10kV线路和用户无功补偿的应用

来源:用户上传      作者: 郭冠武

　　摘要：随着宁夏灵武农村地区用电负荷的发展及其负荷性质的变化，农网中的无功缺少越来越严重，其引起的有功损耗在网损所占的比重越来越大，作为农网规划人员必须充分认识无功补偿的重要性，在规划时给予考虑，让无功为新农网多供少损。
　　关键词：10kV 线路和用户 无功补偿 应用
　　中图分类号：TH86 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0078-01
　　
　　目前，纯居民生活用电的农村公用变已经很少了，绝大多数农村公用变的非普工业用电已占到60%以上，在农村地区由于观念和资金的不足等原因对电网无功平衡问题考虑较少，使得有的配电线路，因无功功率的传输引起的有功损耗超过了有功功率传输引起的有功损耗，因此，农网规划人员要看到这一现实，做好无功补偿电源的规划。加强新农网无功规划时应考虑的问题。
　　1、全面无功电源规划合理布局
　　(1)对农村电网的无功电源规划时，既要满足全区总的无功电力平衡，又要满足分所、分线路的无功电力平衡。
　　(2)对农村电网的无功电源规划时，供电部门补偿和用户补偿相结合，优先考虑用电单位，这主要考虑无功消耗用户在用户设备上且功率因数达到要求用户收益。
　　(3)对农村电网的无功电源规划时，集中补偿和分散补偿相结合，以分散补偿为主；变电所无功损耗30%左右，高低压配电线路上和用电设备旁边以及重点用户无功损耗70%左右。这主要是鉴于长距离输送的无功最少，最大限度地减少有功功率和电能的损耗。
　　(4)对农村电网的无功电源规划时，降损和调压相结合，以降损为主；这主要是鉴于农业和企业的多具有线路长、分支多、负荷分散、功率因数低劣、设备空载和轻载运行时间长等问题考虑的。
　　2、10kV线路无功的动态补偿
　　2.1 10kV无功电源的总量
　　可满足线路上配电变压器总励磁无功功率之需要进行补偿；但为了避免在配电变压器空载或轻载时，造成过补偿或者为避免在10kV线路非全相运行时易产生铁磁谐振，可考虑0.95-0.97的安全系数，即
　　QC=（0.95-0.97）I%/100Sel
　　试中 I%-------变压器的空载电流
　　 Sel------------变压器的容量
　　在农村电网中10kV线路所带的配电变压器较多（宁夏灵武45台），为了方便可取其加权平均数。
　　2.2 电容器安装地点的确定
　　当线路只装设1组电容器时，安装点宜选定在距10kV线路首段2/3处。
　　当线路装设2组电容器时，第1组安装点宜选定在距10kV线路首段2/5处；第2组安装点宜选定在距10kV线路首段4/5处，各组补偿容量为线路补偿总容量的一半。
　　当线路装设3组电容器时，第1组安装点宜选定在距10kV线路首段2/7处；第2组安装点宜选定在距10kV线路首段4/7处，第3组安装点宜选定在距10kV线路首段6/7处，各组补偿容量为线路补偿总容量的1/3。
　　分散补偿的组数多时补偿的效果要好，但维护量增大且增加了线路的故障点，建议安装在交通方便、便于维护检修且靠近村庄或农村配电室的周围。
　　2.3 10kV线路无功自动补偿装置的选择
　　随着功能的完善和技术的成熟，市场上有整体箱式无功自动补偿装置。它通过多种传感器采集线路信息，经过处理加以利用。
　　(1)单投单切无功自动补偿装置：指一台开关，接一组补偿器。比较适合线路无功量相对稳定的单级阶梯式变化情况，补偿容量不宜过大，一般适用于线路无功缺额在500kvar以下，电容器配置在60%-70%，即350kvar以下。
　　(2)双投双切无功自动补偿装置：双投双切，指两台开关，各接一组补偿器，根据需要和指令分别动作。这种补偿装置是为了适应线路无功缺额较大，无功起伏变化多阶梯的情况，在技术上又提升了一个档次。由两组电容器、两组开关、电压互感器、电流互感器及控制器等组成，其补偿量可达线路无功缺额的80%以上，控制器功能更强，对数据运算和判定执行能力要求更高。
　　(3)控制模式：建议选择以“无功+电压”作为主控制模式，它即实时无功变化进行补偿，又利用电压高低作为保护门限的根据，设备组成中是否采用电压互感器，是判别产品是否采用“无功+电压”作为主控制模式的主要标志。
　　3、用户设备的无功就地补偿的应用
　　以某纸业生产线10kV电动机回路的实际参数，计算需要装设无功补偿装置的容量。
　　电动机参数：P=630kW,cosφ1=0.87 η=0.94，按照提高功率因数计算所需的补偿容量，补偿后cosφ2=0.9Q=（P/η）*（tgφ1―tgφ2）=（630/0.94）*（0.567-0.484）=55.41kvar考虑到实际产品的规格，选用75 kvar的就地无功补偿装置。经返算，实际补偿后的cosφ2=0.91，符合功率因数达0.90以上的规定。
　　并联补偿装置采用带自放电电阻的三相电力电容器，并接于电动机侧，与电动机同步投切，可改善电动机启动时对电网的冲击，一次侧配置电容器专用的高压熔断器作为短路保护，配置用于操作过电压保护的氧化锌避雷器，同时配置电流互感器及高压带电显示器。
　　无功补偿装置的安装为一对一配置，故无功补偿装置安装在电动机附近，方便接线，便于运行维护工作，该类无功补偿为成套柜式设备，安装时考虑安装地点的通风散热等因素，在室内地面安装，底部距地面距离须满足规范不小于200mm的要求，并采用防止凝露污闪的安全措施。
　　4、保证无功补偿的正常运行
　　注意电容器的通用散热，不使其温度升高和局部过热，不使其过电压，使其最大运行电压不超过电容器额定电压的1.05倍，以免过电流过温发热；熔断保险额定电流<=1.3倍电容器额定电流，保证合闸涌流保险不误断，而有故障时又一定能起保护作用；坚持对电容器做例行的巡视检查以便及时发现和排除故障，坚持正常运行发挥补偿作用，消灭电容器组因各种原因而长期停用的现象。
　　参考文献
　　[1]虞忠年,等.电力网电能损耗.中国电力出版社,2000.

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