)行跟蹤；當(dāng)電容器分組比較少的時(shí)候，就容易發(fā)生欠補(bǔ)或者是過(guò)補(bǔ)的現(xiàn)象，而電容器分組多的時(shí)候斷路器和保護(hù)等一些附屬的設(shè)備就要相應(yīng)的增加，進(jìn)而也增大了電容器所占的面積。②使用電壓無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制技術(shù)。VQC使用“井”字型的原理進(jìn)行無(wú)功電壓控制時(shí)，測(cè)量的精度比較準(zhǔn)確，功能比較齊全，效果也很好。但是這種方法要求電容器的每段母線至少要分成兩組，不然就會(huì)失去意義；而且這種方法因?yàn)樾枰l繁的對(duì)變壓器的分解開(kāi)關(guān)以及電容器上的投切開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整，所以降低了安全性與可靠性。

5 對(duì)目前社會(huì)上中低壓無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化的認(rèn)識(shí)

中壓配電網(wǎng)中的無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)該主要對(duì)配電變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償，輔助以中壓補(bǔ)償。低壓配網(wǎng)中應(yīng)該用靜止型的無(wú)功補(bǔ)償裝置這一類先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償手段進(jìn)行補(bǔ)償。在中壓配電中變壓器單元的電容器組在裝設(shè)時(shí)應(yīng)該以電壓作為一個(gè)約束條件，并依照無(wú)功功率進(jìn)行分組投切的系統(tǒng)控制裝置。而對(duì)于低壓電網(wǎng)的無(wú)功裝置的相關(guān)配置，在長(zhǎng)期的運(yùn)行和管理實(shí)踐中，已經(jīng)積累了一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，能夠達(dá)到最好的補(bǔ)償效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

中低壓配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而且能夠進(jìn)一步完善電網(wǎng)系統(tǒng)，減少輸電過(guò)程中電網(wǎng)的無(wú)功輸送，提高系統(tǒng)節(jié)能降耗的效果，保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平和電壓質(zhì)量。提高用電效率，降低生產(chǎn)時(shí)投入的成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。

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