低壓電網(wǎng)中無功補(bǔ)償技術(shù)的研究

2. 3. 2桿上無功補(bǔ)償方式

由于配電網(wǎng)中大量存在的公用變壓器沒有進(jìn)行低壓補(bǔ)償,補(bǔ)償度受到限制。由此造成很大的無功功率缺口需要由變電站或發(fā)電廠來填,大量的無功功率沿線傳輸,配電網(wǎng)網(wǎng)損居高難下。因此可以把10kV戶外并聯(lián)電容器安裝在架空線路的桿塔上的方法來進(jìn)行無功補(bǔ)償,以提高配電網(wǎng)功率因數(shù),達(dá)到降損升壓的目的。由于桿上安裝的并聯(lián)電容器遠(yuǎn)離變電站,容易出現(xiàn)保護(hù)不易配置,控制成本高,維護(hù)工作量大,受安裝環(huán)境和空間等客觀條件限制等工程問題。因此,桿上無功功率優(yōu)化補(bǔ)償必須結(jié)合以下實(shí)際工程要求來進(jìn)行:

(1)補(bǔ)償點(diǎn)宜少。一條配電線路上宜采用單點(diǎn)補(bǔ)償,不宜采用多點(diǎn)補(bǔ)償。

( 2)控制方式從簡。桿上補(bǔ)償不設(shè)分組投切。

(3)補(bǔ)償容量不宜過大。補(bǔ)償容量太大,將會(huì)導(dǎo)致配電線路在輕載時(shí)過電壓和過補(bǔ)償現(xiàn)象。桿上空間有限,太多的電容器同桿架設(shè),既不安全,也不利于電容器散熱。

(4)接線宜簡單。最好是每相只配置一臺(tái)電容器裝置,以降低整套補(bǔ)償設(shè)備的故障率。

(5)保護(hù)方式也要簡化。分別用熔絲和氧化鋅避雷器分別作為過流保護(hù)和過電壓保護(hù)。

( 6)防止電容器安裝后產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。

2. 3. 3用戶終端分散補(bǔ)償方式

目前,在我國城鎮(zhèn),低壓用戶的用電量大幅增長,企業(yè)、廠礦和小區(qū)等對(duì)無功功率需求都很大,直接對(duì)用戶末端進(jìn)行無功補(bǔ)償,將最恰當(dāng)?shù)亟档碗娋W(wǎng)的損耗和維持網(wǎng)絡(luò)的電壓水平。GB50052—1995《供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》指出, 容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備, 無功負(fù)荷宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。這樣,對(duì)于企業(yè)和廠礦中的電動(dòng)機(jī),應(yīng)該進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償,即隨機(jī)補(bǔ)償。針對(duì)小區(qū)用戶終端,由于用戶負(fù)荷小,波動(dòng)大,地點(diǎn)分散,無人管理,應(yīng)該開發(fā)一種新型低壓終端無功補(bǔ)償裝置,并能滿足智能型控制、免維護(hù)、體積小、易安裝、功能完善、造價(jià)較低等的要求。

2. 4補(bǔ)償容量的確定

補(bǔ)償容量計(jì)算:現(xiàn)有功率因數(shù)為cos1 ,要求提高后功率因數(shù)為cos2 ,則

Qc = Pa v ( tgφ1 - tgφ2 ) =αPca ( tgφ1 - tgφ2 )

式中: Pc a ———最大有功計(jì)算負(fù)荷, kW;

α———平均有功負(fù)荷系數(shù);

tgφ1、tgφ2 ———補(bǔ)償前、后均權(quán)功率因數(shù)角的正切值。

在計(jì)算補(bǔ)償電力電容器的容量和個(gè)數(shù)時(shí),應(yīng)考慮到實(shí)際運(yùn)行電壓可能與額定電壓不同,電容器能補(bǔ)償?shù)膶?shí)際容量將低于額定容量,此時(shí)需要對(duì)額定容量進(jìn)行修正。電容器銘牌上的額定容量是在額定電壓時(shí)的無功容量, 如果電容器實(shí)際運(yùn)行電壓不等于額定電壓,應(yīng)按下式進(jìn)行換算:

2. 5補(bǔ)償級(jí)數(shù)的選擇

補(bǔ)償級(jí)數(shù)(即補(bǔ)償電容器的分組數(shù)量)越多,補(bǔ)償?shù)木仍礁?但隨著補(bǔ)償級(jí)數(shù)的增加,裝置的成本會(huì)大幅度提高,而且箱殼的體積也會(huì)增大。綜合考慮補(bǔ)償精度、成本、箱體體積等因素,建議采用11級(jí)非常容量補(bǔ)償,前9級(jí)為等容量以滿足基本補(bǔ)償,后2級(jí)為小容量以提高補(bǔ)償精度。

2. 6投切控制方式的選擇

目前可分為三相共補(bǔ)和三相分補(bǔ)2種。三相共補(bǔ)是根據(jù)三相總的無功需求來投切電容器組,電容器接法為三角形。三相分補(bǔ)則是根據(jù)每相各自的無功需求投切電容器組,電容器接法為星形。控制方式包括三相共補(bǔ)的兩相控制方式和三相分補(bǔ)的三相控制方式。

為了盡可能地減小裝置的體積,簡化結(jié)構(gòu),提高裝置的可靠性,即將電容器按一定容量比進(jìn)行分組,通過控制器的軟件對(duì)這些電容器組進(jìn)行排列組合投切。

2. 7無功補(bǔ)償裝置的安裝

對(duì)于箱式變?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮無功裝置及其安裝位置,而對(duì)于公共桿變,可選用柜(箱)式低壓無功補(bǔ)償裝置地面式安裝,裝置的底部加升高座,以便于進(jìn)線。

3結(jié)語

文中集中探討了無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)用電單位的低壓配電網(wǎng)的影響以及提高功率因數(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益,介紹了影響功率因數(shù)的主要因素和提高功率因數(shù)的方法,討論了如何確定無功功率的補(bǔ)償容量和補(bǔ)償方式,確保補(bǔ)償技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠,以達(dá)到節(jié)約電能的目的。

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