10kV高壓配電線路無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計算

1、10kV高壓配電線路無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計算摘要：對于降低電網(wǎng)的損耗和節(jié)能方面，配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償有著非常重要的作 用，文章首先簡述了 10kV高壓配電線路無功補(bǔ)償優(yōu)化的意義，然后分析了無功 補(bǔ)償?shù)脑瓌t和方式，最后重點探討了 10kV高壓配電線路無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計算。關(guān)鍵詞：10kV高壓配電線路；無功補(bǔ)償；優(yōu)化計算1.刖言隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，居民用電量逐漸增大，無功補(bǔ)償?shù)闹饕δ芫褪?將電能消耗降到最低，對電力網(wǎng)絡(luò)得到有效控制，使整個電力網(wǎng)絡(luò)能夠運行正常。 本文就10kV高壓配電線路無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計算進(jìn)行了分析。2.10kV高壓配電線路無功補(bǔ)償優(yōu)化的意義無功補(bǔ)償在電網(wǎng)的降損節(jié)能中起著非常重要的作用，

2、對于配電網(wǎng)來說，無功 補(bǔ)償對于配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，意義重大。當(dāng)前，在我國變電站中采用集中補(bǔ) 償為主的補(bǔ)償方式，也就是僅補(bǔ)償了變電站內(nèi)的主變所需要的無功，對于具有明 顯降損效果，投運時間長并且有效提高了線路末端電壓的線路補(bǔ)償方式并沒有得 到廣泛的應(yīng)用。在線路補(bǔ)償中，確定補(bǔ)償位置和投切方式是非常重要的。當(dāng)前， 國內(nèi)配電網(wǎng)通常采用了按電壓投切及按無功功率投切的投切形式。分析配電網(wǎng)線 路的補(bǔ)償方式及投切方式，能夠降低配電網(wǎng)的電能損耗，具有非常重要的意義。3.無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t和方式3.1無功負(fù)荷補(bǔ)償點一般按以下原則進(jìn)行確定：1）確定線路無功補(bǔ)償方案時應(yīng)遵循全面規(guī)劃、合理布局、分散補(bǔ)償、就地 平衡和集中補(bǔ)

3、償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主的原則，以提高功率因數(shù)、 損耗最小、提高末端電壓、年運行檢修費用最小等為目標(biāo)。2）配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償以配電變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償為主，以高壓補(bǔ)償為輔。 配電變壓器的無功補(bǔ)償裝置容量可按變壓器最大負(fù)載率為75%，負(fù)荷自然功率因 數(shù)為0.85考慮，補(bǔ)償?shù)阶儔浩髯畲筘?fù)荷時其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95，或按照 變壓器容量的20%40%進(jìn)行配置。3）配電線路上裝設(shè)的并聯(lián)電容器在線路最小負(fù)荷時不應(yīng)向變電站倒送無功。 如配置容量過大則必需裝設(shè)自動投切裝置。3.2配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償方式目前國內(nèi)配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償方式主要有：1）集中補(bǔ)償，通常指裝設(shè)于地區(qū)變電所或高壓供電用戶降壓變電所

4、母線上 的高壓電容器組。其優(yōu)點是易于自動投切，利用率高，維護(hù)方便，事故少，能減 少配電網(wǎng)、用戶變壓器及專供線路上的無功負(fù)荷和電能損耗。這種補(bǔ)償方式己經(jīng) 被大量使用。2）就地補(bǔ)償是指電容器直接裝于用電設(shè)備附近，與電動機(jī)的供電回路相并 聯(lián)，常用于低壓網(wǎng)絡(luò)。它使用可控硅或者機(jī)械開關(guān)作為投切開關(guān)，通過就地電壓 傳感器控制而自動地投切電容器，在其連接點通過改變流入或者吸收系統(tǒng)的無功 電流來改變系統(tǒng)的電壓。3）分散補(bǔ)償是將電容器組分別裝設(shè)在功率因數(shù)較低的車間或村鎮(zhèn)終端變配 電所高壓或低壓母線上，用來補(bǔ)償無功功率，校正功率因數(shù)常見有以下幾種方式: 高壓電容器分組安裝于城鄉(xiāng)電網(wǎng)10kV，6kV配電線路的桿架上

5、；低壓電容器安裝 于公用配電變壓器的低壓側(cè)。這種補(bǔ)償方式在變壓器低壓側(cè)的輸電線路中，分散 進(jìn)行電容器固定容量的補(bǔ)償，克服了集中固定補(bǔ)償中容量較大時的涌流過大等問 題，并能有效的增大配電線網(wǎng)的供電能力，節(jié)電效果較好。比較以上幾種方法可以知道：集中補(bǔ)償方法在變電站出線側(cè)已經(jīng)可以根據(jù)當(dāng) 地的年度負(fù)荷水平來確定的，是必不可少的補(bǔ)償方法；跟蹤補(bǔ)償、就地補(bǔ)償在降 低線損方面效果較好，但是使用的自動無功補(bǔ)償設(shè)備價格較為昂貴，維護(hù)費用高; 在10kV配電線路上進(jìn)行的分散補(bǔ)償，具有投資小、回收快、補(bǔ)償效率較高、便 于管理和維護(hù)等優(yōu)點；因此，在做好集中補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，應(yīng)將就地補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ) 償及分散補(bǔ)償結(jié)合使用。如果

6、資金不多，可以著重考慮分散補(bǔ)償；資金充裕，電 網(wǎng)巡視方便可以以就地補(bǔ)償及跟蹤補(bǔ)償為主。4.10kV高壓配電線路無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化計算4.1晶閘管投切電容器（TSC）的智能補(bǔ)償裝置這種裝備就是將微型處理器運用于TSC里面，使動態(tài)的無功補(bǔ)償成為可能， 它的核心部件就是一個控制器，這個控制器對功率因數(shù)進(jìn)行分析和測量，使數(shù)據(jù) 能夠達(dá)到清晰正確，所以能更好地對無觸點開關(guān)投切進(jìn)行控制，同時還能儲存和 顯示欠壓、過壓、功率因數(shù)的實際數(shù)據(jù)。4.2靜止無功發(fā)生器（SVG）靜止無功發(fā)生器運用了 GTO,使其成為自己的構(gòu)成部分，組成了自換相型的 變流器。如果對方法使用得當(dāng)，就能使其在對無功功率的補(bǔ)償中控制諧波電流的 產(chǎn)

7、生。它的調(diào)節(jié)速度更快，避免了較多諧波的出現(xiàn)，并且不需要大容量的儲能元 件，同時，它還能使電壓變得更穩(wěn)定，在技術(shù)方面比較全面。如果真正能夠把 SVG運用得當(dāng)，就會使無功補(bǔ)償工作變得更順利，使其在欠壓的條件下的無功調(diào) 節(jié)能力更強(qiáng)，所以應(yīng)該加強(qiáng)對其的關(guān)注度，使其能廣泛地被使用。4.3電力有源濾波器電力有源濾波器能在瞬間進(jìn)行對諧波的有效控制，使其能夠減少對電力系統(tǒng) 的危害。同時，它的響應(yīng)更加迅速，在操作中能實現(xiàn)對諧波與無功功率的動態(tài)補(bǔ) 償，并且對電網(wǎng)阻抗參數(shù)的影響也是十分小的。所以電力有源濾波器可以被廣泛 投入市場，使其真正能為電力系統(tǒng)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。4.510kV配電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)呐湓O(shè)4.5.1配

8、電線路并聯(lián)電容補(bǔ)償容量配置選擇遵照無功電力分層分區(qū)就地平衡原則，各級電網(wǎng)管理部門結(jié)合本地的具體情 況，提出功率因數(shù)考核指標(biāo)要求。嘉興地區(qū)電網(wǎng)功率因數(shù)考核指標(biāo)為：低谷時段 不高于0.97及不低于0.94，高峰時段不低于0.96，且年度高峰時段合格率不低于 95%，低谷時段合格率不低于85%。為此，嘉善配電網(wǎng)要求35110kV系統(tǒng)功率 因數(shù)不低于0.95，10kV系統(tǒng)功率因數(shù)不低于0.90。在變電所主變10kV側(cè)接入并聯(lián)電容器組，可使10kV系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到 0.9以上，并通過電壓無功綜合控制（調(diào)節(jié)變壓器分接和投切并聯(lián)電容器組）實 現(xiàn)峰、谷功率因數(shù)考核指標(biāo)合格率和供電電壓偏差合格率雙達(dá)標(biāo)。由于集

9、中電容 補(bǔ)償效益比配電線路分散補(bǔ)償差，因此，分期分批在配電線路裝設(shè)柱上式并聯(lián)電 容器組，以提高線路負(fù)荷的功率因數(shù)，降網(wǎng)節(jié)能和改善供電電壓質(zhì)量，提升配電 系統(tǒng)整體的電壓無功調(diào)控能力。4.5.2電容器組安裝位置的確定1）當(dāng)無功負(fù)荷均勻分布時，最佳補(bǔ)償容量為無功負(fù)荷的2/3,安裝地點為距 變電所全長2/3處。2）當(dāng)無功負(fù)荷為遞增分布時，其最佳補(bǔ)償容量為無功負(fù)荷的80%，安裝地 點為距變電所全長7/9處。3）當(dāng)無功負(fù)荷為遞減分布時，其最佳補(bǔ)償容量為無功負(fù)荷的62.3%,安裝地 點為距變電所全長4/9處。4）當(dāng)無功負(fù)荷為等腰三角形分布時，其最佳安裝地點距變電所全長5/9處。然而配電線路的負(fù)荷分布大多是隨機(jī)無規(guī)則的，且多分支，接線繁雜，其整 體難以套用規(guī)范模式進(jìn)行求解。但在分支路上有類似上述各種分布模式，故可把 負(fù)荷分布復(fù)雜的配電線路看成各種分布類型的組合體，提出電容器組安裝地點的 基本要求：電容器組宜安裝在配電線主干線的1/2以上處接且近負(fù)荷密集區(qū)；當(dāng) 有多組電容器時，宜分散安裝在負(fù)荷密集的分支線路上。5.結(jié)束語總之，無功補(bǔ)償技術(shù)是科技含量高，使用穩(wěn)定的補(bǔ)償設(shè)備，應(yīng)該進(jìn)行廣泛使