變電站無(wú)功補(bǔ)償配置及電站安全運(yùn)行探析

文/蔣紅元 賈亮，云南錫業(yè)股份有限公司老廠分公司

1 電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x

從近幾年來(lái)的發(fā)展形勢(shì)上看，人們與電力系統(tǒng)的關(guān)系變得更加密切，這給如何合理科學(xué)用電提出了挑戰(zhàn)，導(dǎo)致現(xiàn)如今用電方面出現(xiàn)一些問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償可以降低電網(wǎng)實(shí)在功率的負(fù)荷，減少線路中的無(wú)功損耗，校正電網(wǎng)功率因數(shù)，提高線路線纜絕緣等級(jí)。補(bǔ)償無(wú)功功率還可以提高電力網(wǎng)絡(luò)中電能的穩(wěn)定運(yùn)輸，延長(zhǎng)了電力系統(tǒng)中電力設(shè)施設(shè)備和負(fù)載的使用壽命。無(wú)功功率的出現(xiàn)，將人們的用電水平帶入到了一個(gè)新的臺(tái)階，標(biāo)志著用電系統(tǒng)取得了重大的突破。通過(guò)對(duì)無(wú)功功率的使用，改變了從前用電系統(tǒng)不平衡的局面，而且無(wú)功功率補(bǔ)償可以把一些不平衡的系統(tǒng)糾正過(guò)來(lái)，為工業(yè)用電和人們生活用電保駕護(hù)航。

2 無(wú)功補(bǔ)償裝置與方式

無(wú)功損耗主要由三部分組成：變壓器無(wú)功損耗、線路無(wú)功損耗以及負(fù)荷的無(wú)功損耗。

2.1 無(wú)功補(bǔ)償配置

無(wú)功補(bǔ)償裝置分為主變無(wú)功補(bǔ)償裝置和配變無(wú)功補(bǔ)償裝置，并聯(lián)電容器組主要是產(chǎn)生無(wú)功，用于平衡系統(tǒng)中的無(wú)功缺額，實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡，盡量避免遠(yuǎn)距離傳輸。通常分為分散式（構(gòu)架式）和密集型（集合式）兩種。并聯(lián)電容器組的接線:分為三角形、星形，又有雙三角形和雙星形之分；星形接線:中性點(diǎn)接地、中性點(diǎn)不接地。低壓電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償，用于提高低壓電網(wǎng)功率因數(shù)、降低壓低線路損耗、提升電能質(zhì)量。補(bǔ)償方式:分相補(bǔ)償、三相補(bǔ)償、分相+三相混合補(bǔ)償。

2.2 無(wú)功補(bǔ)償方式

現(xiàn)階段無(wú)功補(bǔ)償方式主要4種:變電站集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、桿上補(bǔ)償以及用戶終端分散補(bǔ)償?shù)取?/p>

2.2 .1變電站集中補(bǔ)償

變電站集中補(bǔ)償是指在變電站的10kv母線側(cè)進(jìn)行的補(bǔ)償，補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器。變電站集中補(bǔ)償?shù)闹饕康氖茄a(bǔ)償主變的無(wú)功損耗，改善功率因數(shù)和電壓水平。

2.2 .2配變低壓集中補(bǔ)償

配變低壓集中補(bǔ)償是目前中壓配電網(wǎng)普遍采用的補(bǔ)償方式，在配變380V側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償，補(bǔ)償裝置主要采用并聯(lián)電容器。低壓集中補(bǔ)償?shù)哪康氖茄a(bǔ)償10kv線路和配變的無(wú)功損耗，實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡，提高配變功率因數(shù)，對(duì)配網(wǎng)降損也有一定作用。

2.2 .3線路桿上補(bǔ)償

線路桿上補(bǔ)償是指在線路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償，主要補(bǔ)償線路無(wú)功損耗和公用配變的空載勵(lì)磁損耗部分。桿上補(bǔ)償多采用長(zhǎng)期固定補(bǔ)償，對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)能力較差；且維護(hù)工作量大、受安裝環(huán)境和空間等客觀條件限制。

2.2 .4用戶終端分散補(bǔ)償

用戶終端分散補(bǔ)償是針對(duì)用戶自然功率因數(shù)偏低進(jìn)行的補(bǔ)償?？梢愿鶕?jù)用戶設(shè)備的無(wú)功功率需求控制投切，不會(huì)倒送無(wú)功，安裝和配置方便靈活，一般用于專用配變供的工業(yè)負(fù)荷用戶。

3 無(wú)功補(bǔ)償配置優(yōu)化原則

在主變進(jìn)線首端功率因數(shù)和用戶功率因數(shù)確定時(shí)，需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功可以看作是一定的，差別只是在補(bǔ)償位置的問(wèn)題，而不是量的問(wèn)題。無(wú)功補(bǔ)償配置需要遵循一定的原則

3.1 設(shè)定裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備配變的最小容量

只有配變?nèi)萘勘容^大、配變供電量比較大時(shí)，裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置才能有降損空間。相反，配變?nèi)萘亢苄?、供電量也小、有功損耗也非常小時(shí)，即使裝設(shè)了無(wú)功補(bǔ)償裝置，其降化的無(wú)功網(wǎng)損也會(huì)非常小，不足以抵消無(wú)功補(bǔ)償裝置的固定成本，投資無(wú)法回收。

3.2 無(wú)功就地平衡、分級(jí)協(xié)調(diào)

無(wú)功補(bǔ)償配置應(yīng)從整體上考慮無(wú)功補(bǔ)償裝置配置的協(xié)調(diào)關(guān)系，主要考慮各電壓等級(jí)變電站、10Kv及以下配電網(wǎng)、用戶側(cè)等。通過(guò)對(duì)我國(guó)三個(gè)地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功配置情況的調(diào)查顯示，這三個(gè)地區(qū)容性無(wú)功補(bǔ)償度均較高，功率因數(shù)分別為0.84、0.89和0.91，主要由于各個(gè)地方不容性無(wú)功配置水平差異較大，導(dǎo)致功率因數(shù)差異較大。低壓網(wǎng)無(wú)功就地平衡，能夠避免中壓網(wǎng)甚至高壓網(wǎng)為低壓無(wú)功負(fù)荷提供無(wú)功補(bǔ)償，避免大量跨越電壓等級(jí)流動(dòng)，導(dǎo)致網(wǎng)損增加。

3.3 劃分好無(wú)功管轄“地界”

無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)堅(jiān)持就地平衡、分級(jí)協(xié)調(diào)的原則?！熬偷亍笔紫纫?jiǎng)澐帧暗亟纭?。一旦確定了無(wú)功補(bǔ)償?shù)摹暗亟纭?，就確定了無(wú)功補(bǔ)償?shù)奈恢煤兔總€(gè)位置上無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的管轄范圍，這樣，才能做到分級(jí)管理、各司其職。低壓網(wǎng)的“地界”比較好理解，是指配變臺(tái)區(qū)的低壓部分，補(bǔ)償位置在配變低壓側(cè)；中壓網(wǎng)的“地界”的范圍有大有小，如10kv母線及以下饋線、單條饋線或饋線中的某一段。如果"地界"確定在10kv母線及下饋線，無(wú)功補(bǔ)償就集中在變電站10kv母線側(cè)，否則，在中壓饋線上還應(yīng)該加裝線路無(wú)功補(bǔ)償。

3.4 加強(qiáng)變電系統(tǒng)的安全管理

要想使變電系統(tǒng)平穩(wěn)、高效的運(yùn)行，就要加強(qiáng)對(duì)變電系統(tǒng)的安全管理。首先，要對(duì)變電站實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況有所了解，制定的安全管理制度要具有科學(xué)性、實(shí)用性，使安全管理制度的內(nèi)容落實(shí)到工作中的每個(gè)環(huán)節(jié)中去，使變電站工作的開展有制度可依。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定顯得尤為重要，影響著國(guó)家的發(fā)展和人民的安全。變電站無(wú)功補(bǔ)償容量的配置，維護(hù)變電站的運(yùn)行水平，有效降低運(yùn)行時(shí)的損耗，保障變電站供配電的有效性和穩(wěn)定性。無(wú)功優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要途徑。無(wú)功功率補(bǔ)償把工業(yè)用電和人們生活用電帶入新時(shí)代。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐茂鑫，張孝順，余濤.遷移蜂群優(yōu)化算法及其在無(wú)功優(yōu)化中的應(yīng)用［J］.自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2017，43（1）：83-93.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司.電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償配置技術(shù)原則：Q／GDW2 12-2015［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2016：5-6.

[3]國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院.電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2016.

[4]陽(yáng)水財(cái).220kV變電站無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算與分析[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2016(08):246-247.

[5]郭長(zhǎng)青.基于變電站安全運(yùn)行的設(shè)備維修檢查技術(shù)的探討[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2017,43(03):213-214.

[6]肖中波.電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯縖J].電子世界,2017(01).