無功補償裝置在鶴崗礦區(qū)電網(wǎng)中的應用

鶴崗誠基水電熱力公司 供電車間 馬鳳輝

隨著工業(yè)企業(yè)的高速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對電力的需求日益增長，對供電可靠性和供電質量也提出了更高的要求。隨著鶴崗礦區(qū)負荷的不斷增加，礦區(qū)對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡進行了增容，對電力設備進行了改造，但仍無法滿足礦區(qū)用電要求，因此，礦區(qū)結合供電網(wǎng)絡的實際情況，增加了無功補償裝置，以進一步減少電能損失，增加電能利用率。

近年來，鶴崗礦區(qū)對大部分配電線路進行了設備更換、改造，線路狀況有所改善，根據(jù)水利部《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術導則》的規(guī)定和電網(wǎng)改造的技術要求，高壓供電的工業(yè)用戶和裝有負載調整的高壓供電裝置的電力用戶其功率因數(shù)應＞0.9。礦區(qū)變電所隨對設備、線路進行了改造，但由于線路較長，分支較多，線路供電半徑大，部分供電功率因數(shù)仍達不到要求。為了避免低功率因數(shù)對供電線路、設備造成負面影響，經(jīng)過計算、方案設計、評估后，礦區(qū)決定采用無功自動補償裝置對礦區(qū)配電網(wǎng)系統(tǒng)進行補償，采用集中補償和分散補償相結合的方式對輸、配電系統(tǒng)進行補償。

一、高壓電容器集中補償在變電站的具體應用及效果

2012年4月中旬，竣德變及其配出的10 kV配電線路改造工程竣工，5月份正式運行。5月份數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，當月配出總盤有功功率為569 400 kW，無功功率為441 903 kvar，功率因數(shù)為0.79，無功損耗量較大，經(jīng)過計算和設備選型，竣德變電所決定，在10 kV母線上加裝集合式高壓電容器，采用集中補償方式對母線進行補償。礦區(qū)變電所之前采用的補償電容器需要單獨的電容器室，所需空間大，維護單量大。而BAMH集合式高壓并聯(lián)電容器是由高壓真空斷路器、串聯(lián)抗電器、氧化鋅避雷器及防電線圈等設備組成的高壓并聯(lián)電容器裝置，具有裝置結構簡單、體積小、容量大、占地面積小、安裝使用方便的優(yōu)點，為全戶外式，從而大大節(jié)省了基建費用，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。竣德變電所10 kV母線投入無功補償裝置的補償效果見表1。

表1 竣德變電所10 kV 母線投入無功補償裝置的補償效果

二、配電無功補償裝置在配變上的應用及效果

在各分線配網(wǎng)中采用分散式無功補償，通過計算，給出符合優(yōu)化目標的補償點位置、補償容量和變壓器分接頭的最佳位置；要考慮補償設備的投資、折舊、電價的分時計算等因素，實現(xiàn)補償成本最小化，綜合效益最大化。配變低壓無功補償?shù)膬?yōu)點是補償后功率因數(shù)高，降損節(jié)能效果好，但由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點分散，導致補償工程投資較大，運行維護工作量大，因此配電網(wǎng)中不可能在每個配變低壓側都進行補償，配電所決定主要在額定容量大于100 kV·A的配變低壓側進行無功補償，再在桿上進行選點無功補償，使配電網(wǎng)的線損降到最小。由于配電網(wǎng)的最小負荷和最大負荷相差大，應采用可投切并聯(lián)電容器無功補償裝置進行補償?？⒌伦冸娝?0 kV配出線路安裝補償裝置后，有效解決了部分線路設備過負荷發(fā)熱引起的停電事故，提高了電能的利用率，降低了線路和變壓器中的有功功率和電能的損耗?？⒌伦冸娝?0 kV配出線路投入無功補償?shù)男Ч姳?。

表2 竣德變電所10 kV 配出線路投入無功補償?shù)男Ч?/p>

提高設備的利用率，對于原有供電設備來講，在同樣有功功率的條件下，因功率因數(shù)提高，負荷電流減少，故在向負荷傳送功率所經(jīng)過的變壓器、開關和導線等供配電設備上都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要。如果原網(wǎng)絡已趨于過載，由于功率因數(shù)的提高，導致輸送無功電流減少，使系統(tǒng)不至于過載運行，從而發(fā)揮原有設備的潛力。對企業(yè)來說，則能降低設備的容量，減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以降低所選變壓器容量。因此，使用無功補償可以減少初次投資費用。

無功補償還能能改善電壓質量，但是如果只追求改善電壓質量來裝設電容器是很不經(jīng)濟的，無功補償?shù)闹饕康氖歉纳乒β室驍?shù)，減少線損，調壓只是一個輔助作用。

三、結論

合理采用無功補償可以有效提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，有效維持系統(tǒng)的電壓水平，提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，避免大量無功的遠距離傳輸，從而降低有功網(wǎng)損，減少發(fā)電費用，這是一項投資少，收效快的節(jié)能措施。并聯(lián)補償電容器原理簡單、使用方便、運行經(jīng)濟、投資省，可以保證電壓合格率和合理的功率因數(shù)。礦區(qū)配網(wǎng)平均功率因數(shù)偏低，都有降低線損的潛力，但35 kV及以上電壓電力網(wǎng)和配電網(wǎng)無功優(yōu)化的協(xié)調配合問題有待于進一步的研究。