中低壓配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化解析

田曉民

摘要 文章就中低壓配電系統(tǒng)中的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)的一些實(shí)施方式和特點(diǎn)進(jìn)行論述，對(duì)目前無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在中低壓系統(tǒng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行介紹，并根據(jù)情況提出對(duì)于優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用上應(yīng)該注意的一些基本問(wèn)題，指出了實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)能夠提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，提高電網(wǎng)中的電壓質(zhì)量，達(dá)到配網(wǎng)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 無(wú)功補(bǔ)償；系統(tǒng)優(yōu)化；中低壓配電系統(tǒng)；優(yōu)化解析

中圖分類(lèi)號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）10-0172-02

1 在中低壓配電系統(tǒng)中實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化的原因

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量不斷提高，電能的應(yīng)用也日益擴(kuò)大，需求日益增長(zhǎng)，客戶(hù)對(duì)供電的質(zhì)量和電的安全性提出了更高的要求。但是隨著用電負(fù)荷的不斷增加，電量的需求不斷增加，不但影響了電力系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且也改變了電源在電力系統(tǒng)中的分布，使得系統(tǒng)中的無(wú)功分布不合理，造成局部地區(qū)電壓水平偏低，無(wú)功分布不足的情況。而隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，在這樣的供電情況下，如果系統(tǒng)再額外受到較大的干擾，系統(tǒng)就有可能在電壓薄弱的地方崩潰，影響供電。而無(wú)功補(bǔ)償這時(shí)就能作為一個(gè)重要的手段，來(lái)提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，成為電網(wǎng)建設(shè)中的一個(gè)重要的組成部分。在中低壓配電系統(tǒng)中實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化主要用就是在優(yōu)化配電系統(tǒng)中的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)一步提高系統(tǒng)中的電壓質(zhì)量和系統(tǒng)的安全運(yùn)行能力，節(jié)約能源，降低消耗，提高無(wú)功電壓自動(dòng)化控制的水平。無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)對(duì)提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平以及電網(wǎng)質(zhì)量都有非常重要的作用。

2 無(wú)功補(bǔ)償及其特點(diǎn)

1）無(wú)功補(bǔ)償就是指為了滿(mǎn)足電力網(wǎng)、負(fù)荷端電壓水平、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，在負(fù)荷端和電力網(wǎng)設(shè)置的無(wú)功電源，比如調(diào)相機(jī)、電容器等等。

2）用戶(hù)使用的低壓端的無(wú)功補(bǔ)償裝置經(jīng)常是按照用戶(hù)自己無(wú)功負(fù)荷的系數(shù)變化來(lái)自動(dòng)的進(jìn)行投切以補(bǔ)償電容器，進(jìn)而達(dá)到對(duì)電壓的動(dòng)態(tài)控制，不再需要將無(wú)功電能反送向高壓線路。當(dāng)然，如果在配電網(wǎng)里，每個(gè)用戶(hù)的低壓側(cè)都配置了足以使用的無(wú)功補(bǔ)償裝置，那么配電線路中的有功功率損失消耗就能達(dá)到最少，無(wú)功電流達(dá)到最小，達(dá)到理想中的效果。在線路中流動(dòng)的電流，當(dāng)無(wú)功電流比較小的時(shí)候，線路的壓降就會(huì)減少，電壓的波動(dòng)也會(huì)相應(yīng)的減少。在低壓配電系統(tǒng)中的無(wú)功補(bǔ)償裝置具有下面的一些優(yōu)點(diǎn)：①裝置安裝位置靈活方便。裝置的安裝對(duì)環(huán)境的要求并不高，相應(yīng)配套設(shè)備也不多，損壞時(shí)維修起來(lái)方便，安全性也比較好。②使用該裝置的投資少。因?yàn)殡妷旱牡燃?jí)比較低，所以投資也僅是同等容量高壓類(lèi)補(bǔ)償裝置的一半甚至更少。③投切靈活。該裝置能夠根據(jù)線路中無(wú)功電流的變化來(lái)自動(dòng)的對(duì)電容進(jìn)行投入或者切除，達(dá)到平衡。④與高壓補(bǔ)償裝置高投入的投切成本來(lái)說(shuō)，低壓裝置更適合普通用戶(hù)的使用。

3 低壓配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化

1）對(duì)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制的優(yōu)化方案。目前大多說(shuō)商戶(hù)和居民使用的是節(jié)能型的日光燈照明和空調(diào)等一系列感性的用電設(shè)備，使用的功率比較低。這時(shí)如果使用性能比較好的小型的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，并且將這些裝置安裝在用戶(hù)集中使用的供電箱中，就能夠構(gòu)成新的動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償優(yōu)化方案。采用這種新的改進(jìn)措施以后，能夠有效地補(bǔ)償電路中的電流從變壓器到用戶(hù)所使用的集中配電箱的這一段電路中所造成的線路損失。

2）采取就地補(bǔ)償?shù)拇胧Ｔ谟脩?hù)使用的端口采用低壓就地補(bǔ)償?shù)拇胧┦潜容^符合科學(xué)的一種無(wú)功補(bǔ)償方式，采用這種自動(dòng)控制裝置能夠提高線路中電流的功率因數(shù)，進(jìn)而達(dá)到動(dòng)態(tài)管理和無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化目的，減少電流在線路中的損耗。不然的話，即便在線路關(guān)口的功率因數(shù)非常高，線路的有功功率損耗也不會(huì)有效地降低。

3）動(dòng)態(tài)補(bǔ)償新技術(shù)的應(yīng)用推廣。①采用自動(dòng)化的控制器。在一些地區(qū)，低壓用電系統(tǒng)采用的是工業(yè)微電腦自動(dòng)化控制器來(lái)自動(dòng)的控制電容進(jìn)行投切。這樣的控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)有電壓保護(hù)，可以防止因?yàn)橄到y(tǒng)過(guò)電壓而引起的損壞電容器的情況，還能夠進(jìn)行投切限制、投切時(shí)間的設(shè)定。對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際容量也能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要臨時(shí)現(xiàn)場(chǎng)配置，在實(shí)際的使用中，我們能夠根據(jù)儀表的測(cè)量數(shù)值或者通過(guò)理論上的計(jì)算方式來(lái)確定應(yīng)該補(bǔ)償?shù)娜萘俊?yīng)用起來(lái)十分方便靈活，特別是適合低壓用戶(hù)隨機(jī)補(bǔ)償使用，能夠有效地提高用電設(shè)備的用電效率，大大降低電流在線路中的消耗。②采用智能低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置。該裝置內(nèi)部具有經(jīng)過(guò)優(yōu)化的無(wú)功補(bǔ)償程序，它可以對(duì)功率因素和投切時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可以按照用戶(hù)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，同時(shí)，可以將共補(bǔ)和分相分組補(bǔ)償集合。采用這種裝置，能夠解決電容器投入時(shí)出現(xiàn)的浪涌電流問(wèn)題，不會(huì)產(chǎn)生諧波，能夠提高中低壓配電系統(tǒng)的可靠性。

4 中壓配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化

1）中壓配電網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊恍┨攸c(diǎn)。中壓配電網(wǎng)使用無(wú)功補(bǔ)償必須注意系統(tǒng)的相關(guān)特點(diǎn)，不能因?yàn)殡娋W(wǎng)中的電壓補(bǔ)償容量小、等級(jí)低就忽視補(bǔ)償設(shè)備在系統(tǒng)中對(duì)系統(tǒng)側(cè)的一些影響。如果能夠設(shè)計(jì)一個(gè)比較完善的、合理的補(bǔ)償方案對(duì)需要降低損耗的線路進(jìn)行配置，那么電網(wǎng)系統(tǒng)得到的收益就會(huì)比分散的單純的用戶(hù)行為的無(wú)功補(bǔ)償方式多得多。中壓配電系統(tǒng)線路的分散補(bǔ)償主要是根據(jù)每一條線路的負(fù)荷選取一個(gè)到三個(gè)位于配電線路末端中心的端點(diǎn)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。在每個(gè)點(diǎn)上安裝一臺(tái)大容量的電容器。這種補(bǔ)償最主要的是對(duì)配電線路的本身以及它所在的變壓器產(chǎn)生的無(wú)功損耗進(jìn)行補(bǔ)償。它的作用主要是降低損耗，在此同時(shí)，又能夠提高電源線路的末端電壓。如果線路的電容器在固定安裝的時(shí)候不需要投切，那么容量就不宜選擇的過(guò)大，要防止線路在低谷負(fù)荷時(shí)輸送無(wú)功功率到變電站。

2）中壓配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化。在中壓配電網(wǎng)中的無(wú)功補(bǔ)償系列裝置的調(diào)整和優(yōu)化應(yīng)該依照無(wú)功負(fù)荷的相關(guān)需求進(jìn)行，這里主要包括下面的幾點(diǎn)：①增加母線的電容器。傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行優(yōu)化的方法就是在母線上添加一組或者幾組線路電容器，然后再利用斷路器來(lái)進(jìn)行電容器的投切操作。這種傳統(tǒng)的補(bǔ)償方法在進(jìn)行斷路器投切時(shí)十分的麻煩，特別是斷路器進(jìn)行頻繁操作時(shí)；不能快速對(duì)無(wú)功負(fù)荷進(jìn)行跟蹤；當(dāng)電容器分組比較少的時(shí)候，就容易發(fā)生欠補(bǔ)或者是過(guò)補(bǔ)的現(xiàn)象，而電容器分組多的時(shí)候斷路器和保護(hù)等一些附屬的設(shè)備就要相應(yīng)的增加，進(jìn)而也增大了電容器所占的面積。②使用電壓無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制技術(shù)。VQC使用“井”字型的原理進(jìn)行無(wú)功電壓控制時(shí)，測(cè)量的精度比較準(zhǔn)確，功能比較齊全，效果也很好。但是這種方法要求電容器的每段母線至少要分成兩組，不然就會(huì)失去意義；而且這種方法因?yàn)樾枰l繁的對(duì)變壓器的分解開(kāi)關(guān)以及電容器上的投切開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整，所以降低了安全性與可靠性。

5 對(duì)目前社會(huì)上中低壓無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化的認(rèn)識(shí)

中壓配電網(wǎng)中的無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)該主要對(duì)配電變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償，輔助以中壓補(bǔ)償。低壓配網(wǎng)中應(yīng)該用靜止型的無(wú)功補(bǔ)償裝置這一類(lèi)先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償手段進(jìn)行補(bǔ)償。在中壓配電中變壓器單元的電容器組在裝設(shè)時(shí)應(yīng)該以電壓作為一個(gè)約束條件，并依照無(wú)功功率進(jìn)行分組投切的系統(tǒng)控制裝置。而對(duì)于低壓電網(wǎng)的無(wú)功裝置的相關(guān)配置，在長(zhǎng)期的運(yùn)行和管理實(shí)踐中，已經(jīng)積累了一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，能夠達(dá)到最好的補(bǔ)償效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

中低壓配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而且能夠進(jìn)一步完善電網(wǎng)系統(tǒng)，減少輸電過(guò)程中電網(wǎng)的無(wú)功輸送，提高系統(tǒng)節(jié)能降耗的效果，保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平和電壓質(zhì)量。提高用電效率，降低生產(chǎn)時(shí)投入的成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]彭治桂.淺談農(nóng)村配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償[J].硅谷，2011（13）.

[2]張彤薇.無(wú)功補(bǔ)償，用電節(jié)能新方案[J].中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)報(bào)，2011.

[3]藺峰.10 kV線路的無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理[D].天津大學(xué)，2010.endprint