配電網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化配置方法

周慧

摘 要：配電網(wǎng)是電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分。在當(dāng)前的配網(wǎng)系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償裝置能夠有效提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率，并且是在配電線路的運(yùn)行過程中能夠有效降低無功損耗的有效措施。此外，電網(wǎng)系統(tǒng)比較密集的相關(guān)線路是造成其能源損耗較大的一大原因，無功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)的節(jié)能與平穩(wěn)運(yùn)行具有一定的阻礙性和制約性，從而保障配電網(wǎng)安全、可靠。通過對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)的現(xiàn)狀以及配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)的原理、原則進(jìn)行介紹，分析了配電網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化配置方法，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；無功補(bǔ)償；諧波；無功倒送

中圖分類號(hào)：TM714.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.158

1 無功補(bǔ)償技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 補(bǔ)償方式

當(dāng)前，也許還有許多部門認(rèn)為補(bǔ)償用戶的功率因數(shù)是目前無功補(bǔ)償?shù)淖谥妓?，也只是將配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償優(yōu)化工作重點(diǎn)放在用戶這一方。但現(xiàn)如今，電網(wǎng)系統(tǒng)比較密集的相關(guān)線路是造成其能源損耗較大的一大原因，所以，有效降低電網(wǎng)的損耗才能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)無功補(bǔ)償配置的優(yōu)化。雖然增設(shè)1臺(tái)補(bǔ)償箱可以提高用戶電力負(fù)荷的功率因數(shù)，在一定程度上可以達(dá)到降低損耗的目的，但一定要對(duì)無功潮流進(jìn)行計(jì)算，方可讓有限的投資成本充分產(chǎn)生最大的收益。

1.2 諧波危害

1.2.1 安全性

配電網(wǎng)在運(yùn)行的過程中會(huì)受到諧波危害的影響，電網(wǎng)運(yùn)行的安全性在一定程度上會(huì)大大降低。這是由于諧波電流會(huì)干擾繼電器保護(hù)的檢測(cè)回路，電路電流與電壓不能實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行，甚至可能會(huì)發(fā)生變化。這些聯(lián)動(dòng)變化又可能使得繼電保護(hù)裝置發(fā)生變動(dòng)，電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性受到影響。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)性

諧波會(huì)影響到電網(wǎng)中每個(gè)構(gòu)件的運(yùn)行，會(huì)縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低電動(dòng)機(jī)的功能，其能量損耗會(huì)受此影響而增大，電力變壓器在運(yùn)行過程中的損耗也會(huì)增加，使得設(shè)備實(shí)際使用容量降低。為了使實(shí)際使用容量能夠滿足用戶需求而使得線損增加，造成更大的浪費(fèi)。

1.3 無功倒送

在無功補(bǔ)償過程中，并不是補(bǔ)償?shù)迷蕉嘣胶?，電力系統(tǒng)中的過度補(bǔ)償會(huì)導(dǎo)致無功倒送。這是電力系統(tǒng)不允許的。因?yàn)闊o功倒送會(huì)造成線路損耗與變壓器損壞，在一定程度上加重線路的負(fù)擔(dān)。當(dāng)負(fù)荷相對(duì)較低時(shí)，采用固定的電容器補(bǔ)償方式，或者是在三相負(fù)荷沒有對(duì)稱的情況下選擇接觸器控制的補(bǔ)償柜，都會(huì)有導(dǎo)致電力系統(tǒng)無功倒送現(xiàn)象的可能。

2 配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)的原理及原則

配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)哪康木褪遣捎貌⒙?lián)無功補(bǔ)償裝置后，無功可以就地平衡。配電網(wǎng)無功補(bǔ)償具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可以保護(hù)變壓器和線路，降低損耗；②負(fù)荷供電質(zhì)量能夠得到一定的提高；③降低電氣布置難度、電氣設(shè)備維護(hù)工作量和成本，變電站整體投資降低，無功設(shè)備利用率得以提高。

無功補(bǔ)償在實(shí)際運(yùn)用過程中需遵循以下原則：①無功補(bǔ)償?shù)摹胺稚⒀a(bǔ)償，就地平衡”原則。無功功率適用于近距離輸電，在電力系統(tǒng)中，為了減少損耗，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)無功流動(dòng)。因此，分配無功功率就需要遵循“分散補(bǔ)償，就地平衡”的原則來實(shí)施。②在保證系統(tǒng)在高峰和低谷安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，電力系統(tǒng)配置的無功補(bǔ)償裝置要能夠?qū)崿F(xiàn)分層和分區(qū)的無功平衡。③各節(jié)點(diǎn)電壓要保證是合格的、滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，并且始終要有事故備用的緊急電壓容量。

3 優(yōu)化供電網(wǎng)無功補(bǔ)償策略

3.1 對(duì)供電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于供電網(wǎng)來說，合理地規(guī)劃電力線路能夠有效降低線損量。其中，比較有效且常見的規(guī)劃方式就是縮短供電半徑。根據(jù)實(shí)際操作過程中的具體用電情況，按照國家電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)政策規(guī)定嚴(yán)格地進(jìn)行，明確電流值、變壓器以及電壓值的位置。同時(shí)，還應(yīng)該控制供電網(wǎng)的供電半徑，在保證供電質(zhì)量的前提下降低線損量。另外，優(yōu)化電網(wǎng)線損量也是提升配電網(wǎng)節(jié)能效益的一個(gè)重要途徑。

3.2 及時(shí)更新、檢修配電設(shè)備

在電網(wǎng)升級(jí)與更新的實(shí)際過程中，工作人員要注意嚴(yán)格控制供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，以保證配電設(shè)備科學(xué)運(yùn)行為前提，減少線損量。對(duì)于配電變壓器的三相負(fù)荷工作而言，要想降低變壓器的荷載，就要保證其平衡性，使得配電設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性得以提升。另外，通過分析電網(wǎng)的運(yùn)行情況得知，電力系統(tǒng)中比較常見的配電設(shè)備屬于合金導(dǎo)線，要及時(shí)替代、更換現(xiàn)有的裸導(dǎo)線設(shè)備。此外，提升線路質(zhì)量的有效手段是做好技術(shù)改造工作，新型配電變壓器的采用也成為當(dāng)前比較可行的提升電力系統(tǒng)高效性的關(guān)鍵。

3.3 嚴(yán)格實(shí)施配電管理

供電單位的無功補(bǔ)償要堅(jiān)持“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”原則，將嚴(yán)密的管理制度、相應(yīng)的技術(shù)措施與組織措施相結(jié)合，并完善配電監(jiān)督管理的機(jī)制。具體表現(xiàn)為：能夠達(dá)到自動(dòng)化、選擇超載能力強(qiáng)、誤差小、精確化抄表工作、防竊電的新型電表，同時(shí)應(yīng)用新型的科學(xué)技術(shù)建立線損管理網(wǎng)，企業(yè)內(nèi)部可以實(shí)行供電線損管理責(zé)任制；采取得力的措施完善線損分析制度，供電單位領(lǐng)導(dǎo)要做到對(duì)線損管理的重視，使線損達(dá)到最小化。

3.4 無功補(bǔ)償電容器裝置的控制和保護(hù)

無功補(bǔ)償電容器的控制和保護(hù)受多種因素影響，其主要因素有補(bǔ)償容量的設(shè)定、安裝地點(diǎn)的選擇以及電容器組的選擇三方面。在對(duì)其進(jìn)行有效的控制過程中，兩種主要的控制原理是借助電壓無功和功率因數(shù)來開展。它們都能夠有效地對(duì)電容器組進(jìn)行控制，從而依據(jù)線路運(yùn)行中的具體需求狀況及時(shí)對(duì)損耗的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。現(xiàn)如今，比較常見的電容器保護(hù)方式是將某種控制設(shè)備安裝在開關(guān)控制箱中，實(shí)現(xiàn)保護(hù)無功補(bǔ)償裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語

本文通過分析、研究配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，提出了相應(yīng)的降低線損、優(yōu)化配置的策略，希望電力系統(tǒng)的工作者能夠科學(xué)、合理地規(guī)劃電網(wǎng)線路，嚴(yán)格控制配電管理的無功補(bǔ)償技術(shù)，及時(shí)更新、檢修配電設(shè)備，根據(jù)實(shí)際需要將管理和技術(shù)降損進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，選擇科學(xué)、合理的優(yōu)化措施，以可持續(xù)利用為出發(fā)點(diǎn)，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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〔編輯：劉曉芳〕