穩(wěn)定10kV線路功率因數(shù)的補償措施研究

黃剛

摘 要：文章就如何穩(wěn)定10kV線路功率因數(shù)的補償措施展開了討論，并提出了相關(guān)的辦法。通過文章的分析，希望能夠為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：10kV線路；功率因數(shù)；補償措施

隨著人們的生活水平不斷提高和科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們在日常生活中越來越離不開電能，因此隨之而來的就是電網(wǎng)容量不斷增加，這意味著對電網(wǎng)無功的要求也在不斷地提高。無功電源和有功電源的作用是差不多的，它們都是電力系統(tǒng)的重要組成部分，可以有效地保障電能和電壓的質(zhì)量，并且可以切實降低使用過程中的網(wǎng)絡(luò)損耗，并確保電路可以安全運行。在整個電力系統(tǒng)中，要確保無功電源維持在平衡的狀態(tài)，如果出現(xiàn)無功不平衡，那么極有可能造成系統(tǒng)電壓下降的情況，如果放任不管，甚至會損壞相關(guān)設(shè)備、解列系統(tǒng)。除此之外，如果網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)和電壓持續(xù)下降，那么電氣設(shè)備就不會被充分利用起來，這樣網(wǎng)絡(luò)傳輸能力就無法發(fā)揮正常的水平，而且會增加一定的損耗。所以，如果能夠有效解決網(wǎng)絡(luò)無功補償這個問題，那么就可以有效地實現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)損耗、節(jié)省能源的目的。

1 功率因數(shù)補償?shù)囊饬x

功率因數(shù)作為交流電路中很重要的一項技術(shù)數(shù)據(jù)，它的高低和電氣設(shè)備的利用率、電能消耗問題的分析和研究有著十分密切的關(guān)系。功率因數(shù)，主要是指任意兩端網(wǎng)絡(luò)的兩端電壓和其中電流之間的相位差的余弦。線路中的功率不僅僅和電壓、電流有著直接的關(guān)系，和功率因數(shù)也有很大聯(lián)系，而功率因數(shù)的大小，主要是看電路中負載的性質(zhì)。如果功率因數(shù)比較低，電器想要正常工作就必須用較大的電流，這樣就會增加輸電線路上的電流，線路上焦耳熱損耗就會不斷提高，所以提高功率因數(shù)，可以降低線路中電流的大小，是有效降低損耗的辦法，同時也能延長電器的使用壽命。

2 確定10kV線路無功補償總?cè)萘?/p>

確定10kV線路無功補償?shù)娜萘坑幸粋€前提性的原則，那就是要保證功率因數(shù)有所提高。假如把電網(wǎng)的最大負荷月平均有功功率設(shè)為P，那么進行無功補償前，功率因數(shù)設(shè)為cos？準1，將無功補償后的功率因數(shù)設(shè)置為cos？準2，則可以按照下面的式子計算需要補償?shù)娜萘浚?/p>

3 10kV線路無功補償?shù)膶嶋H案例

以下將以安徽省某縣供電公司35kV魚溝變電站10kV梁集105線路為例，進行無功補償?shù)木唧w分析。

3.1 對10kV梁集105線路的功率因數(shù)進行具體的分析

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該縣在2012年的前8個月，將10kV梁集105線路的功率因數(shù)進行了有效統(tǒng)計，如表1所示。

根據(jù)上表中的時間、有功電能量、無功電能量和功率因數(shù)的對比可以看到，105線路出現(xiàn)了明顯的無功電能量不足的情況，如果不采取措施必將影響電網(wǎng)的正常運行，而如果采用定補的方式就會出現(xiàn)過度補償?shù)那闆r，所以在經(jīng)過分析研究該線路具體的負荷和電流參數(shù)等等數(shù)據(jù)之后，決定使用智能型10kV線路無功補償柜進行功率因數(shù)的補償。

3.2 選定智能型無功補償電容器

根據(jù)對數(shù)據(jù)的反復研究和討論，最后決定使用XBZW-10型高壓無功自動補償裝置來進行穩(wěn)定10kV線路功率因數(shù)的補償。這種裝置在進行設(shè)計時將各個部件單元化，因此單件元件的體積較小，重量也不高，所以在進行搬運時非常方便。該裝置不同部件之間連接采用的是帶航空插頭電纜，所以即便是在日后維護補償時也相對比較簡單。

這種裝置是全自動型，可以根據(jù)線路具體的電壓、功率因數(shù)、無功功率等等數(shù)據(jù)進行綜合分析，并判斷投切電容器的具體順序，這樣補償線路無功的方式就具備高度的動態(tài)性，而且可以自行進行補償，補償也更加精細。

3.3 安裝、調(diào)試、投運智能型無功補償電容器

根據(jù)以上內(nèi)容確定好具體的無功補償方案之后，決定在2012年的9月份進行智能型無功補償電容器的安裝調(diào)試工作，確保魚溝變電站10kV梁集105線路能夠盡快正常使用。

首先，對線路負荷圖進行審核，從圖中確定梁集105線路總共15千米長，而它的配電變壓器總?cè)萘看蟾旁?550kVA左右。根據(jù)之前的使用情況可以判斷，線路中后部的幾個大的分支是負荷的主要集中點，尤其是在線路的末端，因此這些地方是最好的安裝點，將高壓無功自動補償裝置安裝在這些地方，可以切實地降低線路運行時的損耗，從而實現(xiàn)線路功率因數(shù)的提高，并有效地使末端電壓得到提高。

在這條線路上，最后一共使用了4套高壓無功補償裝置，具體分成了兩種模式，其中一級定補兩級動補模式共2套，而剩下的2套則是一級定補一級動補模式。具體數(shù)值是動補共900kvar，而定補共投入200kvar。這樣的設(shè)置即將固定的無功負荷缺口考慮了進去，又切實對動態(tài)變化的負荷波動進行了考量，這樣將通過多種組合模式實現(xiàn)兩級三級的電容補償，可以確保最大程度地補償線路上的無功負荷，同時可以更好地達成線路節(jié)能的目的，從而為以后打造出優(yōu)質(zhì)配電線路提供了良好的開端。

3.4 完成補償后的效果檢查和最終取得的效益

根據(jù)上表數(shù)據(jù)可知，魚溝變電站在2012年1月至8月期間，10kV梁集105線路的有功電能量總共為8338320kWh，根據(jù)這個數(shù)據(jù)進行大體的估算，可以推算出全年總共需要有功電能量約為12507480kWh。在進行無功補償之前，線路的平均功率因數(shù)約為0.82，而在完成了無功補償后，線路的平均功率因數(shù)達到了0.98，根據(jù)數(shù)據(jù)進行計算后發(fā)現(xiàn)，線路的損耗率下降了大約2.345%左右，一年里可以節(jié)省的有功電能量大約為270855kWh。根據(jù)當?shù)氐碾妰r來計算，是每千瓦時0.55元，在完成了高壓無功補償裝置的安裝之后，該縣魚溝變電站10kV梁集105線路一年可以降低損耗的費用接近15萬元，所以可以看到其中的經(jīng)濟效益是相當可觀的。

4 結(jié)束語

根據(jù)以上情況可以得出結(jié)論，對線路進行無功補償，可以切實提高線路的功率因數(shù)，使線路的供電能力獲得優(yōu)化，并且有效的降低了電壓的損失，也避免了不必要的電網(wǎng)損耗。使用智能型無功補償電容器是一個非常明智的決定，因為這種裝置的無功補償原理非常簡單，而且安裝并不復雜，所需要投入的資本也不是很高，在運行時有功損耗可以大幅度降低，在日后的運行維護也相當簡單便利，并且整個運行過程非常安全可靠，所以值得推廣使用。通過采用補償電容器的辦法對10kV線路功率因數(shù)進行有效補償，是提高供電質(zhì)量的有效措施，并且可以給城市或者農(nóng)村帶來非常明顯的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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