關(guān)于10kv配電線路無功補(bǔ)償問題分析

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電網(wǎng)的自動化水平得以不斷的提高，同時用電客戶的自動化水平也有一定程度的提升，這就對電源電壓的質(zhì)量提出了更高的要求。電氣設(shè)備的自動化水平越高，則越需要電網(wǎng)和功率因數(shù)的穩(wěn)定性，否則會導(dǎo)致電氣設(shè)備的使用壽命受到威脅，使電力企業(yè)的生產(chǎn)效率受到制約。針對于這個問題，電力系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償起到了非常重要的作用，對無功功率的調(diào)節(jié)則會直接使系統(tǒng)的功率因數(shù)、電壓水平和負(fù)荷平衡等受到一定的影響，所以為了更好的穩(wěn)定電壓，使功率因數(shù)得到改善，所以進(jìn)行電力系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償已成為當(dāng)前電力企業(yè)研究的重要課題。

關(guān)鍵詞：配電線路；無功補(bǔ)償；降損；控制

前言

配電網(wǎng)屬于電網(wǎng)的末端，其直接與用戶相連，將電能輸送到千家萬戶，所以在電力系統(tǒng)的產(chǎn)銷環(huán)節(jié)中，配電網(wǎng)也屬于最終的環(huán)節(jié)。由于配電網(wǎng)與千家萬戶相連，所以其分布范圍很廣，線路較長且較為復(fù)雜。這樣隨著人們用電量的不斷增加，配電網(wǎng)的負(fù)荷也在不斷的增長，這樣無功需求則會增加，從而使損耗也隨之增加，配電線路屬于損耗的大戶，所以為了降低線路的損耗，則需要對配電網(wǎng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償，從而降低線損率。目前在改善配電網(wǎng)受電端電壓質(zhì)量和降低電能損耗方面采取了許多措施，如使配電網(wǎng)的供電半徑盡可能的短、增加導(dǎo)線的線徑、選擇低損耗的配電變壓器、裝設(shè)并聯(lián)電容器等，這些措施都在一定程度上取得了節(jié)能和調(diào)壓的效果，對降低電網(wǎng)的損耗起到了積極的作用。

1 配電線路無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)

1.1 要做好配電線路無功補(bǔ)償工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理

在進(jìn)行配電線路無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，在設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格遵守相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)則。

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

1.1.2 選擇并聯(lián)電容器裝置時，要對其容量進(jìn)行控制，控制在線路配電變壓器總?cè)萘康氖种淖笥覟橐恕?/p>

1.1.3 在線路處于最小負(fù)荷時，則要控制配電線路上的電容器向變電所倒送無功的情況發(fā)生，必要時則需要裝設(shè)自動投切裝置。

1.2 無功補(bǔ)償應(yīng)注意事項(xiàng)

1.2.1 線路分散補(bǔ)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(hù)，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(yīng)采用柱上斷路器或負(fù)荷開關(guān)自動控制。

1.2.2 在進(jìn)行無功補(bǔ)償時，需要將線路分散補(bǔ)償電容器組單獨(dú)架設(shè)，同時與配電變壓器所使用的跌落式熔斷器要分開，這樣對于防止過電壓和過電流對電容器和變壓器的損壞具有非常重要的意義。

1.2.3 為了避免線路間發(fā)生貫穿性的短路，則對補(bǔ)償?shù)碾娙萜?，其中性點(diǎn)不應(yīng)直接接地。

1.2.4 在通常情況下電容器所產(chǎn)生的容抗當(dāng)與系統(tǒng)中的感抗相互匹配時，則會導(dǎo)致諧振的發(fā)生，所以需要在無功補(bǔ)償?shù)碾娙萜骰芈飞?，裝設(shè)串聯(lián)電抗器或阻尼式限流器，從而對高波揩振電流起到一定的抑制作用。

1.2.5 無功補(bǔ)償裝置應(yīng)裝設(shè)氧化鋅避雷器過電壓保護(hù)裝置。

1.2.6 當(dāng)進(jìn)行無功補(bǔ)償時，如果發(fā)生過補(bǔ)償或是電壓升高時，則會導(dǎo)致電容器和其他設(shè)備受到損壞，所以為了避免這種事情的發(fā)生，則需要在無功補(bǔ)償裝置上采用自動投切裝置。

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

2 10kv配電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)呐湓O(shè)

2.1 配電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償容量配置選擇

無功補(bǔ)償時需要按照電力分層分區(qū)實(shí)現(xiàn)就地平衡的原則，這樣在具體設(shè)計(jì)時各級電網(wǎng)管理部分則會根據(jù)本地的實(shí)際情況進(jìn)行，目前以功率因數(shù)考核指標(biāo)來進(jìn)行具體的要求。通常會在變電所內(nèi)的主變壓器10kv側(cè)接入并聯(lián)的電容器，這樣就使10kv系統(tǒng)的功率因數(shù)可以達(dá)到0.9以上，同時再通過對變壓器分接進(jìn)行調(diào)節(jié)和投切并聯(lián)電容器姐的方法來實(shí)現(xiàn)在供電高峰和低谷階段功率因數(shù)有供電電壓都能達(dá)到考核的標(biāo)準(zhǔn)。通過長期的實(shí)踐證明，對配電線路分散補(bǔ)償?shù)男б鏁哂诩须娙菅a(bǔ)償，所以可以在配電線路上分期分批 進(jìn)行柱上式并聯(lián)電容器組的安裝，這樣對于提高線路的功率因數(shù)、降低線路的損耗具有非常重要的作用，同時也使電壓的質(zhì)量有所保證，有效的提高了電壓無功調(diào)控的能力。

2.2 電容器組安裝位置的確定

對于電容器組容量優(yōu)化配置和安裝地點(diǎn)優(yōu)化選擇，許多專家學(xué)者曾進(jìn)行深入研究，分別對配電線路負(fù)荷不同分布方式提出最優(yōu)的容量配置和安裝地點(diǎn)。但在配電線路的實(shí)際運(yùn)行中，其負(fù)荷是不規(guī)則性分布的，同時存在著較多的分支和繁雜的接線，所以很難應(yīng)用一個規(guī)范的套用模式來進(jìn)行。所以對于電容器的安裝地點(diǎn)有以下要求：電容器組宜安裝在配電線主干線的1/2以上處接且近負(fù)荷密集區(qū)；當(dāng)有多組電容器時，宜分散安裝在負(fù)荷密集的分支線路上。

3 補(bǔ)償電容器的保護(hù)控制

3.1 控制原理

3.1.1 時段控制

一般情況下，將1天分為4個時段，即2個投時段，2個切時段。投切動作僅與時段有關(guān)，與線路的實(shí)時電參數(shù)無關(guān)（保護(hù)動作除外）。控制策略簡單、可靠，主要適用于負(fù)荷比較平穩(wěn)、一般時間分段的線路。

3.1.2 電壓控制

設(shè)置電壓上下限來控制裝置投切，通常應(yīng)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(shè)定可不拘泥于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電壓范圍，要根據(jù)安裝地點(diǎn)，不同線路選取。

3.1.3 時間電壓控制

該控制原理是前2種控制原理的綜合，主要適用于投入時段負(fù)荷經(jīng)常波動的場合。

3.1.4 功率因數(shù)控制

設(shè)置功率因數(shù)上下限及無功返回值對電容器組進(jìn)行控制，適用線路負(fù)荷重的場合，不適宜用在線路經(jīng)常低載的場合。其主要缺點(diǎn)是線路輕載時功率因數(shù)最低，補(bǔ)償裝置也不宜投入電容器。

3.1.5 電壓無功控制

設(shè)置電壓上下限、無功上下限及電壓返回值，對電容器組進(jìn)行控制。該方案結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，程序量比較大。主要適用于負(fù)荷變化比較頻繁，波動較大的場合。

3.2 自動控制裝置保護(hù)

自動控制裝置通常設(shè)在開關(guān)控制箱內(nèi)。結(jié)合戶外補(bǔ)償裝置的運(yùn)行特點(diǎn)及環(huán)境的特殊性，自動控制裝置應(yīng)具有基本的保護(hù)，以保證補(bǔ)償裝置安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語

配電網(wǎng)分布的范圍較廣，同時所處的實(shí)際情況也各有不同，所以在進(jìn)行無功補(bǔ)償時需要針對各地的用電特點(diǎn)來進(jìn)行，無論是集中自動補(bǔ)償還是分散補(bǔ)償，都是為了實(shí)現(xiàn)無功的最優(yōu)化配置和補(bǔ)償，所以我們應(yīng)加大對配電線路無功補(bǔ)償?shù)难芯苛Χ龋瑥亩谶b控和自動投切裝置上取得更好的進(jìn)展，從而實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1]于永源.電力系統(tǒng)分析[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]陸安定.功率因數(shù)與無功補(bǔ)償[M].上海：上?？茖W(xué)普及出版社，2004.

[3]程浩忠.電力系統(tǒng)無功與電壓穩(wěn)定性[M].北京：中國電力出版社，2004.

[4]靳龍章.電網(wǎng)無功補(bǔ)償實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，1997.

[5]王兆安.諧波抑制和無功功率補(bǔ)償[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.