無功補償?shù)囊饬x

潘 磊 劉 敏

摘要:近年來,隨著電網(wǎng)的進一步完善,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電規(guī)模不斷擴大,用電量的日益增長和用電結(jié)構(gòu)的變化,使得電力供需矛盾越來越突出。無功補償不僅能改善農(nóng)網(wǎng)功率因數(shù)和電壓質(zhì)量,而且可以使無功負荷就地平衡,提高農(nóng)網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平,同時降低電費支出,減輕工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的負擔,所以進行無功補償是利國利民的好事,我們應(yīng)下決心去抓,真正讓用戶得到實惠。確保補償技術(shù)合理、安全可靠,達到節(jié)約電能的目的。

關(guān)鍵詞:電網(wǎng);無功補償

現(xiàn)代電網(wǎng)中,電動機等感性負荷占據(jù)相當大比重,它們在消耗有功率的同時,也需要吸收大量無功功率。無功功率的出現(xiàn)不僅導致發(fā)電機出力下降,降低了輸配電設(shè)備效率,而且還增大了網(wǎng)損,嚴重影響供電質(zhì)量。電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和電能質(zhì)量與無功功率有重大的關(guān)系。無功功率是電力系統(tǒng)一種不可缺少的功率,大量的感性負荷和電網(wǎng)中的無功功率損耗,要求系統(tǒng)提供足夠的無功功率,否則電網(wǎng)電壓將下降,電能質(zhì)量得不到保證。同時,無功功率的不合理分配,也將造成線損增加,降低電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。

無功功率從何而來?顯然,發(fā)電機提供的無功功率相對負荷和網(wǎng)絡(luò)對無功功率的需求來說只是"杯水車薪",僅僅依靠發(fā)電機提供無功功率也是極不經(jīng)濟的。無功功率最主要的來源是利用各種無功補償設(shè)備在電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行無功補償。因此,無功補償是電力系統(tǒng)的重要組成部分,它是保證電能質(zhì)量和實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)手段。

隨著人民生活水平提高,低壓用戶,特別是住宅用戶的用電量大幅增長,導致線路末端電壓遠低于允許范圍,洗衣機、空調(diào)等非照明負荷難以正常工作,并對電器設(shè)備造成巨大危害。同時,由于新增電氣負載大量采用電動機、壓縮機等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和電力電子裝置,對無功功率需求很大,因而導致小區(qū)內(nèi)部線路損耗顯著增大。

解決這一問題,目前主要措施是增容,即擴大變壓器和配電線路容量,從而提高供電能力。但是,增容一方面投資大,施工工程量大,周期長,另一方面由于末端無功仍需由低壓側(cè)集中補償系統(tǒng)提供,輸電線路利用效率仍然較低。因此,有效減小線路無功電流,不僅增大了有功輸送能力,而且有利于降低變壓器低壓側(cè)到末端負荷間的線路損耗,改善末端電壓質(zhì)量。研究開發(fā)線路終端用無功功率補償裝置具有明確的經(jīng)濟意義和社會效益。

1無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t

從電力網(wǎng)無功功率消耗的基本狀況可以看出,各級網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無功功率,尤以低壓配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗,提高輸配電設(shè)備的效率,無功補償設(shè)備的配置,應(yīng)按照"分級補償,就地平衡"的原則,合理布局。

1.1總體平衡與局部平衡相結(jié)合,以局部為主

1.2電力部門補償與用戶補償相結(jié)合

在配電網(wǎng)絡(luò)中,用戶消耗的無功功率約占50%～60%,其余的無功功率消耗在配電網(wǎng)中。因此,為了減少無功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送,要盡可能地實現(xiàn)就地補償,就地平衡,所以必須由電力部門和用戶共同進行補償。

1.3分散補償與集中補償相結(jié)合,以分散為主

集中補償,是在變電所集中裝設(shè)較大容量的補償電容器。分散補償,指在配電網(wǎng)絡(luò)中分散的負荷區(qū),如配電線路,配電變壓器和用戶的用電設(shè)備等進行的無功補償。集中補償,主要是補償主變壓器本身的無功損耗,以及減少變電所以上輸電線路的無功電力,從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。但不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。因為用戶需要的無功通過變電所以下的配電線路向負荷端輸送。所以為了有效地降低線損,必須做到無功功率在哪里發(fā)生,就應(yīng)在哪里補償。所以,中、低壓配電網(wǎng)應(yīng)以分散補償為主。

1.4降損與調(diào)壓相結(jié)合,以降損為主,兼顧調(diào)壓。這是針對線路長,分支多,負荷分散,功率因數(shù)低的線路,這種線路最顯著的特點是:負荷率低,線路損失大,若對此線路補償,可明顯提高線路的供電能力。

2低壓配電網(wǎng)無功補償?shù)姆椒?/p>

提高功率因數(shù)的主要方法是采用低壓無功補償技術(shù),我們通常采用的方法主要有三種:隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。

2.1隨機補償

隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接,通過控制、保護裝置與電機,同時投切。隨機補償適用于補償電動機的無功消耗,以補勵磁無功為主,此種方式可較好地限制用電單位無功負荷。隨機補償?shù)膬?yōu)點是:用電設(shè)備運行時,無功補償投入,用電設(shè)備停運時,補償設(shè)備也退出,而且不需頻繁調(diào)整補償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活,維護簡單、事故率低等。

2.2隨器補償

隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側(cè),以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配變在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功,配變空載無功是用電單位無功負荷的主要部分,對于輕負載的配變而言,這部分損耗占供電量的比例很大,從而導致電費單價的增加。

隨器補償?shù)膬?yōu)點:接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功,限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷,使該部分無功就地平衡,從而提高配變利用率,降低無功網(wǎng)損,具有較高的經(jīng)濟性,是目前補償無功最有效的手段之一。

2.3跟蹤補償

跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置,將低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶,可以替代隨機、隨器兩種補償方式,補償效果好。

跟蹤補償?shù)膬?yōu)點是運行方式靈活,運行維護工作量小,比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。但缺點是控制保護裝置復雜、首期投資相對較大。但當這三種補償方式的經(jīng)濟性接近時,應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補償方式。