GWBH線路無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置在10kV配電網(wǎng)中的應(yīng)用

摘要：在電力系統(tǒng)中，10kV配電線路具有供電距離長(zhǎng)、末端電壓低、線路無功損耗大的缺點(diǎn)，這是困擾線路運(yùn)行的突出問題。針對(duì)這一問題，2012年以來，國(guó)網(wǎng)山東平度市供電公司在10kV配電線路上安裝了GWBH線路無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，有效地解決了這些問題，取得了不錯(cuò)的改進(jìn)成果。

關(guān)鍵詞：GWBH線路；無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置；10kV配電網(wǎng)；電力系統(tǒng)；線路運(yùn)行 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM714 文章編號(hào)：1009-2374（2015）33-0037-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.020

1 概述

動(dòng)態(tài)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置又叫靜止同步補(bǔ)償器，因?yàn)閯?dòng)態(tài)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的開關(guān)器件為IGBT，所以早期應(yīng)用在配電網(wǎng)中的同步調(diào)相機(jī)、電容器以及無功補(bǔ)償裝置是無法與其相提并論的。無功補(bǔ)償裝置具有無可比擬的自身優(yōu)勢(shì)，具有較低的諧波、較高的頻率以及較快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)三大特點(diǎn)。隨著我國(guó)電網(wǎng)的普及，對(duì)電力的要求提高，動(dòng)態(tài)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置在現(xiàn)代柔性交流輸電系統(tǒng)中起到的作用越來越舉足輕重。動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用在10kV配電網(wǎng)中，主要作用是補(bǔ)償電網(wǎng)中頻繁波動(dòng)的無功功率，將電網(wǎng)的功率因數(shù)很好地控制在一個(gè)范圍內(nèi)，從而提高配電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高供電網(wǎng)的供電質(zhì)量以及使用效率，其目的為降低網(wǎng)絡(luò)損耗，在延長(zhǎng)輸電線路使用壽命的同時(shí)還能提高效率。

2 GWBH無功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行原理

電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輸出的功率一般為有功功率和無功功率兩部分。所謂有功功率，就是指電網(wǎng)通過一定的操作和設(shè)備，可以直接消耗電能，然后把電能轉(zhuǎn)化為熱能、機(jī)械能、化學(xué)能或是聲能等能量，電網(wǎng)將這些能量傳輸?shù)礁鱾€(gè)所需之地；而無功功率則無需消耗電能，只是把電能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能，并且將其作為電氣設(shè)備正常運(yùn)行的必要條件，這種能還能在電網(wǎng)的運(yùn)行過程中和電能之間進(jìn)行周期性的轉(zhuǎn)換，這種能量轉(zhuǎn)換方式為無功功率。無功補(bǔ)償技術(shù)的具體操作和運(yùn)行方式是將具有容性功率以及感性功率負(fù)荷的裝置連接在同一個(gè)電路上，能量在這兩種負(fù)荷之間相互轉(zhuǎn)換，這樣容性負(fù)荷輸出的無功功率就可以補(bǔ)償感性功率感性負(fù)荷所需的無功

功率。

3 GWBH線路無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置在10kV配電網(wǎng)應(yīng)用中的節(jié)能效益

第一，供電企業(yè)可以通過增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)，減少發(fā)電、供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量和投資等措施來補(bǔ)償無功功率。例如：10kV配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，如果功率因數(shù)增加了，那么電容器的容量就會(huì)相應(yīng)的節(jié)省；反之，若是電容器的容量增加了，就相當(dāng)于增大了發(fā)、供電設(shè)備的容量，從而加大了設(shè)備的能量損耗。所以，對(duì)于一些新建或需要改建的工程，可以考慮使用無功自動(dòng)裝置，減少設(shè)計(jì)的容量，從而減少工程的成本投入。

第二，降低線損，將無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置應(yīng)用在10kV配電網(wǎng)中，會(huì)有效地提高設(shè)備的功率因數(shù)，設(shè)備的功率因數(shù)提高，線損率就會(huì)下降。功率因數(shù)是一個(gè)核心點(diǎn)，減少設(shè)計(jì)容量、投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，包括降低線損，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都有著直接的影響，因此，在10kV配電網(wǎng)中應(yīng)用GWBH無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置是迫在眉睫的。

第三，目前，我國(guó)的配電網(wǎng)絡(luò)普遍都存在無功補(bǔ)償不足、布置不合理以及城鄉(xiāng)的電網(wǎng)和局域電網(wǎng)電容器容量倒置的現(xiàn)象。10kV配電網(wǎng)對(duì)無功的需求量很大，有效地使用無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，會(huì)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功諧波，滿足電力用戶對(duì)無功的需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能損耗的目的。

4 10kV配電網(wǎng)中應(yīng)用GWBH線路動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置常見的問題

社會(huì)的發(fā)展使得企業(yè)和人們對(duì)電力的依賴度越來越高，人們對(duì)10kV配電網(wǎng)的關(guān)注度越來越高，電力企業(yè)越來越重視電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和高效率，越來越重視無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的開發(fā)和研究，尤其是GWBH無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。但是在實(shí)踐過程中，GWHB線路無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置還是存在一些問題和不足，需要不斷改進(jìn)和完善。

4.1 補(bǔ)償方式存在問題

目前，很多部門的無功自動(dòng)補(bǔ)償方式還是從用戶側(cè)出發(fā)，也就是說大多數(shù)部門只重視功率因數(shù)的控制，而不重視降低電網(wǎng)損耗。如果想提高某電力負(fù)荷的功率因數(shù)，增設(shè)一臺(tái)補(bǔ)償箱就會(huì)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)舉措對(duì)降低損耗意義不大，如果想實(shí)現(xiàn)有效地降低損耗，就必須要進(jìn)行無功潮流計(jì)算，計(jì)算出各點(diǎn)的最優(yōu)補(bǔ)償量和最佳補(bǔ)償方式，在降低損耗的同時(shí)，發(fā)揮出資金的最大效益。

4.2 諧波問題

常見的電容器都具備一些抗諧波能力，但是，若諧波的大小超過了電容器的可抗范圍，就會(huì)縮短電容器的使用壽命，使得電容器過早的損壞；除此之外，電容器還會(huì)放大諧波，所以在具體運(yùn)行過程中，還會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)受諧波的干擾更加嚴(yán)重。GWBH無功補(bǔ)償裝置在運(yùn)行的過程中，諧波比較容易干擾到控制環(huán)節(jié)，導(dǎo)致控制失靈。所以在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，有較多諧波干擾，需要補(bǔ)償無功的地方，運(yùn)維人員應(yīng)該考慮安裝濾波裝置，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是在實(shí)際操作中，這個(gè)問題常常被人們所忽略，導(dǎo)致設(shè)備損壞。

4.3 無功裝置倒送問題

在10kV配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，無功倒送這一技術(shù)的加入，會(huì)增加線路和變壓器的損耗以及線路的負(fù)擔(dān)，所以是禁止應(yīng)用的。許多無功自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的生產(chǎn)廠家在進(jìn)行產(chǎn)品銷售和推廣的時(shí)候，都會(huì)強(qiáng)調(diào)自己的產(chǎn)品不存在無功倒送的現(xiàn)象，但是裝置在實(shí)際運(yùn)用的過程中卻并非如此。接觸器控制的補(bǔ)償柜的補(bǔ)償量是三相同的；而晶閘管控制的補(bǔ)償柜，盡管三相的補(bǔ)償量可以分別調(diào)配，但是很多廠家為了節(jié)省成本，只對(duì)其中的一相進(jìn)行采樣測(cè)試，所以這種不均勻的測(cè)試方式，會(huì)由于三相負(fù)荷不對(duì)稱，而引起無功倒送。除此之外，采取固定電容器補(bǔ)償方式，在負(fù)荷處于低谷時(shí)，也會(huì)引起無功倒送現(xiàn)象，所以用戶在選擇無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮這一因素。

4.4 電壓調(diào)節(jié)的補(bǔ)償裝置引起的問題

在10kV配電網(wǎng)中，有些無功補(bǔ)償設(shè)備是根據(jù)電壓進(jìn)行無功投切量來確定的，雖然這一措施有助于維護(hù)用戶的用電安全和用電質(zhì)量，但是對(duì)于電力系統(tǒng)而言確實(shí)是不可取的。盡管無功變量的變化引起了線路電壓的上下波動(dòng)，但是實(shí)際上還是對(duì)線路的電壓狀況起到了決定作用，因此當(dāng)線路的電壓基準(zhǔn)不穩(wěn)定時(shí)，無功投切量就會(huì)和實(shí)際的需求出現(xiàn)較大的差距，甚至?xí)霈F(xiàn)無功過補(bǔ)或是欠補(bǔ)的現(xiàn)象，這些都會(huì)為電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來問題或故障。

5 GWBH無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的運(yùn)行和維護(hù)

第一，在裝置投入使用初期，應(yīng)觀察無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置是否按照設(shè)置的投切方式正常工作，同時(shí)對(duì)變電站測(cè)量關(guān)于該裝置的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，例如功率因數(shù)、電流等，如果沒有達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)或要求，就應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

第二，在裝置投入使用后，其運(yùn)行情況應(yīng)該隔一兩個(gè)月檢查一次，對(duì)各運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行電壓以及相關(guān)電流等進(jìn)行計(jì)算和檢查，同時(shí)還要檢查真空接觸器的運(yùn)行、電氣設(shè)備和線路等是否完好正常，如若發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和處理。

第三，如果運(yùn)維人員在發(fā)現(xiàn)跌落式熔斷器斷開，卻沒有找到斷開的原因，沒有進(jìn)行處理，那么在處理之前，不能再次合閘。

第四，裝置在使用過程中如需退出或是停止運(yùn)行，那么應(yīng)該按照具體的退出程序來操作，應(yīng)該先使用真空接觸器分閘再退出，嚴(yán)格禁止使用跌落式熔斷器來切除電容器，防止因操作人員的失誤而導(dǎo)致的事故。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章主要分析了GWBH線路無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置在10kV配電網(wǎng)的應(yīng)用，分析了在配電網(wǎng)中應(yīng)用無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的必要性，對(duì)現(xiàn)階段應(yīng)用過程中存在的一些問題進(jìn)行了深層次的分析，討論了無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置運(yùn)行和維護(hù)的步驟。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化的推進(jìn)，人們對(duì)電力的需求和要求越來越高，因此，就對(duì)配電網(wǎng)的供電效率和供電安全提出了更高的要求。在這種社會(huì)趨勢(shì)下，GWBH線路無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的應(yīng)用就顯得勢(shì)在必行。

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作者簡(jiǎn)介：潘清濤（1976-），男，山東平度人，國(guó)網(wǎng)山東平度市供電公司電力工程師，研究方向：10kV線路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)。

（責(zé)任編輯：陳 潔）