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农村电网优化无功配置技术浅析

2014-04-06刘东阳

河南科技 2014年2期
关键词:主变功率因数电容器

常 青 高 丹 刘东阳

(南召县电业局,河南 南阳 474650)

农村电网构架比较单薄,配变线路架设复杂、输送距离长,通过有针对性的优化无功配置,提高功率因数,可以有效改善电压质量,降低电网损耗,对于保证供电质量、提高供电经济效益、提高电网的输送能力和设备利用率具有重要的作用和意义。

1 无功损耗在农网系统中的主要不利影响

农村电网系统无功主要是变压器和线路产生的。当农网系统中无功电源输出的无功功率不能就地平衡时,就会影响电压质量,增加线路损耗。某座35KV 变电站的一条10KV 线路,经常性负荷约600 千瓦,线路末端有一小水电站,额定功率为200 千瓦,额定功率因数为0.8,发出200 千瓦的有功功率直接输送到这条10KV 配电线路上,这样变电站就只供出400 千瓦就可满足负荷的需求了,而小水电的功率因数在0.8 时,无功输出150千瓦即可就地平衡,10kv 线损明显减小。但是当小水电的功率因数因管理不善降到0.5 时,有功功率输出就降为125 千瓦,无功功率则升高为216.5 千乏,造成有功少输出75 千瓦,无功多输出66.5 千瓦,与功率因数0.8 相比,系统需再多送出有功,而无功多余部分向系统倒送,每天约倒送变电站无功电量1 600 千瓦时,使10KV 配电线路线损上升约2%。

2 无功补偿装置的配置现状及运用中存在的问题

按照通常的做法,无功补偿主要在配电线路和变电站按照不同方式进行实施:一是在10kV 配电线路上采取分散性就地补偿原则。在供电线路末端和大型动力用户装设分散补偿装置,结合用户端的低压补偿,可以使线损大大降低,同时有提升末端电压的作用,这样,高、低压无功补偿可以就地平衡无功。二是在变电站实行一般采用集中补偿原则。主要是应补偿主变本体对无功的需求,并结合考虑供电区内的无功潮流及配电线路和用户的无功补偿水平来确定无功补偿容量。

在实际运用中,由于农网配变线路自身的就地分散补偿,加上线路负荷的季节性和无功负荷的昼夜大幅度变化,往往使无功功率随之变化,容易出现过补偿的问题。新型变压器用电负荷最大时往往仅达到主变容量的50%-70%,如果仍按主变容量的10%-15%来配置无功补偿装置,容易出现电容器投入后过补偿,切除后又欠补偿,造成补偿装置长期闲置。另外,在农村电网中的各配电线路的负荷分布不均匀,有时某一条线路的负荷占了整个变电站负荷的50%-60%,这样全站的无功负荷也都反映在这条线路上,应适当减小集中补偿容量。如某35KV 电站主变容量5 000 千伏安,无功补偿电容的容量配备750 千瓦,运行时会经常性地过补偿,只能停用,造成电容器长期闲置。

因此,在具体的无功补偿过程中,变电站的电容器容量的优化选择是一个十分重要的问题。特别是农村电网无功补偿装置的选择应按照分散就地补偿为主,变电集中补偿为辅的方式,对于农村动力客户单台设备容量都较小,生产情况随着经济形势经常变化,可以考虑采用小容量的电容器合理进行分组配置,以避免过补偿。变电站也应根据其负荷性质采用适当的无功补偿方式和容量,使功率因数保持在0.95,在负荷低谷时,不向电网反送无功,负荷高峰时仅用电网少量无功。

3 电站无功补偿装置可根据实际情况优化的几点建议

3.1 对于城乡郊区新建35KV 电站配备无功补偿装置的容量最大应不超过主变容量的百分之十为宜。电容器的容量主要是补偿主变本体对无功的需求,因此容量选择应遵循在轻负荷时防止无功倒送和取得最大节能效果的原则。

3.2 对于建站初期负荷较小,以后负荷逐渐增大的情况,装设无载可调容电容器组。其基本原理为将电容器分成二组,通过开关或隔离开关选择投切组合,可以实现三档容量可变。随着负荷的变化,可以人工断电后改变投切组合满足某一时间段的无功平衡。例如35KV 变电站,配置9 只100 千瓦的电容器,组合成3 个300 千瓦的电容器组,利用隔离开关进行投切,这样就能够满足不同负荷情况下无功功率的平衡。

3.3 对于负荷频繁变化的场合,宜装可快速跟踪的瞬态无功补偿装置。高压瞬态无功补偿装置(也称SVC)一般都是固定补偿最大容量的电容器,同时并联一组容量可调的电抗器,通过快速调整电抗器的输出无功,从而达到无功瞬态平衡的目的。这种补偿装置可以满足短时间投切的需求,但是成本价格较高,只适用于220KV 及以上的变电站。

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