低压电网中无功补偿技术的研究

2. 3. 2杆上无功补偿方式

由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿,补偿度受到限制。由此造成很大的无功功率缺口需要由变电站或发电厂来填,大量的无功功率沿线传输,配电网网损居高难下。因此可以把10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上的方法来进行无功补偿,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,容易出现保护不易配置,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。因此,杆上无功功率优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行:

(1)补偿点宜少。一条配电线路上宜采用单点补偿,不宜采用多点补偿。

( 2)控制方式从简。杆上补偿不设分组投切。

(3)补偿容量不宜过大。补偿容量太大,将会导致配电线路在轻载时过电压和过补偿现象。杆上空间有限,太多的电容器同杆架设,既不安全,也不利于电容器散热。

(4)接线宜简单。最好是每相只配置一台电容器装置,以降低整套补偿设备的故障率。

(5)保护方式也要简化。分别用熔丝和氧化锌避雷器分别作为过流保护和过电压保护。

( 6)防止电容器安装后产生谐振现象。

2. 3. 3用户终端分散补偿方式

目前,在我国城镇,低压用户的用电量大幅增长,企业、厂矿和小区等对无功功率需求都很大,直接对用户末端进行无功补偿,将最恰当地降低电网的损耗和维持网络的电压水平。GB50052—1995《供电系统设计规范》指出, 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。这样,对于企业和厂矿中的电动机,应该进行就地无功补偿,即随机补偿。针对小区用户终端,由于用户负荷小,波动大,地点分散,无人管理,应该开发一种新型低压终端无功补偿装置,并能满足智能型控制、免维护、体积小、易安装、功能完善、造价较低等的要求。

2. 4补偿容量的确定

补偿容量计算:现有功率因数为cos1 ,要求提高后功率因数为cos2 ,则

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

式中: Pc a ———最大有功计算负荷, kW;

α———平均有功负荷系数;

tgφ1、tgφ2 ———补偿前、后均权功率因数角的正切值。

在计算补偿电力电容器的容量和个数时,应考虑到实际运行电压可能与额定电压不同,电容器能补偿的实际容量将低于额定容量,此时需要对额定容量进行修正。电容器铭牌上的额定容量是在额定电压时的无功容量, 如果电容器实际运行电压不等于额定电压,应按下式进行换算:

2. 5补偿级数的选择

补偿级数(即补偿电容器的分组数量)越多,补偿的精度越高,但随着补偿级数的增加,装置的成本会大幅度提高,而且箱壳的体积也会增大。综合考虑补偿精度、成本、箱体体积等因素,建议采用11级非常容量补偿,前9级为等容量以满足基本补偿,后2级为小容量以提高补偿精度。

2. 6投切控制方式的选择

目前可分为三相共补和三相分补2种。三相共补是根据三相总的无功需求来投切电容器组,电容器接法为三角形。三相分补则是根据每相各自的无功需求投切电容器组,电容器接法为星形。控制方式包括三相共补的两相控制方式和三相分补的三相控制方式。

为了尽可能地减小装置的体积,简化结构,提高装置的可靠性,即将电容器按一定容量比进行分组,通过控制器的软件对这些电容器组进行排列组合投切。

2. 7无功补偿装置的安装

对于箱式变在设计时应考虑无功装置及其安装位置,而对于公共杆变,可选用柜(箱)式低压无功补偿装置地面式安装,装置的底部加升高座,以便于进线。

3结语

文中集中探讨了无功补偿技术对用电单位的低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益,介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的方法,讨论了如何确定无功功率的补偿容量和补偿方式,确保补偿技术经济、合理、安全可靠,以达到节约电能的目的。

参考文献

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