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农网现状与无功功率补偿
2006年4月24日 14:37  来源:深圳市国基电电气有限公司

 

  随着农网改造的进行及两网一价政策的实施,线路补偿的问题已受到各供电部门的重视。但是,线路补偿如何实施,怎样才能把此项工作做得更加经济合理,这个问题一直困扰着部分供电企业。我公司是生产无功补偿装置的专业厂家,我们在多年的运行实践中积累了一些宝贵的经验,现介绍如下,与大家共同分享。

一.补偿的效益

1.降低配电线路及变压器的有功损耗

  无功补偿的合理投入,相当于在线路中提供了很多就地使用的无功电源,通过电容器与感性负荷的无功交换,大大降低了供电线路的电流,从而使供电线路及变压器的铜损降低。根据线损公式:,如果按补偿前自然功率因数为0.7计算,在补偿后,将功率因数分别提高到0.95、0.98、1,则线损及变压器铜损分别下降46%、49%、51%。如此的比例是很惊人的,尤其是在农网线路较长,供电设备较差的情况下,降低线路损耗显得尤为重要。

2.提高设备的使用效率

  由于功率因数还可以表示成下述形式: ,在电压和电流一定的情况下,补偿装置的合理投入,使功率因数得到提高,增大了设备的出力,提高了设备的利用率。在有功功率一定的情况下,提高功率因数,会使系统总电流大大降低,使配电设备的容量得到释放。从农网改造看,如果补偿做的好就可以不必更换某些供电线路和变台,这样就使改造成本大为降低。在我们的工作实践中,经常遇到用户变压器的容量不足,通过无功补偿可以使变压器的容量得到充分的释放,从而有效的解决了变压器容量不足的问题,使用户得到实惠。

例如:一台315KVA的变压器,总电流为400A,补偿前功率因数cosΦ=0.7,当补偿后总电流会下降为280A。在有功功率不变的情况下,如果将功率因数从cosΦ1提高到cosΦ2,

变压器释放的容量为:

线路的传输能力增加率为:

3.改善供电质量,增加电费收入

  补偿装置的合理使用会使电压升高,在线路末端显得尤为重要;另一方面,在供电质量范围内合理的提高电压,在保证供电质量的同时会增加售电量,对供电部门增供拓销具有极大意义。粗略的讲,如电压提高10%,则有功功率会增加20%,这也就是市面上很多节能产品的制造原理。如抽油机节能装置、日光灯节能装置都是通过降压来实现的。

4.减少上级线路的投资?

  由于不能有效的设计补偿方案,至使我们的供电网在不同的供电位置重复装设补偿装置。以至于总体造价增加,利用率很差,尤其是越在高等级电压上投入补偿装置,越显得性价比差。如果能就地平衡无功功率,可以降低相应高压补偿装置的投资或撤掉相应高压补偿设备,避免重复投资。

二.补偿装置的选择

  无功补偿装置的生产厂家很多,从一般的开关柜生产企业到无功补偿装置的专业生产厂家,由于指导思想不同,所以,生产的产品也各有千秋。

  从低压线路补偿装置方面讲,现在主要差异在补偿装置的核心器件上。其重点为控制器、投切开关及电容器,下面做以简单介绍。

1.无功补偿智能控制器

  无功补偿智能控制器是补偿装置的核心器件,大多数补偿装置不能正常运行,主要由控制器引起,常见问题有:测量误差大,测量范围窄,控制电路抗干扰能力差,以基波为基础进行工作,系统存在谐波时失控,系统负荷剧烈变化时失控,易死机,工艺差,器件易损等。以功率因数做为投切信号,在系统功率因数较低、无功功率又较小的时候容易产生投切振荡,间接损坏装置的其它器件。

  我公司生产无功补偿智能控制器是集控制和监测为一体的智能化仪表。本产品采用16位单片机,通过先进的算法、三相均衡补偿和分相补偿结合的控制方式,并根据电力系统无功量的大小、功率因素的高低、电压范围及设定值实现全方位的分析和控制。 

    通过它可以对电网的电压、电流、功率、功率因素等运行参数进行长期不断的实时监测,并对监测和无功补偿数据加以存储。经数据抄表器通过RS232通讯口或有线或GPRS对其存储的数据进行抄录,运用上位计算机可以对其数据进行分析、统计及管理,从而得到被监测配电变压器的每天整点时间的三相电压、电流、功率、功率因数及每天对补偿电容的投切容量和次数,每日配电变压器的最大最小电压、电流、功率及功率因数等生成月统计报表、图形。为城乡电网改造与建设、降低线损、减少电网懂得无功损耗和合理配置电变压器的出力提供技术分析依据。

2.无功补偿智能复合开关

三相复合开关用于控制低压三相无功补偿电容的通断。复合开关的基本工作原理是将可控硅与接触器并联,使复合开关在接通和断开的瞬间具有可控硅过零投切的优点,而在正常接通期间又具有接触器开关无功耗的优点。

   三相复合开关具备无冲击、低功耗、高寿命等显著优点,可替代接触器或晶闸管开关,广泛用于低压无功补偿领域。

  单相智能复合开关是针对固态继电器以及交流接触器在电容投切中的不足而研制的。它融合了两种器件的优点,技能实现过零开通和过零关断的功能,又可保证开关导通期间无电能损耗,无浪涌。对电容和电网无冲击,是投切电容器最理想的新型复合开关。使用于三相不平衡,分相补偿。

3.无触点可控硅模块

  采用进口功率可控硅,自主研发的过零触发保护电路 实现电压过零触发,投入时无涌流,分断时不产生商压,快速投切 无触点无火花,无振动无谐波 使用寿命长达110000小时以上,免维护,适用于400V等级容性和感性负载的通断控制.

  可根据客户要求,模块负荷10-60KVAR,控制路数2-8路任意装配.

    综上所述,补偿装置的重点在于补偿精度和可靠性,用户可根据自身的经济条件来选择产品的配置。我公司承诺所有产品质保一年,这即是我们对自己产品的信心;同时也是对用户的郑重承诺。

三.补偿方案的确定:

  无功补偿是针对补偿点的无功需求来量体设计的,如果盲目的对某种规格的变压器采用固定的补偿容量和模式,就得不到最好的补偿效果和效益;另一方面也会增加投资成本。如何做好线路补偿能?根据实际情况来量体裁衣显得尤为重要。在方案制定时要仔细了解供电线路及每个台区变压器的负荷情况,并根据负荷来确定补偿容量及各补偿点所在线路的位置,这样才能最大限度降低配网线路的无功电流,达到良好的补偿效果。根据我公司的实践经验,无需在每个台区做补偿装置,通过测量及计算,在一些重要的负荷点安装补偿装置就可以很好的解决线路补偿问题。一般来讲按供电线路变台数的30%~20%安装补偿装置就可以解决整条线路补偿问题,也就是说在一条带50台配电变压器的供电线路上安装10几台补偿装置,有10几万元的投资就可以很好的解决补偿问题,从而实现良好的性价比。

  综上所述,低压补偿意义重大,相当于在系统中建立了许许多多小发电厂,不需燃料的发电厂,同时也使供电网得到更加合理的利用,假设我们在某台区合理的投入了30Kvar电容器,那么按在低压侧的无功当量计算(每投入1Kvar电容器相当于每小时为系统节省电能0.08~0.1KW),有功每年节能30×24×30×12×0.08=20736KWH,并且这种效益会一直持续下去,我国农电网络庞大,试想如果能很好的解决线路补偿问题意义是多么深远啊!

 
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