低壓電網中無功補償技術的研究

2. 3. 2桿上無功補償方式

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

(1)補償點宜少。一條配電線路上宜采用單點補償,不宜采用多點補償。

( 2)控制方式從簡。桿上補償不設分組投切。

(3)補償容量不宜過大。補償容量太大,將會導致配電線路在輕載時過電壓和過補償現象。桿上空間有限,太多的電容器同桿架設,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電容器裝置,以降低整套補償設備的故障率。

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

( 6)防止電容器安裝后產生諧振現象。

2. 3. 3用戶終端分散補償方式

目前,在我國城鎮,低壓用戶的用電量大幅增長,企業、廠礦和小區等對無功功率需求都很大,直接對用戶末端進行無功補償,將最恰當地降低電網的損耗和維持網絡的電壓水平。GB50052—1995《供電系統設計規范》指出, 容量較大、負荷平穩且經常使用的用電設備, 無功負荷宜單獨就地補償。這樣,對于企業和廠礦中的電動機,應該進行就地無功補償,即隨機補償。針對小區用戶終端,由于用戶負荷小,波動大,地點分散,無人管理,應該開發一種新型低壓終端無功補償裝置,并能滿足智能型控制、免維護、體積小、易安裝、功能完善、造價較低等的要求。

2. 4補償容量的確定

補償容量計算:現有功率因數為cos1 ,要求提高后功率因數為cos2 ,則

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

式中: Pc a ———最大有功計算負荷, kW;

α———平均有功負荷系數;

tgφ1、tgφ2 ———補償前、后均權功率因數角的正切值。

在計算補償電力電容器的容量和個數時,應考慮到實際運行電壓可能與額定電壓不同,電容器能補償的實際容量將低于額定容量,此時需要對額定容量進行修正。電容器銘牌上的額定容量是在額定電壓時的無功容量, 如果電容器實際運行電壓不等于額定電壓,應按下式進行換算:

2. 5補償級數的選擇

補償級數(即補償電容器的分組數量)越多,補償的精度越高,但隨著補償級數的增加,裝置的成本會大幅度提高,而且箱殼的體積也會增大。綜合考慮補償精度、成本、箱體體積等因素,建議采用11級非常容量補償,前9級為等容量以滿足基本補償,后2級為小容量以提高補償精度。

2. 6投切控制方式的選擇

目前可分為三相共補和三相分補2種。三相共補是根據三相總的無功需求來投切電容器組,電容器接法為三角形。三相分補則是根據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的兩相控制方式和三相分補的三相控制方式。

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

2. 7無功補償裝置的安裝

對于箱式變在設計時應考慮無功裝置及其安裝位置,而對于公共桿變,可選用柜(箱)式低壓無功補償裝置地面式安裝,裝置的底部加升高座,以便于進線。

3結語

文中集中探討了無功補償技術對用電單位的低壓配電網的影響以及提高功率因數所帶來的經濟效益,介紹了影響功率因數的主要因素和提高功率因數的方法,討論了如何確定無功功率的補償容量和補償方式,確保補償技術經濟、合理、安全可靠,以達到節約電能的目的。

參考文獻

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