農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)中配電線路無功補償

1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)中配電線路無功補償摘要：本文主要就農(nóng)村電網(wǎng)中配電線路配置無功補償?shù)姆椒ㄟM行 了一系列探討，從而使之農(nóng)村電網(wǎng)的無功分層、分區(qū)、就地平衡， 提高農(nóng)網(wǎng)安全、可靠和經(jīng)濟運行水平得以實現(xiàn)。關鍵詞：農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)；無功補償；配電線路一、無功補償依據(jù)根據(jù)我國按功率因數(shù)調(diào)整電費辦法，電力系統(tǒng)電壓和無功管 理條例的規(guī)定，要求“高壓供電的工業(yè)及裝有帶負荷調(diào)整電壓設 備的用戶，功率因數(shù)為。.95以上，其他電力用戶功率因數(shù)為。.90 以上，走售和農(nóng)業(yè)用戶功率因數(shù)為0. 8以上”。用電容器補償降低了電能損耗，提高了電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。但是 這只是事物的一個方面，從另一個方面講，裝

2、設電容器以需要一定 的投資.而電容器本身也還有一定的有功損耗及電能損耗，當補償 容量增大時，這方面的支出也隨著增大，又降低了電力網(wǎng)運行的經(jīng) 濟性。綜合兩個方面的因素，按經(jīng)濟上合理的條件求出應的補償容 量，一般經(jīng)濟上合理的補償容量，可以按年計算費用最小來決定。由于農(nóng)網(wǎng)負荷變化較大，并非功率因數(shù)越高越好，從綜合經(jīng)濟效 果和防止過電壓角度考慮，采用“欠補償”，防止低谷負荷或低負 荷時的過補償而引起的過電壓現(xiàn)象。在無功負荷較集中的地方實行 就地補償，同時按網(wǎng)損徽增率或無功負荷最優(yōu)分布原則分配補償容 量，力求最佳經(jīng)濟效益。低壓電網(wǎng)功率因數(shù)：低壓電網(wǎng)在的電戍性無功負荷應用電力電容器予以就地充分補償，一般在

3、最大負荷月的月平均功率因數(shù)達到以 下標準：農(nóng)村公用配電變壓器不低于0. 85；lOOkva以上的電力用戶不低于0. 90低壓電力網(wǎng)中的無功補償按下列原則設置：固定安裝年運行時間 在1500h以上，且功率大于4. okw的異步電動機，實行就地補償, 與電動機同步投切。二、農(nóng)村電網(wǎng)無功補償優(yōu)化配置方法配電網(wǎng)無功補償包括：變電所集中補償，低壓集中補償、桿上無 功補償和用戶終端分散補償。根據(jù)就地補償原理，農(nóng)村電網(wǎng)無功補 償采用集中補償和分散補償相結合方案。集中補償是在35 / 10kv 變電所補償，分散補償就是在低壓網(wǎng)或lokv線路上補償。1 .變電所集中補償：針對輸電網(wǎng)的無功平衡，在變電所進行集 中

4、補償。補償裝置包括并取電容器、同步調(diào)相機、靜止補償器等。 生要目的是就近向配電線路前段f靠近變電所的線路）輸送無功， 改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)、提高終端變電所的電壓和補償主變壓器的 無功損耗.同時兼顧調(diào)壓。這些補償裝置一般連接在變電所的10kv 母線上或高壓供電用戶降壓變電所母線上，也包括集中裝設于電力 用戶主總配電聿低壓母線上的電容器組。補償容量通常按主變壓器 容量的15% 30%配備，具有管理容易、維護方便等優(yōu)點，但是, 由于農(nóng)網(wǎng)負荷季節(jié)性強，設備負荷率低.變電所的無功補償容量的 先擇很難適應季節(jié)性和晝夜大幅度變化的無功負荷的需要。為了使 其功率因數(shù)達到上級電網(wǎng)規(guī)定值，并防止過補償和電壓升高題

5、，必 須采用大容量無功補償裝置自動投切，在運行上勢必出現(xiàn)頻繁的操 作。又因為電容器組安裝在變電所主要是補償主變壓器本身的無功 損耗以及減少變電所以上輸電線路傳輸?shù)臒o功電力，降低供電網(wǎng)絡 的無功損耗。但它不能降低配電網(wǎng)絡的無功損耗。由于變電所以下 用戶消耗的無功功率仍然需要通過配電線路長距離輸送。為了實現(xiàn) 變電所的電壓控制。通常無功補償裝置（一般是并聯(lián)電容器組）結 合有載調(diào)壓抽頭來調(diào)節(jié)。通過兩者的協(xié)調(diào)來進行電壓/無功控制。2 .配電線路集中和分敞補償：lokv線路廣泛采用大樹干、多分 支的單向輻射供電方式。這些線路的特點是負荷率低，符合季節(jié)性 波動大，配電變壓器的平均負荷率低，供電半徑長，無功消

6、耗多， 功率因數(shù)低，線路損耗大，末端電壓質(zhì)量差。在配電線路上進行分 散補償能顯著改善線路的運行性能，降低電能損耗，提高供電網(wǎng)絡 的電壓質(zhì)量。配電線路分散補償是指把一定容量的高壓并聯(lián)電容器分散安裝 在供電距離遠、負荷重、功率因數(shù)低的lokv架空線路上，主要補 償線路上感性電抗所消耗的無功功率和配電變壓器勵磁無功功率 損耗，還可提高線路末端電壓。3 . 1配電線路無功補償確定安裝地點和裝設容量原則1）就近補償適用于線路主干線長度超過10km、超過經(jīng)濟電流密度 運行的重負荷線路、電壓質(zhì)量差的線路。2）防止輕載時向電網(wǎng)倒送無功，容量選擇以補償局部電網(wǎng)中配電 變壓器的空載損耗總值為度。3）合理選擇安裝地

7、點2 . 2配電線路無功補償：安裝位置及補償容量確定無功補償裝置 安裝地點的選擇應符合無功就地平衡的原則，盡可能減少主干線上 的尤功電流為目標。一般對于均勻分布無功負荷的配電線路，其補 償容量和安裝位置按2n/ （2n+l）（其中n為不小于1的整數(shù)）規(guī) 則，求得最優(yōu)補償方案。考慮到無功補償裝置的運行維護、補償效 益及投資回收期限，沿線的無功補償點以安裝一處為適宜，最多不 應超過兩處，可以直接連接于主干線上和較大的分支線上，每個補 償點的容量不宜超過100150kvar。配電線路上無功補償點容量應適當控制，并且在線路負荷低谷 時，不應出現(xiàn)過補償向系統(tǒng)倒送無功。負荷在線路上的分布狀況不 同，安裝地

8、點也不相同。3 .用戶分散補償：目前我縣城鎮(zhèn)低壓用戶的用電量大幅增長， 企業(yè)、廠礦、居民小區(qū)等對無功需求都很大，直接在用戶末端進行 無功補償最恰當?shù)亟档碗娋W(wǎng)的損耗和維持網(wǎng)絡的電壓水平。gb50052-1995供電系統(tǒng)設計規(guī)范指出，容量較大，負荷平 穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設備無功負荷宜單獨就地補償。故對于企業(yè)在 的電動機應該進行就地無功補償即隨機補償。針對小區(qū)用戶終端由 于用戶負荷小，波動大，地點分散，無人管理，因此應該開發(fā)一種 新型低壓終端無功補償裝置，并滿足以下要求：智能型控制，免維 護；體積小，易安裝；功能完善.造價較低。與工（一）、（二）兩種補償方式相比，用戶終端分散補償方式將更 能體現(xiàn)以下

9、優(yōu)點；線損率可減少20%；減小電壓損失，改善電壓質(zhì) 就，進而改善用電設備啟動和運行條件；釋放系統(tǒng)能量提高線路供 電能力。缺點是由于低壓無功補償通常按配電變壓器低壓側最大無 功需求來確定安裝，而各配電變壓器低壓負荷波動的不同時性造成 大量電容器在較輕載時的閑置，設備利用率不高。4.10/配電變壓器的隨機補償：配電變壓器隨機補償，是將低 壓補償電容直接安裝在配電變壓器低壓側，與配電變壓器同投同 切，用以補償配電變壓器自身勵磁無功功率損耗和感性用電設備的 無功功率損耗。4.1 隨機補償原則：10/配電變壓器的補償位置一般在出口處的 總保險后，這樣可用配電變壓器低壓繞組作為放電線圈，配電變壓 器低壓側

10、總保險作為保護。無功補償裝置的容量選擇，根據(jù)實際負 荷水平按提主功率因數(shù)的要求合理配置。隨著負荷的變化，配電壓 器隨機補償方式使用無功自動補償裝置自動投切一部分電容器組， 以達到最佳補償功率因數(shù)。4.2 補償容量的確定1）農(nóng)網(wǎng)配變負荷率一般部很低，據(jù)統(tǒng)計年平均負荷率為8% ,所 以只要以每臺變壓器都進行就地補償，就可以補償農(nóng)網(wǎng)總無功負荷 的50%,是目前補償無功最有效的手段之2）配電變壓器低壓則補償容量不易過大。否則不但不經(jīng)濟.而且 在變壓器空載或者負荷較輕時，還會造成過補償，使功率因數(shù)角超 前無功功率向電力系統(tǒng)倒送和電源電壓升高。功率因數(shù)角超前有如 下壞處：O1電容器與電源仍有無功功率交換，

11、減少電源的有功出 力。02因網(wǎng)絡傳輸容性無功功率，仍會造成有功損耗。03白白 耗費了電容器的設備投資。另外，如補償電容過大，當電源缺相時 有可能發(fā)生鐵磁諧振過電壓，燒毀電容器和變壓器，影響漫備的安 全運行。3)為了防止發(fā)生過補償現(xiàn)象，其補償容量不應超過配電變壓器的 無功功率，補償容量的選擇應考慮兩個方面：補償配電變壓器 本身的無功功率損耗；02當?shù)蛪壕W(wǎng)的cos時，補償?shù)絚osWO. 9 所需要的無功功率。此處所說的cosWO 9指的是最大負荷時的功率因數(shù)，加了補償 后。當負荷減少時，南于無功功率負荷減小，如果補償容量不變功 率因數(shù)會提高。但在低谷負荷時不應出現(xiàn)過補償，以免功率和電能 損耗。防止

12、末端電£18升高。對lOOkva及以上的配電變壓器宜采用無功補償微機監(jiān)測和自動 投切裝置，合理調(diào)整無功自動補償裝置功率因數(shù)的整定值,保證無 功功率在低壓電嘲就地平衡重負荷時提高功率因數(shù)到0. 95以上， 在輕負荷時功率因數(shù)不得大補償容量按配變無功損耗的1. 8倍 估算補償時先補償無功負荷大、等值電阻大的配電變壓器，這是由 于補償而減少的用有功網(wǎng)損a (ap) = (2q-qoq r/u與無功負荷和 等值電阻成正比。4 . 3補償方式：低壓配電系統(tǒng)中的無功功率補償方式在用戶變壓 器低壓側安裝低壓三相電力電容器組，在測得米樣相（多為b相）的 功率因數(shù)后。便依據(jù)此值投切三相電容器組對三相負

13、載的無功功率 作集中補償。這種補償方式在以三相負荷為主的低壓供配電系統(tǒng)中 表現(xiàn)優(yōu)異，但在以單相負荷為主的低壓供配電系統(tǒng)中，由于三相間 無功負荷平衡，且這種不平衡無法通過調(diào)配三相負載等手段米消 除。所以若是采用低壓三相電力電容器組按采樣相值對三相進行無 功補償，則補償后三相功率因數(shù)不一致。采樣相補償效果好，而另 外兩相則會經(jīng)常出現(xiàn)欠補償或是過補償。欠補償使得安裝的電力電 容器組不能完全發(fā)揮作用，線路中仍然流過較大的無功電流而增加 電能損耗,而過補償則將向電網(wǎng)輸送無功電流，這是電力系統(tǒng)中所 禁止的。如果采用單相電容器組按每相測出的功率因數(shù)值對三相分別進 行無功補償，則會完全可以避免以電網(wǎng)中無功功率

14、過補償或欠補償 情況的發(fā)生，充分發(fā)揮電力電容器組對無功負荷作用，改善電能質(zhì) 量，減少系統(tǒng)中的電能損耗。分相補償對電容器額定容量的選擇應與變壓器容量相匹配。如果 選擇大容量電容器組束補償小容量變壓器。往往會難以精確補償， 而若是采用小容量電容器組補償大容量變壓器。則將會導致電容器 的投切頻繁。電容器在接通時，經(jīng)振蕩而被充電到其穩(wěn)定值。頻率 從幾百赫到幾千赫，出現(xiàn)極高的尖峰電流，而若是在電容器組中接 入單個電容器，由于己接入電網(wǎng)的電容器此時成為附加能源。則將 會產(chǎn)生更大的尖峰電流，這種尖峰電流對開關電器是極為不利的， 因此，碰盡可能減少電容器的投切次數(shù)。由于現(xiàn)在電網(wǎng)中大量存在非線性負荷（如眾多的半

15、導體功率元件 等），使得電劇中的諧波含量常常很高。而裝在電網(wǎng)上的電容器。 從低壓側看來與變壓器的感抗及剩余的電剛電感形成一個振蕩回 路。當這一回路的固有頻率與電流諧波的頻率相互重合時，振蕩回 路勵磁而產(chǎn)生很的過電流，造成供電回路過載，甚至引起電容器的 燒毀。因此需要在電容器接通回路中串聯(lián)一個電感，一則防止產(chǎn)生 諧波，二則可吸收高次諧波電流。5 .低壓電動機的隨機補償5. 1電動機運行工況：三相異步電動機是企業(yè)最常用的電氣設備 之一。由于它們都是電感性負荷，所以在企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)運行中， 功率因數(shù)一般都比較低，需要從電源中吸收大量的無功功率.才能 正常工作，給企業(yè)造成較大的電壓損失和電能損耗。因此

16、加強對三 相異步電動機的運行管理，將有效地提高運行功率因數(shù)和綜合效 率，減少線路損。企業(yè)在內(nèi)部配電室里母線上集中安裝一些電容器柜。對變配電系 統(tǒng)的無功功率進和行補償，這對于提高企業(yè)內(nèi)部的供電能力，節(jié)約 變配電損耗都有積積作用。但由于企業(yè)內(nèi)部的電動機大都通過低壓 導線連接，分散在各個生產(chǎn)車間，形成企業(yè)內(nèi)部的輸配電網(wǎng)絡，由 此，大量的無功電流仍然在企業(yè)內(nèi)部的輸配電線路中流動,這些無 功電流在企業(yè)內(nèi)部所造成的損耗，依然不能解決。5. 2隨機補償?shù)脑?、?yōu)點、方式：因為在電容負載中產(chǎn)生的超 前無功電流與在電感負載中產(chǎn)生的滯后無功電流能夠相互補償.所 以在電力電動機電源終端并聯(lián)一個適當容量的電容器，就可

17、以使電 動機所需的無功電流大部分由并聯(lián)的電容器供給，從而減少輸配電 線路上的總電流，降低線路損耗。設電動機正常工作時，線路輸運的有功功率p是恒定的，無功功 率為q.,視在功率為s.，功率因數(shù)為cOs 'p.若對該電動機的無 功功率進行就地補償，使其無功功率為q ,視在功率為s2。這時 我們可以看出，就地并聯(lián)安裝了一個qc=(qrq的無功電容螢以后， 電動機從電源吸收的無功功率就由原來的。.減到q2,視在功率 s2<s2o功率因數(shù)得到提高。很顯然，無功功率就地補償后，就等 于減少了線路輸運的視在功率。隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝 置與電機。同時投切。隨機

18、補償適于補償電動的無功消耗.以樸勵 無功為主，此種方工可較好地限制農(nóng)網(wǎng)峰荷。這種方式具有投資 少、占位小、安裝容易、配置方便靈活，維護簡單、事故率低等優(yōu) 點。若電動機年運行小時數(shù)大于800h。選用隨機補償較其他補償方 式更經(jīng)濟，用戶的補償投資一般可在兩年內(nèi)全部收回且補償無功負 荷效果最佳。對于y一起動的電動機，應將補償電容器的三個接線端子連接到 電動機的d4、d5、d6三個端子上，使電動機在y連接起動時，同 時也將三相電容器短接起來，當起動完畢后。電動機進入連接運行 時，電容器與電動機繞組并聯(lián)，投入正常的運行。安裝補償電容器 的電動機。不能承受反轉或反接制動。電動機仍在繼續(xù)運轉，并產(chǎn) 生相當大的反電勢時，不能再起動應避免電容器和電動機產(chǎn)生自 激電壓。對于用戶的異步電動機，可以采取單臺補償?shù)姆绞?，但?采取防止功率因數(shù)角超前和產(chǎn)生自勵過電壓的措施。對7.5kw及 以上投運率高的電動機最好進行無功補償，為防止出現(xiàn)因過補而產(chǎn) 生的諧振過電壓，燒毀電動機，應將電動機空載時的功率因數(shù)補償 到接近1.Oo因為電動機空載時的無功負荷最小。補償后滿載的電 動機功率因數(shù)仍為滯后，這樣就避免過補償現(xiàn)象的發(fā)生。將低壓電 容器同設備一起投切，直接補償設備本身的無功損耗。5. 3補償容量的確定：單臺電動機的補償容量，應根據(jù)電動機的 運行工況確定。機械負荷慣性小