劉琦
摘 要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,電器數(shù)量急劇增加并得到了廣泛應(yīng)用,在這種情況下,不可避免的會(huì)致使電力負(fù)荷大大增加,引導(dǎo)配電線路出現(xiàn)嚴(yán)重的能源消耗現(xiàn)象,同時(shí)無功功率變化現(xiàn)象頻繁出現(xiàn),進(jìn)而嚴(yán)重影響到電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性,甚至無法保證用戶的供電質(zhì)量。本文對(duì)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)與無功補(bǔ)償
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);配電網(wǎng);無功補(bǔ)償;思考
1配網(wǎng)中無功補(bǔ)償方式
1.1在配電線路中分散安裝并聯(lián)電容器組
變電站內(nèi)對(duì)主變所需的無功進(jìn)行了補(bǔ)償,而對(duì)站外 線路及線路上的大量配變的 無功沒有作用,對(duì)于這一部分巨大的線路損耗必須采取就地?zé)o功補(bǔ)償加以解決才能真正的降低線損。但配網(wǎng)線路出線較長(zhǎng),負(fù)荷分布不均勻,如果照搬變電站的無功補(bǔ)償模式,勢(shì)必投資過大,且安裝維護(hù)不方便。如果采用固定地點(diǎn)裝固定量的電容器方法,雖然投資減少,但由于未有任何保護(hù),經(jīng)常發(fā)生電容器燒毀事故,給電網(wǎng)的運(yùn)行造成安全隱患。且由于是固定投入,隨著線路負(fù)荷的改變,極易造成過補(bǔ),從而產(chǎn)生倒送無功,不但不能降低功率因數(shù),降低線損,還造成區(qū)域內(nèi)電壓增高,燒毀運(yùn)行中的設(shè)備,因此配網(wǎng)中所需的線路無功補(bǔ)償裝置必須能自動(dòng)投切,保護(hù)可靠,造價(jià)低廉,安裝方便。
1.2在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)安裝并聯(lián)電容器。
隨著工農(nóng)業(yè),水利和城建事業(yè)的發(fā)展,大型高壓異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛,它們的功率因數(shù)一般在0.8到0.85之間,有的甚至在0.7左右,使輸配電系統(tǒng)送電能力下降,線路損耗增大,浪費(fèi)電能.通過高壓電機(jī)無功補(bǔ)償裝置與高壓異步電機(jī)并聯(lián)連接,向高壓電動(dòng)機(jī)提供勵(lì)磁所用的無功電流,以改善功率因數(shù),減輕配電變壓器的負(fù)荷,降低線路和變壓器的損耗,提高配電設(shè)備的效能,補(bǔ)償后平均功率因數(shù)達(dá)0.95以上,有明顯的節(jié)能、改善電機(jī)起動(dòng)I、運(yùn)行性能的功效。例如:本地某選礦廠,裝有6KV、630KW、8極異步電動(dòng)機(jī)4臺(tái),每臺(tái)裝設(shè)400KVAR的就地補(bǔ)償電容器裝置,裝設(shè)后功率因數(shù)由0.8上升到0.946,電流值由48A下降為40.7A,每小時(shí)可節(jié)電58.8KW.H,每年節(jié)電5.08×105KW.H,節(jié)約電費(fèi)約14萬元。缺點(diǎn)是低壓無功補(bǔ)償通常按配電變壓器低壓側(cè)最大無功功率需求來確定安裝容量,而各配電變壓器低壓負(fù)荷波動(dòng)的不同時(shí)性造成大量電容器在較輕載時(shí)閑置,設(shè)備利用率不高。
2 無功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用特點(diǎn)
無功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)的應(yīng)用中,需要注意的是,要控制好安裝設(shè)備空間、設(shè)備安裝環(huán)境、設(shè)備維護(hù)工作、施工成本和保護(hù)裝置等對(duì)周圍環(huán)境的影響。因此,在進(jìn)行無功補(bǔ)償施工安裝時(shí),要根據(jù)工程情況做好設(shè)置。無功補(bǔ)償裝置在配電網(wǎng)安裝中的注意事項(xiàng)是:(1)確定好無功補(bǔ)償在配電網(wǎng)中的容量。配網(wǎng)在進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí),要做好容量的控制,避免無功補(bǔ)償電容器由于設(shè)置過多和密度大影響散熱和安全性,因此針對(duì)配電網(wǎng)要選擇符合設(shè)計(jì)要求的電容器組。(2)明確好補(bǔ)償裝置具體的安裝位置。在對(duì)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行安裝時(shí),需要遵守的原則是無功就地均衡,并且進(jìn)行安裝時(shí),最主要的是減少主干線路上的無功電流。研究證實(shí),配電網(wǎng)每條線路上,安裝1臺(tái)無功補(bǔ)償裝置是合適的,安裝的位置應(yīng)該是負(fù)荷2/3的地方。(3)制定好無功補(bǔ)償裝置合理的接線方式。無功補(bǔ)償裝置接線的時(shí)候,要依據(jù)設(shè)計(jì)和配電網(wǎng)的要求選擇合適的接線方式,每一相接1臺(tái)電容器為最佳,這樣才能使補(bǔ)償裝置運(yùn)行中的故障率大大降低。
3配網(wǎng)電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)
3.1 系統(tǒng)概論
在長(zhǎng)期的發(fā)展過程中,堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的構(gòu)建、無功電源的應(yīng)用和無功補(bǔ)償?shù)脑黾邮篃o功功率不足不再是配網(wǎng)運(yùn)行中的主要矛盾,而電網(wǎng)無功潮流的不合理分布和大機(jī)組無功功率的不合理分配日漸凸顯。針對(duì)這種情況,從配網(wǎng)整體著手,對(duì)電網(wǎng)無功潮流和發(fā)電機(jī)機(jī)組無功功率進(jìn)行了相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制,以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié),這是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行,保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)損的有效措施和必要要求。
3.2 基本原理
自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的基本原理是利用SCDMA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的遙測(cè)遙信,并對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線分析和計(jì)算,在保證配網(wǎng)和相關(guān)電力設(shè)備安全運(yùn)行的前提下,考慮各節(jié)點(diǎn)的電壓質(zhì)量和省網(wǎng)關(guān)口的功率因數(shù),從全網(wǎng)的角度,對(duì)電壓無功進(jìn)行優(yōu)化控制,從而實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償設(shè)備的合理投入、無功分層的就地平衡和穩(wěn)定電壓,并在控制主變分解開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的配網(wǎng)優(yōu)化目標(biāo)。結(jié)合專業(yè)軟件分析和調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)的遙感、遙信、遙測(cè)和遙控功能,以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為保障,實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)內(nèi)各變電站無功補(bǔ)償設(shè)備和有載調(diào)壓裝置的集中管理和控制,最終實(shí)現(xiàn)電壓無功優(yōu)化運(yùn)行的閉環(huán)控制。
3.3 系統(tǒng)功能
自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的功能體現(xiàn)在多方面:能對(duì)全網(wǎng)電壓進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)和提升電壓質(zhì)量;能實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)調(diào)節(jié)無功補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)無功功率的分層和就地平衡;可實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行方式下的無功電壓優(yōu)化控制運(yùn)行;可在電壓合格的范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高峰負(fù)荷電壓的偏上限運(yùn)行,評(píng)估負(fù)荷電壓偏下限運(yùn)行。
4配網(wǎng)中使用無功補(bǔ)償帶來的經(jīng)濟(jì)效益
4.1 提高設(shè)備利用率
若是配網(wǎng)中的供電設(shè)備有功功率完全一致,那么隨著功率因數(shù)的增長(zhǎng),負(fù)荷電流就會(huì)相應(yīng)的減少,供電設(shè)備的儲(chǔ)備功率增加,其傳送功率的效率也就提高了,滿足用電單位不斷增長(zhǎng)的負(fù)荷需求。對(duì)于新建單位而言,無功補(bǔ)償能有效降低設(shè)備的容量,減少前期投資,并提高配網(wǎng)的功率因數(shù),反過來又減少了用電單位變壓器的容量,進(jìn)而減少了單位電費(fèi)的開支。
4.2 降低能耗
補(bǔ)償前后的輸電線路傳送有功功率P不變,P=IUcosφ,而功率因數(shù)的增加會(huì)使得補(bǔ)償后的電壓U2>補(bǔ)償前的電壓U1。為了計(jì)算的簡(jiǎn)便,我們使U1≈U2,補(bǔ)償前后的有功功率是不便的,那么:I1cosφ1=I2cosφ2,也就是說:I1/I2=cosφ2/cosφ1,進(jìn)而也就可以計(jì)算出減少的線路損耗百分?jǐn)?shù)為:(1-cosφ2/cosφ1)×100%。若補(bǔ)償前的功率因數(shù)為0.7,補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.95,那么有功損耗就可以減少45%。以吳川供電局10kV金海岸線為例,2010年有功損耗102kW,補(bǔ)償前功率因數(shù)為0.75,補(bǔ)償后功率因數(shù)為0.93,經(jīng)計(jì)算,有功損耗減少35.7kW。因此,配網(wǎng)中合理運(yùn)用無功補(bǔ)償能有效降低能耗,提高經(jīng)濟(jì)效益。
4.3 減少電費(fèi)
在電費(fèi)上,國(guó)家明文規(guī)定了不同企業(yè)的功率因數(shù)值,如果是高于規(guī)定值,那么可以減少電費(fèi),反之,電費(fèi)會(huì)相應(yīng)增加。所以說,使用無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)能有效減少電費(fèi)開支,因此,提高功率因數(shù)能為企業(yè)帶來最為直接的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí),還能有效避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而出現(xiàn)受罰情況,這又節(jié)約了一筆費(fèi)用。功率因數(shù)提高了,線路的傳輸和分配的有功功率損耗就減少了,電費(fèi)也就少了。
5結(jié)束語
總而言之,在配網(wǎng)中,合理使用無功補(bǔ)償配置技術(shù),不僅能夠提供供電效率,減少不必要的損耗。因此,相關(guān)部門及人員必須要引起重視,全面分析技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題,并采取針對(duì)性措施予以解決,進(jìn)而使無功補(bǔ)償裝置技術(shù)在配網(wǎng)中得到廣泛的使用,最終促進(jìn)電力企業(yè)有好又快的發(fā)展。
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