低壓無功補償?shù)倪\用及發(fā)展

仝光存

云南冶金云芯硅材股份有限公司

低壓無功補償?shù)倪\用及發(fā)展

仝光存

云南冶金云芯硅材股份有限公司

在當下配電網(wǎng)電力系統(tǒng)中，低壓配電網(wǎng)的主要作用是電能的有效分配，滿足人們的用電需求。從客觀角度來講，低壓配電網(wǎng)可以看作電力系統(tǒng)與用電用戶連接的紐帶，在供電系統(tǒng)中占據(jù)著十分重要的地位。但是，要想實現(xiàn)低壓配電網(wǎng)對電能的有效分配，還需要無功補償裝置的科學(xué)合理配置，以此提升供電電壓質(zhì)量，減少低壓配電網(wǎng)的網(wǎng)損，進而促進電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定化發(fā)展。基于此，本文就以低壓配電網(wǎng)無功補償裝置的發(fā)展研究為課題，對低壓配電網(wǎng)無功補償裝置的運行以及無功補償裝置的選擇類型，進行深入化探索。

低壓配電網(wǎng)；無功補償裝置；發(fā)展措施

低壓配電網(wǎng)(lowvoltagedistributionnetworks，LVDNs)作為電力供體，承載的電力受體用戶量大且雜。受規(guī)劃、運行及管理監(jiān)督工作的不到位，LVDNs線損居高不下，低電壓問題凸出。無功優(yōu)化作為LVDNs降損、提壓的關(guān)鍵技術(shù)手段業(yè)已被提上配電網(wǎng)規(guī)劃議程。傳統(tǒng)配電網(wǎng)無功優(yōu)化多針對單一負荷水平進行并聯(lián)電容器(shuntcapacitors，SCs)優(yōu)化配置，顯然無法滿足負荷時變特性的需要。此外，就地分散式無功優(yōu)化配置一旦形成，某些輕負荷節(jié)點過剩的無功容量無法轉(zhuǎn)移至無功欠缺的重負荷節(jié)點，降低了SCs的效用值，亦無法滿足負荷日益增長的需求。

1 低壓配電系統(tǒng)中無功補償?shù)姆椒?/h2>

(1)集中補償。低壓配電網(wǎng)無功補償裝置的集中補償方式，就是將補償電容器組裝設(shè)在變電站站內(nèi)母線上，進行手動或者分組形式的自動補償。當然，在實際的應(yīng)用中，還需要結(jié)合低壓配電網(wǎng)的具體應(yīng)用情況。

(2)低壓個別補償。低壓個別補償通過控制、保護無功補償裝置，并且將其與電機同時投切隨機補償，此種方式能很好的限制用電單位的無功負荷。低壓個別補償?shù)膬?yōu)點是：不需要頻繁調(diào)整補償容量，無功補償與用電設(shè)備運行同時進行，因此不會出現(xiàn)無功倒送現(xiàn)象。此外，低壓個別補償還具有配置靈活、維護簡單的優(yōu)點。

(3)高壓集中補償。高壓集中補償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10kV高壓母線上的一種補償方式。其適用于用戶遠離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負荷時，可起到減少對電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補償作用；低壓配電網(wǎng)無功補償裝置是根據(jù)負荷的大小自動投切，合理地提高了用戶的功率因數(shù)。

(4)動態(tài)無功補償。它是由可控硅控制投切電容器，這種控制方式雖然反應(yīng)速度一般僅為20ms，但是動態(tài)無功補償投切時無任何的充電電流和過電壓。

2 無功補償技術(shù)的應(yīng)用價值

在低壓供電系統(tǒng)中，采用合理的方式對電氣設(shè)施進行無功功率的補充，并且施加濾液的補償，可對低壓供電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生十分重要的影響。其不僅可促進電網(wǎng)輸送效率的提升，使諧波得到控制，而且可以確保線路電壓的穩(wěn)定，保障電網(wǎng)輸送的質(zhì)量。其主要具有三大優(yōu)勢：其一、促進線路輸送水平的提高。電網(wǎng)輸送過程中，有功率的輸送能力保持不變，在無功功率增加時，有功功率將減小，導(dǎo)致電網(wǎng)輸送效率降低。對此，工作人員可在電網(wǎng)的一端實施無功功率的補償，從而提高有功功率所占比例，有效提高電網(wǎng)的輸送效率。其二、可使電網(wǎng)電壓保持穩(wěn)定。電網(wǎng)運轉(zhuǎn)時，無功傳輸具有破壞電力用戶電壓穩(wěn)定的可能，并且也可能增加電路的損耗。對此，可施加合理的電容器于無功負荷的集中位置，并且電容器向負荷點提供無功功率的補償，能夠使低壓供電系統(tǒng)的無功補償量減少，使電網(wǎng)的總壓降損失減少。其三、提高供電質(zhì)量。供電質(zhì)量的參考依據(jù)包括用戶用電的電壓、頻率以及波度等。這有這些方面符合標準，才表示供電的質(zhì)量較好。并且，系統(tǒng)供電的電流及電壓均要與標準相符。

3 低壓供電系統(tǒng)中無功補償裝置的應(yīng)用

無功補充設(shè)備通常分為非靜態(tài)方法與靜態(tài)無功方法。就非靜態(tài)方法而言，其包含了電子機件以及電子技術(shù)，屬于一種快捷隨動裝置。一般情況下，控制器可在0.5至1個周波內(nèi)進行統(tǒng)計與取樣，控制信號的傳送需要2個工作時間。在狀態(tài)正常的基礎(chǔ)上，采用機械操作的方式，投切電容器能在20毫秒內(nèi)導(dǎo)通晶閘。從而推動電容機組的運轉(zhuǎn)。此時，必須確保晶閘管的電容器電壓為0，不然將對元件造成損壞。并且半導(dǎo)體機件需要保證不存在涌動流投切，在操作情況的情況下，將停止脈沖的激發(fā)，從而將晶閘管的交流電關(guān)閉。電容器強度在關(guān)閉的情況下其將產(chǎn)生最大的線路電壓，因而必須采取釋放電荷的方式，為下次使用提供方便。這種補償方式成本較高，然而由于其較好的性能及質(zhì)量，使該技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。就靜態(tài)無功法而言，將憑借傳統(tǒng)接觸器的動作減少接觸器的操作頻率，有效實現(xiàn)設(shè)備的保護，并且最重要的是其能確保電壓供電網(wǎng)的穩(wěn)定性，結(jié)合該方式的特征進行考慮，一般將其應(yīng)用于長期運轉(zhuǎn)的設(shè)備上。此外，無觸點無功補償裝置的應(yīng)用，其具備以下優(yōu)勢：第一、關(guān)閘涌流，有效延長使用時間。其主要因為電流過零除去技術(shù)的應(yīng)用，投切過程中不存在沖激，電流也相對比較穩(wěn)定，不會損壞其他電器模塊，有效延長其使用時間。第二、具有較高的補償精度與較高的投切效率。第三、投切方式比較先進。第四、投切振蕩及補償效果較好。第五、具有良好的發(fā)展前景。

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們用電需求量的增加，給電力系統(tǒng)的安全運行帶來較大的阻力。但是，在實際的低電壓配電網(wǎng)中，因為低壓配電網(wǎng)沒有配備無功補償裝置，因此增加了線路的輸電損耗，加重了電壓質(zhì)量問題，進而達不到電力系統(tǒng)對低壓配電網(wǎng)分配電能的安全要求。針對這一情況，要想實現(xiàn)低壓配電網(wǎng)對電能的有效分配，還需要無功補償裝置的科學(xué)合理配置，以此提升供電電壓質(zhì)量，減少低壓配電網(wǎng)的網(wǎng)損，進而促進電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定化發(fā)展。

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