論城市配電網中的低壓智能無功補償裝置

王宏武

(鄭州市污水凈化有限公司,河南,鄭州,450000)

論城市配電網中的低壓智能無功補償裝置

王宏武

(鄭州市污水凈化有限公司,河南,鄭州,450000)

隨著城市的經濟發展和人民生活水平的提高,大量的小區樓盤、商場、賓館、辦公樓等民用建筑在城市中大量興建,家用電器增加很快,特別是空調的大量使用,城市用電量快速增長。但是,在這些建筑場所內的用電負荷多為單相電感性負荷,其自身功率因數較低,在電網中滯后無功功率的比重較大而且波動較大。

無功補償;功率因素;配電網

1 改善電壓質量對無功功率的要求及原則

1.1 在相應電壓中確保無功功率達到平衡 這就要求要有足夠的無功功率補償容量,“以滿足不同方式下的無功功率需求。

1.2 實現無功功率的就地平衡 利用現在的自動控制技術,可以做到無功負荷的就地、就近補償,以減少電網無功功率的遠距離傳輸,減少電網的損耗,增加電網效益。

1.3 能靈活的投入 退出無功功率補償設備,及時調整運行容量。即應具有靈活的可調節性能。

1.4 要求投資少 安裝方便又能產生較好的經濟效益,安裝越靠近負載端,對用戶而言越可獲取較大的經濟效益。

2 補償方式的選擇

從理論上說,無功補償最好的方式是在哪里需要的無功,就在哪里補償,整個系統中將沒有無功電流的傳輸。但在實際電網當中這是不可能做到的。因為無論是變壓器、輸電線路還是各種負載,均會需要無功。所以實際電網當中就補償裝置的安裝位置而言有如下幾種補償方式:①變壓器集中補償;②配電線路分散補償;③負荷側集中補償;④用戶負荷的就地補償。對于低壓配網無功補償,通常采用負荷側集中補償方式,即在低壓系統 (即變壓器的低壓側)利用自動功率因數調整裝置,隨著負荷的變化,自動地投入或切除電容器的部分或全部容量。控制方式通常以功率因數為檢測量,自動控制無功功率為目標。

3 無功補償容量的確定

考慮到動力類負荷,估計配變的功率因數在0.75左右,設計在滿負荷狀態下功率因數提高到0.90。假設配變容量為 S,補償前有功功率、無功功率和功率因數角分別為 P,、Qi、和φl,補償后有功功率、無功功率和功率因數角分別為P2 Q2和φ2,Qb為需補償的容量。由此可得出應補償的容量為:Qb=Q I-Q2

=SxsillcPl-SxsincP2=Sx(0.661-0.436)=0.225S。補償百分比為:n%=Qb/S×100%=22.5%

根據電網的運行經驗可以得出,補償容量一般為變壓器額定容量的20%～30%。

4 無功補償裝置的選擇

現在低壓配電網普遍選用低壓無功補償成套裝置,它具有如下特點:①功率因數控制方便,想設多少就設多少,直觀定量。自行運行或手動投切,試驗方便隨時檢查線路是否正常。具有數字顯示,具備過壓保護、欠流保護功能;可以根據客戶要求備有通訊接口,方便配電自動化。②工作電壓范圍寬,測量靈敏度高。③裝置集成度高,體積小,安裝維護方便,外形美觀。

5 無功補償電力電容器安裝注意事項

①安裝電容器時,每臺電容器的接線最好采用單獨的軟線與母線相連,不要采用硬母線連接,以防止裝配應力造成電容器套管損壞,破壞密封而引起的漏油。②電容器回路中的任何不良接觸,均可能引起高頻振蕩電弧,使電容器的工作電場強度增大和發熱而早期損壞。③電容器安裝之前,要分配一次電容量,使其相間平衡,偏差不超過總容量的5%。④對分組補償低壓電容器,應該連接在低壓分組母線電源開關的外側,以防止分組母線開關斷開時產生的自激磁現象。⑤集中補償的低壓電容器組,應專設開關并裝在線路總開關的外側,而不要裝在低壓母線上。

6 運行中的無功補償裝置的維護和保養

①對運行的無功補償裝置的外觀巡視檢查,應按規程規定進行,如發現電容器箱殼膨脹應停止使用,以免發生故障。②電容器組投入時環境溫度不能低于 -40℃,運行時環境溫度 1小時平均不超過 40℃,2小時平均不得超過 30℃,及一年平均不得超過 20℃。如超過時,應采用冷卻 (安裝風扇)或將電容器組退出運行。③安裝地點的溫度檢查和電容器外殼上最熱點溫度的檢查可以通過水銀溫度計等進行,并且做好溫度記錄 (特別是夏季)。④無功補償裝置的工作電壓和電流,在使用時不得超過 1.1倍額定電壓和 1.3倍額定電流。⑤無功補償裝置內部應清潔、無破損、無放電痕跡,電容器外殼應清潔、不變形、無滲油等。⑥檢查接有電容器組的電氣線路上所有接觸處 (通電匯流排、接地線、斷路器、熔斷器、開關等)的可靠性。因為在線路上一個接觸處出了故障工接觸不良,甚至螺母旋得不緊,都可能使電容器損壞和使整個設備發生事故。

TN819.1

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1003-3467(2010)04-0074-01