加强电力用户无功管理的必要性论文_秦光洁

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摘要:通过分析电力用户无功管理对电力系统安全运行、线路压降、设备利用率的影响,以及电力用户无功产生的能耗分析,论述加强电力用户无功管理的必要性。

关键词:加强;电力用户;无功管理;必要性

1、电力用户无功管理对电力系统安全运行的影响

电力系统的安全稳定运行需要无功电源的出力与用电负荷和供电网络吸收的无功时刻保持平衡。目前用户无功负荷约占电力系统无功负荷的75%,是影响电力系统安全稳定运行的重要因素。用户从系统吸收无功时,若系统无功电源充足,就能在较高的电压水平下运行达到新的平衡。若无功功率缺额过大,为保持电压水平,有载调压变压器动作,受电电压暂时上升,使输电线路电流增大,损耗增大,最终导致电网电压进一步降低,如此陷入恶性循环,严重时可能引发系统电压崩溃。用户无功过剩时,特别是负荷低谷时的无功过剩,向系统倒送大量无功,会导致系统电压过高,加大电力设备损耗,严重时会烧毁设备。无功过剩而不能就地平衡时,需要安排系统中一部分发电机组进相运行,会造成发电机定子铁心端部发热、发电机的静稳极限降低、定子电流增加,机端电压下降等,对发电机造成损害以至减少使用寿命。因此,电力用户应通过无功就地补偿,减少与系统无功交换,保障电力系统的安全稳定运行。

2、电力用户无功管理对线路压降的影响

用户无功不能就地平衡,就需要系统在异地对其进行平衡,无功功率在系统输送过程中,会产生功率损耗与电压降落,致使负荷侧的电压偏移。线路电压损失ΔU为:

 

式中:ΔU—线路电压损失;P—线路输送的有功功率;Q—线路输送的无功功率;

R—线路的电阻;X—线路的电抗;U—线路额定电压。

有功功率和无功功率增大时电压损耗都加大。在电网的线路和变压器中,电抗的数值比电阻大得多,无功功率对电压损耗的影响很大。无功功率传输越大,线路压降就越大。只有无功功率做到就地平衡,才能降低电压损耗。

3、电力用户无功管理对设备利用率的影响

(1)用户无功管理对用电设备利用率的影响。电气设备的额定电流与额定功率取决于设备自身的电气参数。由公式可以看出,在一定的电压和电流下,功率因数越高,其输出的有功功率越大。因此,改善功率因数能够充分发挥设备潜力,提高设备利用率。

(2)用户无功管理对变压器变送能力的影响。功率因数对变压器的变送能力有很大影响。一台容量为100kVA的变压器,功率因数为0.60时的输送能力只有60kW,功率因数为1.0时的输送能力则能达到100kW。显然,用户通过无功就地平衡,可以有效提高变压器的变送能力。

(3)用户无功管理对线路输送能力的影响。线路输送的最大电流主要取决于线路自身的电气参数。在线路电压一定,输送电流I=1A时,不同功率因数下有功和无功电流的大小见表1。

表1 不同功率因数下有功、无功电流的大小(I=1A)

从表3可知,无功电流产生大量电能损耗,采用就地补偿,提高功率因数,减少无功电流,可以有效地降低电能损耗。

(2)用户无功管理的能耗分析。2007年全国电力用户平均功率因数为0.89。按2007年供电规模计算,若平均功率因数由0.89提高到0.95,线路和变压器的损耗将下降12.2%。年节约总电量可达220亿kWh,相当于节约782万吨标准煤。若平均功率因数由0.89提高0.98,同电压传输的线路损耗和变压器的损耗将下降17.5%,将年节约总电量315亿kWh,相当于节约1121万吨标准煤。如果占电力系统无功负荷75%的用户无功负荷能够实现就地平衡,粗略计算我国每年将减少电能损失500亿kWh。此外,功率因数的提高还可以提高设备和线路的利用率,降低设备与线路投资成本。2007年国家电网公司参加功率因数考核的用户装接容量为9.23亿kVA,若平均功率因数由0.89提高到0.95,将空出设备容量5831万kVA,按单位造价150元/kVA计算,可以节约设备容量投资87.5亿元。若平均功率因数由0.89提高到0.98,将空出设备容量为8480万kVA,可以节约新增容量的投资127.2亿元。

5.小结

电力用户无功不能就地平衡,电网向用户长距离、大容量输送无功,形成大量不合理的无功潮流,可能引起电压崩溃甚至电力系统瓦解,在线路和设备上产生电压和能量损耗,降低了线路和设备利用率。电力用户无功实现就地平衡,能够保障系统的安全稳定运行,改善用户电压质量,提高电力设备的利用率,减少能量损耗。因此,加强电力用户无功管理,实现用户无功就地平衡是十分必要的。

参考文献

[1].何仰赞、温增银.电力系统分析(上下册),华中科技大学出版社,2002

[2].赵乐全.线损管理手册,中国电力出版社,2007

[3].王孔良等合编.用电管理(第三版),中国电力出版社,2007

论文作者:秦光洁

论文发表刊物:《电力技术》2016年第9期

论文发表时间:2017/1/6

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