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无功补偿!10kV配电线路无功补偿装置的选型安装

导读:本文是一篇无功补偿论文范文,可作为选题参考。

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(国网山东成武县供电公司,山东 菏泽 274200)

摘 要:近年来,电网建设得到了快速的发展.与此同时,工矿企业和居民对于电量的需求也越来越高,给原有的配网方式带来巨大的挑战.为了保证10kV配电线路供电的稳定性和安全性,需要在配电线路上安装无功补偿装置.文章从无功补偿装置对电网的重要性入手,对常见的无功补偿装置的选型和安装进行了探究.

关键词:10kV配电线路;无功补偿装置;无功电压;设备选型;电网建设  文献标识码:A

中图分类号:TM761  文章编号:1009-2374(2015)19-0148-02  DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/

1 配电网中无功补偿的重要性

现如今,配电网结构随着供电企业的快速发展变得日益复杂.而且电力系统的供电经济性、安全性运行也受到了用电量的提高、规模扩大的影响,使得10kV配电网的经济运行越来越接近极限的承受范围.由于上述因素的出现,使得电网的无功调节能力失去了活力,当前无功缺额紧急运行的状态下,电网会变得越来越脆弱,甚至会引发电网大面积停电事件.所以,供电企业运维管理人员要对电压无功控制给予高度的重视.无功补偿对系统电压有着巨大的影响,主要体现在以下三个方面:(1)电压会由于无功的不平衡而偏移,考虑到负荷的电压静态特性,可以得知,当一个地区的无功过剩时,会使得电压升高,相反,无功不足时电压会变低.某地区的综合负荷电压静态特性将会决定电压是降低还是升高;(2)无功负荷在配电线路中产生的电压降会随着无功电压的升高而增加,随着无功电压的降低而减小,因此无功负荷对电压降有着重要的影响.无功负荷变化越小,电压降的变化就越小,相反的若无功负荷的变化越大,电压降的变化就越大,因此无功负荷的变化对电压有着很重要的影响;(3)电网中无功潮流的流动会使得电压进行偏移,产生电压降.

配电网无功补偿装置已经成为配网管理和运行中重要的研究方向,具有非常重要的现实意义和理论意义.

2 无功电压装置的类型

在电网系统运行中,电网需要向一些设备提供有功功率,这些设备称为感性负荷,包括变压器、电动机等.电网感性负荷提供的无功功率可以通过同步调相机等无功设备进行补偿.因为配电线路中无功功率的流动变小,配电线路和变压器所消耗的功率也会随之降低.并且电压保持在一定的范围之内,供电质量得到了保证、电压变得稳定,整个电网系统运行变得更加安全经济.在配网正常运行过程中无功补偿起到了很重要的作用.无功补偿设备主要有变压器、并联电容器、同步调相机、静止无功补偿器(SVC)、并联电抗器等.下面对各无功补偿设备进行了简略叙述:

2.1 并联电容器

作为电力系统无功补偿的重要设备,并联电容器在对电网和用户进行无功补偿和控制,并联电容器的作用在电压水平比较低的时候效果较差,因为它虽然可以减少无功电流损耗但是不能使电压下限减少.并联电容器的特点是便于安装、便于维护同时投资较少、功耗

较小.

2.2 有载调压变压器(简称OLTC)

有载调压变压器是一种无功负荷,对电网中的无功功率进行消耗,因此无法作为无功电源.有载调压变压器不仅影响变压器两侧的无功功率的分布,而且对变压器两侧的电压状况也产生改变.当分接头下降时,无功功率的流量减少,两侧电压随之降低.相反的,当分接头上升时,分接头中无功功率的流量增加.

2.3 同步调相机

同步发电机作为电源为无功功率电源提供能量,同步调相机可以根据配电网上的无功功率的情况进行补偿和控制.对于配电网上的无功功率较低时,同步调相机便可以作为一个电源向配电网络上提供无功功率,而当配电线路上无功功率过高时,同步调相机则会对功率进行控制.同步调相机通过对配电线路上的无功功率进行吸收,以使得配网电压降低或通过向配电线路上面释放无功负荷来使配电线路上的电压升高,以最终实现对配电线路上无功功率和电压的控制.

电力系统的优化是对发电机的端电压、无功补偿设备和有载调压器分接头进行确定.但前提是满足系统负荷要求以及满足各类约束条件,最终达到配网的损耗最小等一系列综合的优化问题.由此可见,无功补偿设备在配网无功补偿方面具有非常重要的意义,处于不可被替代的地位.

3 无功补偿装置的选型和安装要点

电力系统无功补偿具有非线性、离散性与连续性相混合、规模大、区域性和多负荷水平等特点.在对无功补偿装置进行选型和安装时要注意:(1)无功补偿装置的规模较大,电力系统节点数N比较大,约束个数约为3N,变量个数约为2N;(2)无功补偿装置具有区域性,电力系统无功补偿与控制是一个区域性问题,研究的只是局面.电压水平主要是由区域内的发电机和无功补偿设备所决定的,电压稳定性通常仅取决于区域内的无功平衡状况;(3)无功补偿装置具有多负荷水平,由于电力系统的负荷水平不尽相同,负荷水平分为单一和多数两种,对于多负荷的系统要求采用单一补偿方式不能满足电网正常运行.因此,要针对不同的情况,选择适合实际的无功补偿方式.

对配电站进行集体补偿功率,是不同级别的无功,这样在配电站实施集体补偿功率的意义在于使配网的相关功率参数增加,从而使网络终端的母线电压得到完善,补偿主变压器的相关损耗以及一些较高电压线路的亏耗.这类无功补偿的设备通常在特定电压(10kV)的母线进行安装,这样做的好处就是易于维护管理,不足之处在于这类无功补偿的形式对降低损耗所起到的作用相对小一些.

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对配电线路采取一定的无功补偿措施,主要是在一些线杆和线塔上配置相关的电容,从而起到补偿线路无功的作用.进行补偿的节点不应该太多,监管和处理形式应尽可能简单,补偿的电容容量也应该根据情况合理的选择,与此同时,维护也要尽量简单,一般采用熔断器进行过流保护以及避雷器进行过压保护措施.这类无功补偿的形式为相关线路以及配变的实施供应所需的无功,易于运维人员监督管理,而且所需资本较小,盈利也相对较快.此类无功补偿一般使用在低功率因子且具有较高负荷的线路上.不过由于此类方式使用的是固定补偿,因此适应不同环境的能力相对较差,而且存在补偿的力度不充分等问题.

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采取随机无功补偿的方式,此类方式是把电压较低的电容器和电动机并联起来,然后经由把控、监管设备和电动机一起进行投切的补偿方法.这类方法经由其无功进行补偿,从而降低线路的亏损,而且增加了相关电动机的输出.随机无功补偿的好处在于相关装置工作的时候,此类设备开始运行,设备装置不工作时,补偿设备也停止运行.这样一来,所需资本就较少,易安置,监管维护也相对容易,而且发生事故的概率也大大

减少.

4 结语

随着我国供电企业的快速发展,社会上对于电量的需求越来越大,10kV配电线路上的供电压力也与日俱增,针对10kV配电线路运行的稳定性和安全性,无功补偿装置的应用具有重要的意义.本文在对无功补偿装置进行了分析和描述后,对其选型和安装进行了探究,针对配电线路上不同的无功补偿需求,选择合适的无功补偿装置,以适应10kV配电网的安全稳定运行.

参考文献

[1] 高宇英,刘乾业.智能型低压无功补偿装置若干问题的探讨[J].电力电容器,2002,(2).

[2] 陈志博.几种常见无功补偿装置的基本原理及其仿真[J].大功率变流技术,2009,(3).

[3] 江苏南自华力通电力自动化有限公司.电力自动化专业简介[S].2012.

[4] 余贻鑫,陈礼艾.电力系统的安全性和稳定性[M].北京:科学出版社,2002.

作者简介:邹新军(1969-),国网山东成武县供电公司工程师,研究方向:电力工程技术.

(责任编辑:蒋建华)

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