文档介绍：浅谈配电网无功补偿的几个问题
项目工程部:黄德松
摘要:本文结合当前关注的电网无功补偿问题,重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案特点,并通过对无功补偿应用技术的分析,提出了配电网无功补偿工程应注意问题和相关建议。
关键词:配网无功补偿分析
1. 配电网无功补偿方案比较
配电网无功补偿方案有配电变压器低压补偿(方式1) 、配电线路固定补偿(方式2) 和用电设备随机分散补偿(方式3) 。
1. 1 配电变压器低压补偿
配电变压器低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大,通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿,总补偿容量在几十至几百千乏不等。目的是提高专用变压器用户功率因数,实现无功的就地平衡,降低配电网损耗和改善用户电压质量。
配电变压器低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高、降损节能效果好。但如果配电变压器的数量多、安装地点分散,其补偿工作的投资较大,运行维护工作量大,因此要求厂家要尽可能降低装置的成本,提高装置的可靠性。
采用接触器投切电容器的冲击电流大,影响电容器和接触器的使用寿命;用晶闸管投切电容器能解决接触器投切电容器存在的问题,但明显的缺点是装置存在晶闸管功率损耗,需要安装风扇和散热器来通风与散热
,而散热器会增大装置的体积,风扇则影响装置的可靠性。
为解决这些问题,开发、研制了机电一体开关无功补偿装置。该装置采用固定补偿与分组补偿结合,以降低装置的生产成本;装置能实现分相补偿,以满足三相不平衡系统的需要。
机电开关控制使装置既有晶闸管开关的优点,又具有接触器无功率损耗的优点。试验表明,机电开关补偿装置体积小、可靠性高,能满足户外环境和长期工作需要。低压补偿装置安装地点分散、数量大,运行维护是补偿工程需要重点考虑的问题;另外,配电系统负荷情况复杂,系统可能存在谐波、三相不平衡、出现过补偿等问题。
1. 2 配电线路固定补偿
大量配电变压器要消耗无功,很多公用变压器没有安装低压补偿装置,造成很大无功缺额需要变电所或发电厂承担。大量的无功沿线传输使得配电网的网损居高难下,这种情况下可考虑配电线路无功补偿,提出了配电线路无功补偿的必要性和方法。
线路补偿是通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。由于线路补偿远离变电所,因此存在保护难配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境限制等问题。因此,线路补偿的补偿点不宜过多;控制方式应从简,一般不采用分组投切控制;补偿容量也不宜过大,避免出现过补偿现象;保护也要从简,可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压保护。
线路补偿主要提供线路和公用变压器需要的无功,工程问题关键是选择补偿地点和补偿容量。线路补偿适用于功率因数低、负荷重的长线路。线路补偿一般采用固定补偿
,因此存在适应能力差、重载情况下补偿度不足等问题。
1. 3 用电设备随机分散补偿
在10 kV 以下电网的无功消耗总量中,变压器消耗占30 %左右,低压用电设备消耗占65 %以上。由此可见,在低压用电设备上实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明,低压设备无功补偿的经济效果最佳,是值得推广的一种节能措施。
与前三种补偿方式相比,随机补偿更能体现以下优点: ①线损率可减少20 %; ②改善电压质量,减小电压损失,进而改善用电设备启动和运行条件; ③释放系统能量,提高线路供电能力。