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对10kV配电网无功补偿技术的应用和要点分析

2019-01-12陈小庆

魅力中国 2019年17期
关键词:功率因数互感器电容器

陈小庆

(身份证号:1321291974****2816)

一、10kV配电网运行的实际

10kV 配电网广泛覆盖城市小区、城乡接合部和广大农村地区,随着经济和生活发展速度的加快,10kV 配电网在运营中产生了诸多矛盾,例如:供电能力和用户需要之间、电网规模与电网实际负载之间、负荷中心与配送中心之间,都存在着严重的矛盾,如果不加以解决不但不利于电力事业的进步,还会降低区域的核心竞争力,丧失可持续发展的能力。

二、10kV配电网损失量较大的原因

10kV 配电网在实际运行中存在着功率因数低、无功损耗过多、电压质量差、线路损耗大、供电半径不合理、补偿设备少、电网容量不足等现象,这些会导致 10kV 配电网出现线路或设备上较大的电力损失,造成生产和生活的种种不便,并容易形成电力计量问题,如果处理不好,将会造成电力企业与用户、电力企业与社会间严重的对立。

三、10kV配电网无功补偿技术

(一)无功补偿的实质

无功补偿是利用电能分布和电气设备用电的特点,采用无功平衡和补偿的技术措施,提升配电网电能的质量,在确保配电网供电稳定性的同时,降低配电网线路的损耗,系统性地促进配电网稳定运行。

(二)无功补偿的意义

无功补偿技术可以提高 10kV 配电网的有功功率因数,可以有效降低 10kV 配电网的线损;可以降低 10kV 配电网的设计容量,达到降低电力企业成本的目的。

四、10kV配电网应用无功补偿技术的要点

10kV 配电网应用无功补偿技术时应该注意设备空间、安装环境、维护工作量、控制成本以及保护装置的配置等客观环境的影响。所以,一定要结合工程的实际需求来对其进行合理的设置,在 10kV 配电网无功补偿装置安装过程中要注意以下几点:

(一)10kV 配电网无功补偿容量的确定。在对配网线路无功补偿时,一定要对其容量进行严格控制,要防止过多、过密的无功补偿电容器带来的散热影响和安全隐患,对于 10kV 及以下的配电网最好采用设计要求和强制规范的电容器组。在对配电线路上的无功补偿装置的容量进行设置时,一定要以最大程度地降低线损为设置原则。一般情况下,无功补偿装置的容量最好为线路平均无功负荷的 2/3,因此,在安装无功补偿装置时,一定要对待装线路的实际负荷情况进行全面的调查、分析,以此确定无功补偿装置的容量范围。

(二)定补偿装置的安装位置。

在选择无功补偿装置的安装位置时,一定要遵循无功就地平衡的原则,且在安装的过程中,一定要尽量减少配网主线上的无功电流。大量的实践及研究表明,每条配网线路上最好只安装 1 台无功补偿装置,其最佳的位置在负荷的 2/3 处。通过对电容器的最佳安装位置以及无功补偿的容量这两方面的内容进行科学合理的规划,就能改善电网运行过程中的线路损耗及电压质量,使其满足经济社会建设过程中对电力的需求。

五、10kV配电网无功补偿装置的安装和接线

10kV 配电网无功补偿装置安装技术要点是:(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;(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;(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。10kV 配电网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。正确的方法是,以负荷的供电电源为参考点,电流互感器的安装点必须在电容器组的总进线"T"接点电源之间,即电流互感器测量的电流必须包含流过电容器组的电流,否则,在电容器分组投、切状态中,无功补偿装置测量显示的有功、无功功率和 cosm 值都不会变化,造成无功补偿装置投、切效果无法判断。这个问题不引起重视,必然在安装过程中造成隐患和返工。

六、10kV配电网无功补偿装置的效益分析

在配电网的运行中,功率因数越高,则电网中的视在功率用来供给用户的有功功率越大,线路的无功功率损耗越小,电网的输电损耗便越小。适当利用 10kV 配电网无功补偿装置提高配电网及用户的功率因数,不但可以充分提高供电设备效率,减少线路损失,改善电压质量,而且可以提高用户用电设备的工作效率,并为用户节约电能。例如某条 10kV供电线路,有功负荷为 3000kW,线路长 4.5km,导线型号为 LGJ.95(电阻率取 0.33D/km)。在没有加装无功补偿装置时的功率因数为 0.8。可以计算出:线路电流为 216.5A,线路电阻消耗功率为 185kW,线损率为5.83%,线路压降为 0.495kV,即母线出线电压需为 10.495kV 才能保证负荷端电压为 10kV。在加装无功补偿装置设备将功率因数提高到 0.95后,可以计算出:线路电流为 182.3A,线路电阻消耗功率 131kW,线损率为 4.20%,线路压降为 0.417kV。由此典型 10kV 线路可以看出,负荷功率因数由 0.8 提高至 0.95,其线损率可降低 1.63%。对于'个年售电量10 亿kW/h 的县级供电企业而言,1.6%的线损率,按均价 0.5元/(kW•h)计算,就是 800 万元的经济效益。因此,10kV 配电网无功补偿装置的经济效益是显而易见的。

总结:

10kV 配电网无功补偿是一项建设性的技术措施,对电网安全、优质、经济运行有及其重要作用。

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