摘要:我国电网管理体系不断完善,对配电网中低压无功补偿装置的应用关注度明显提升。在区域配电网实施的过程中需要针对电压波动大、线路损耗等问题引起重视,合理应用无功补偿装置,实现电网系统的一体化管理。本次研究中对配电网中低压无功补偿装置的具体应用进行详细分析。
关键词:配电网;低压无功补偿装置;应用效果
功率在1kv以下的配电网,称为低压配电网,对系统的无功率进行补偿的成套装置称为低压无功补偿装置。纵观我国电网现状,虽然已初具规模,但其管理模式和技术仍有待提高,一些地方在电压和无功方面的管理仍不够完善。这就导致了配电网电压不稳定、波动起伏大、线损问题突出等情况,因而,低压无功补偿装置在配电网中的应用,成为我国城乡电网发展的必然趋势。如何科学合理选择补偿装置,使配电网中的线损消耗降到最低,确保电力供应的稳定,保障供电质量成为现代供电企业必须解决的问题。
1无功补偿装置概述
1.1无功补偿的基本原理
配电网络中感性负荷较多,感性无功功率的电流相位滞后于电压相位,而容性无功功率的电流相位则超前电压相位。故常用容性无功功率补偿感性无功功率,以减少电网无功负荷,也就是所谓的电动机、变压器“吸收”无功电流而并联电容器 “发出”无功电流的原因,即并联补偿的原理。电容从电网吸收的无功功率是超前电流引起的,电感电路从电网吸收的无功功率是滞后电流引起的。由于超前电流与滞后电流的互补作用,也就是电容性负荷的无功功率补偿了电感性负荷的无功功率。当电网容量一定时,使无功功率减少,从而达到了提高功率因数的目的。
把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并接在同一电路,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量,而感性负荷释放能量时,容性负荷吸收能量,能量在两种负荷之间交换。这样,感性负荷所吸收的无功功率可从容性负荷输出的无功功率中得到补偿。
2.无功补偿方式的选择
配电网无功补偿的主要方式有五种:变电站补偿、配电线路补偿、随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。
2.1变电站补偿
针对电网的无功平衡,在变电站进行集中补偿,补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等,主要目的是平衡电网的无功功率,改善电网的功率因数,提高系统终端变电所的母线电压,补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站 10kV母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点,缺点是这种补偿方式对10kV配电网的降损不起作用。
2.2配电线路补偿
线路无功补偿即通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。线路补偿点不宜过多,控制方式应从简,一般不采用分组投切控制;补偿容量也不宜过大,避免出现过补偿现象.保护也要从简,可采用熔断器和避雷器作为过流和过压保护。线路补偿方式主要提供线路和公用变压器需要的无功,该种方式具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点,适用于功率因数低、负荷重的长线路。缺点是存在适应能力差,重载情况下补偿不足等问题。
2.3随机补偿
随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电动机同时投切的一种无功补偿方式。县级配电网中有很大一部分的无功功率消耗在电动机上,因此,搞好电动机的无功补偿,使其无功就地平衡,既能减少配电线路的损耗,同时还可以提高电动机的出力。
2.4随器补偿
随器补偿是指将低压电容器通过低压熔断器接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。随器补偿的优点是接线简单,维护管理方便,能有效地补偿配电变压器空载无功,限制农网无功基荷,使该部分无功就地平衡,从而提高配电变压器利用率,降低无功网损,提高用户的功率因数,改善用户的电压质量,具有较高的经济性,是目前无功补偿最有效的手段之一。缺点是由于配电变压器的数量多、安装地点分散,因此补偿工作的投资比较大,运行维护工作量大。
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2.5跟踪补偿
是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在用户配电变压器低压侧的补偿方式。这种补偿方式,部分相当于随器补偿的作用,主要适用与100kVA及以上的专用配电变压器用户。跟踪补偿的优点是可较好地跟踪无功负荷的变化,运行方式灵活,补偿效果好,但是费用高,且自动投切装置较随机或随器补偿的控制保护装置复杂,如有任一元件损坏,则可导致电容器不能投切。其主要适于大容量大负荷的配变。
3.低压无功补偿装置的安装和接线
低压无功补偿装置安装技术要点是:
第一,必须要保证接入智能控制器的电压、电流的相位正确,才能确保投退电容器指令正确。因为在安装过程中易发生电流互感器反相、电压电流错位的情况,因此,装置安装完成,初次投入运行时,必须实测输入智能控制器的电压、电流的相序和相位。
第二,电流互感器必须监测配电变压器的总电流,即电流互感器必须装在并联电容器之前的总路上,这样智能控制器才能感知投退电容器后的电流相位变化。
第三,保证分补电容器与应补的单相负荷相对应,即哪一相功率因数低则应投入对应相的分补电容器[1]。
低压无功补偿装置测量点的接线,主要是补偿装置的电容器组和电流的引入点,特别是电流的引入点,在实际接线中往往被忽视。电容器组的引入点,指电容器组的总进线在被补偿系统中的“T”接点;电流的引入点,指补偿装置用的电流互感器在被补偿系统中的安装点,在实施阶段需要按照具体执行要求进行。无功功率的补偿方式是当前我国配电网系统中普遍采用的形式在电器补偿中采用低压动态无功补偿装置,主要是借助低压性质的熔断器,在电网中的变压器的二次侧,安装一个低压的电容器,从而实现补偿目的。这一形式接线简单,日常维护工作也较为简便,而且能够有效地降低设备损坏,可行性高。
4 低压无功补偿装置的运行维护
首先,低压无功补偿装置应定期巡视维护,建议巡视周期为一个月。由于低压无功补偿装置大都装于户外,灰尘较重,巡视时应停用装置,进行除尘。其次,要定期采集数据并进行运行分析,建议执行周期为一季度或根据负荷变化调整。低压无功补偿装置一项很重要的功能就是能保存运行数据资料,生成各种报表。以下是对几种主要报表的介绍[2]。
4.1电容器动作记录报表。该报表为低压无功补偿装置最重要的报表,反映了
装置中电容器投切情况,充分体现了无功补偿装置改善无功电压的效果,从表中可看出电容器投切时间、投切原因、是哪组电容器动作、动作前后对无功及电压的影响。
4.2月电压报表。该表反映了装置安装点本月内每天相电压、相电流的最大值和最小值及其发生的时刻,可通过它了解该配电变压器基本运行状况,便于配电变压器运行档位调整、三相负荷分配等。
4.3配电变压器负荷日报表。该表反映了每日整点时的三相电压、电流、有功和无功功率、零序电流及该时段(1h)内的有功电量,详细反映了该配电变压器每小时运行参数及负荷状况[3-4]。
结束语
我国电网规模不断扩大,对电网管理技术有更高的要求,在当前实际管理过程中需要做好装置处理工作。针对存在线路不稳定和异常等现象,需要提升系统的功率参数,适当降低能耗,提升效率。工作人员做好低压无功补偿装置的设计工作,提升用电稳定性,保证用户不会因为用电人数增加而致使电压太低或是用电人数少时出现电压过高的现象。
参考文献:
[1]杨德勇.浅析低压动态无功补偿装置在农配网中的应用[J].低碳世界,2016(02):46-47.
[2]郭涛.低压无功补偿装置在配电网中的应用分析[J].科技与企业,2014(06):314.
[3]杨薇薇.10kV配电网中低压无功补偿装置的设计与应用[J].中国电力教育,2011(03):133+135.
[4]李东.浅谈低压无功补偿装置在配电网中的应用[J].中国科技信息,2010(17):25-26.
论文作者:张文怡
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/29
标签:装置论文; 低压论文; 电容器论文; 负荷论文; 电流论文; 功率论文; 电网论文; 《河南电力》2018年14期论文;