配电网无功补偿技术的探讨

配电网无功补偿技术的探讨

摘要随着科技和经济的发展,人们对于电力的可靠性和高质量都有了新的要求,而目前电网系统存在着无功分布不尽合理,甚至

有的地区无功严重不足,电压普遍较低的状况,电力系统无功分布

是否合理,直接关系到电能质量的优劣,甚至直接影响电网运行的

安全性和经济性。本文介绍了无功补偿的特点和重要意义,并结合笔者自身实践对无功补偿的方式做了简要探讨。

关键词电网;无功补偿;技术

中图分类号tm7 文献标识码a 文章编号

1674-6708(2010)28-0174—02

引言

目前,我国电力工业发展迅猛,电网快速扩张,电力负荷飞快增长,电压等级越来越高,电网、发电厂以及单机容量也越来越大,电网覆盖的地理面积在不断扩大。但是,由于地理环境、燃料运输、水资源及经济发展规模等诸多因素的影响,致使电源分布不均衡,要保

证系统的稳定和优良的电能质量,就必须解决远距离输电、电压调节及无功补偿等一系列问题。

电压是电能质量的主要质量指标之一,直接影响着电网的稳定及电力设备安全运行、工农业安全生产、产品质量、线路损耗、用电单耗和人民生活用电。而无功功率是影响电压质量的一个重要因素,可以说,电压问题本质上就是无功问题,解决好无功补偿问题意义

重大。

1 无功补偿的方式

1.1 变电站纂中补偿方式

针对输电网的无功平衡,在变电站进行集中补偿。补偿装置主要是并联电容器,主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的二次电压母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点,但是这种方案对配电网的降损没有作用。

1.2 低压集中补偿方式

目前,行业较普遍采用的另外一种无功补偿方式是在配电变压器380v侧进行集中补偿。通常采用自动补偿控制器控制的低压并联电容器柜,容最在几十至几百不等,根据用户负荷水平的波动投入相应数最的电容器进行跟踪补偿。主要目的是提高专用变用户的功率因数,实现无功的就地平衡,对配电网和配电变的降损有一定作用,也有助于保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变用户承担。目前,国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切的,也有为了保证用户电压水平而以电压为依据进行控制的。这种方案虽然有助于保证用户的电能质量,但对电力系统并不可取。因为虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起,但线路的电压水平是由系统情况决定的。当线路电压基准偏高或偏低时,无功的投切量可能与实际需求相去甚远,出现无功过补偿或欠补偿。对配电系统来说,除了专用变压器之外,还有许多公用变压器。而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用

变压器。由于其通常安装在户外的杆架上,进行低压无功集中补偿则是不现实的。难于维护、控制和管理,且容易成为生产安全隐患。这样,配电网的补偿度就受到了限制。

1.3 配电线路补偿方式

由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿,使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站或发电厂来填,大量的无功沿线传输使得配电网网损仍然居高不下。因此。可以采用10kv户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上(或另行架杆)进行无功补偿,以提高配电网功率因数,达到降损升压的目的。由于杆上安装的并联电容器远离变电站,存在保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等工程问题,杆上无功优化补偿必须结合实际情况要求来进行,补偿点不能太多,控制方式应简化,补偿的容量不宜过大,接线宜简单,保护方式也应当简化。配电线路无功补偿主要是针对10kv馈线上沿线的公用变所需无功进行补偿。其有投资较小、回收快,补偿效率较高,便于管理和维护,适合于功率因数较低且负荷较重的长配电线路。

1.4 用户终端分散补偿方式

目前,电力用户的用电量大幅增长,企业、厂矿和小区等对无功需求都很大,直接对用户末端进行无功补偿,能极大降低电网的损耗

和维持网络的电压水平。对于像企业和厂矿中的电动机这些容量较大,负荷平稳且经常使用的用电设备无功负荷宜单独就地补偿,而

对于小区用户终端,其用户负荷小、波动大、地点分散、无人管理,

因此应该开发职能免维、体积小、易安装,造价低功能完善的新型低压终端无功补偿装置。用户终端分散补偿可以降低线损率,减小电压损失。改善电压质量,进而改善用电设备启动和运行条件,且能释放系统能量,提高线路的供电能力。但由于低压无功补偿通常按配电变压器低压侧最大无功需求来确定安装容量,而各配电变压器低压负荷波动的不同时性,造成大量电容器在较轻载时的闲置,降低了设备的利用率。

2 结论

从实践角度来讲,无功补偿的出发点往往放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而忽略电力系统整体角度,要通过计算全网的无功潮流,确定配电网的补偿方式、最优补偿容量和补偿地点,才能使有限的资金发挥最大的效益。另外,电容器本身具备一定的抗谐波能力,但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,并且由于电容器对谐波的放大作用,将使系统的谐波干扰更严重。因而做无功补偿时必须考虑谐波治理,在有较大谐波干扰,又需要补偿无功的地点,应考虑增加滤波装置。此外,无功例送会增加配电网的损耗,加重配电线路的负担,是电力系统所不允许的。尤其是采用固定电容器补偿方式的用户,则可能在负荷低谷时造成无功倒送,应给予足够重视。