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珠海中英泰電氣科技有限公司
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關于10kV配電網無功補償分析

發表時間:2018-07-13 00:00

當前隨著我國電網的快速發展,配電網作為電力系統輸送的最終環節,其規模也不斷的擴大,隨著用電量需求的不斷增加,配電網的負荷也在不斷的增長,在這種情況下,配電網的損耗也隨之增加,而能通過無功補償可以有效的達到降損節能的目的。文章從配電線路無功補償的設計原則及注意事項入手,分析了10kV配電線路并聯電容補償的配設,并進一步對補償電容器的保護控制進行了具體的闡述。

配電網作為我國電力系統中重要的組成部分,其不僅點多、面廣,而且線路較長,所以多數情況下配電網的線損率都較高。而且隨著當前人們用電量的增加,配電網的負荷不斷的增加,所以其損耗率也在不斷的增大,這嚴重制約了電網運行的經濟性,所以需要通過對配電網進行合理的無功補償,從而降低其運行時的損耗,保證運行的經濟性。目前通常采取的方法有縮小配電網的供電半徑、增加導線的截面積、使用低損耗的配電變壓器等,其對提高電壓質量和降低配電網的損耗起到了一定的作用,同時也可以利用并聯電容器裝置安裝在配電線路及配電變壓器的低壓側來達到節能和調壓的效果。


1配電線路無功補償的設計原則及注意事項

1.1要做好配電線路無功補償工程設計和運行管理

1.1.1遵照無功電力分層分區就地平衡原則,在10kV或6kV配電線路上宜配置高壓并聯電容器裝置,或者在配電變壓器低壓側配置低壓并聯電容器裝置。

1.1.2進行并聯電容器裝置的選擇時,需要考慮到其容量的問題,以接近于線路配電變壓器總容量的一增為宜,不能過大。如果容量過大,則當線路處于最小負荷時,其會進行倒送無功,在這種情況下,則要進行自動投切裝置的安裝。


1.2無功補償應注意事項

1.2.1線路分散補償電容器組容量在150kVar及以下時,可采用跌落式熔斷器作控制和保護,其熔斷器的額定電流按電容器組額定電流的1.43~1.55倍選??;150kVar以上時應采用柱上斷路器或負荷開關自動控制。

1.2.2當線路分散補償電容器組與配電變壓器同臺架調時,極易發生鐵磁諧振,從而導致過電壓及過電流的產生,導致電容器和變電壓受到不同程度的損壞,所以電容器組在架設時要與配電變壓器分開,同時也不能使用同一組熔斷器。

1.2.3在進行補償電容器組接地安裝時,不能讓中性占直接接地,從而避免線路相間短路問題的發生。


1.2.4電容器容抗和系統感抗如果相互匹配的情況下則會形成諧振,從而導致高次諧波電流的產生,為了避免這一情況發生,則需要在無功補償的電容器回路上裝上串聯電抗器或阻尼式限流器,同時要保證參數的適宜,這樣可以有效的抑制高次諧波的作用。

1.2.5無功補償裝置應裝設氧化鋅避雷器過電壓保護裝置。

1.2.6無功補償裝置應采用自動投切裝置,防止過補償和電壓升高損壞電容器及其他設備。

1.2.7配電變壓器隨器補償采用桿架式安裝,其補償裝置箱底部離地面不小于1.2m。


2 10kV配電線路并聯電容補償的配設

2.1配電線路并聯電容補償容量配置選擇

在變電所主變10kV側接入并聯電容器組,可使10kV系統的功率因數達到0.9以上,并通過電壓無功綜合控制(調節變壓器分接和投切并聯電容器組)實現峰、谷功率因數考核指標合格率和供電電壓偏差合格率雙達標。由于集中電容補償效益比配電線路分散補償差,因此,分期分批在配電線路裝設柱上式并聯電容器組,以提高線路負荷的功率因數,降網節能和改善供電電壓質量,提升配電系統整體的電壓無功調控能力。


2.2電容器組安裝位置的確定

2.2.1當無功負荷均勻分布時,最佳補償容量為無功負荷的2/3,安裝地點為距變電所全長2/3處。

2.2.2當無功負荷為遞增分布時,其最佳補償容量為無功負荷的80%,安裝地點為距變電所全長7/9處。

2.2.3當無功負荷為遞減分布時,其最佳補償容量為無功負荷的62.3%,安裝地點為距變電所全長4/9處。


2.2.4當無功負荷為等腰三角形分布時,其最佳安裝地點距變電所全長5/9處。

長期以來配電線路都是具有較多的分支,而且接線也較為繁雜,其負荷分布是隨機的,沒有規則可遵守,所以對于電容器的安裝問題不能利用規范的來進行規定,應在實際安裝中將各項分布模式進行靈活運用。通常遇到負荷分布較為復雜的配電線路時,我們可以將其試為各種分布類型的集合體,從而有效的確定電容器組的安裝地點。通常在這種情況下,我們需要將電容器組安裝在配電線主的一半以上的部分,同時還要使安裝的位置接近到負荷的密集區,而對于有多組電容器需要進行安裝時,則可在各負荷密集的分支線路上進行安裝。


3補償電容器的保護控制

10kv配電線路進行無功補償時,通常會以固定補償和自動補償來進行,補償的效果實現則需要保證補償裝置正常運行,補償裝置的能否正常運行其會受到諸多因素的影響,如裝置元器件的質量、補償容量的選擇、安裝地點選擇及自動控制裝置的控制原理等,而在這其中控制原理的影響力最大,其直接決定了補償的效果及補償裝置的利用率。

3.1控制原理

3.1.1時段控制

對于負荷較為穩定的一般時間分段線路,其補償裝置的控制則可以采用時段來進行,即將一天分為四個時段,這四個時段分為二個投時段和二個切時段,而投切動作的進行與線路的參數沒有關系,只與是段有關,這種時段控制不僅簡單,而且可靠性也很高。


3.1.2電壓控制

設置電壓上下限來控制裝置投切,通常應附加1個切后再投的電壓返回值參與控制。電壓上下限的設定可不拘泥于國家標準規定的電壓范圍,要根據安裝地點,不同線路選取。

3.1.3時間電壓控制

該控制原理是前兩種控制原理的綜合,主要適用于投入時段負荷經常波動的場合。

3.1.4電壓無功控制

設置電壓上下限、無功上下限及電壓返回值,對電容器組進行控制。該方案結構較復雜,程序量比較大。主要適用于負荷變化比較頻繁,波動較大的場合。

3.2自動控制裝置保護

自動控制裝置其保護功能可以設置的較多,在應用時往往會結合戶外補償裝置的特點及特征來對一些基本保護功能進行設置,如電容器的時間保護、過電壓保護、欠壓保護、過電流保護、過流速斷保護、缺相保護和開關拒動保護等,往往會安裝在開關控制箱內。


4結束語

針對于10kV配電網所履蓋區域的用電特點來進行補償的設置。在變電站的10kV母線進行集中自動補償,但當前遙控和自動投切裝置也得到了快速的發展,所以應采取積極的態度來對其進行應用,從而實現無功的優化配置和補償。當前電網運行的安全性和經濟性受到越來越多的關注,所以無功補償作為提高電網高效運行的重要措施其重要性也不言而喻。因此在當前能源緊張的情況下,應科學合理的安排好配電網的無功補償問題,從而使電網得以安全高效的運行,實現節能降損的目標。


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