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关于10kV配电网无功补偿分析

发表时间:2018-07-13 00:00

当前随着我国电网的快速发展,配电网作为电力系统输送的最终环节,其规模也不断的扩大,随着用电量需求的不断增加,配电网的负荷也在不断的增长,在这种情况下,配电网的损耗也随之增加,而能通过无功补偿可以有效的达到降损节能的目的。文章从配电线路无功补偿的设计原则及注意事项入手,分析了10kV配电线路并联电容补偿的配设,并进一步对补偿电容器的保护控制进行了具体的阐述。

配电网作为我国电力系统中重要的组成部分,其不仅点多、面广,而且线路较长,所以多数情况下配电网的线损率都较高。而且随着当前人们用电量的增加,配电网的负荷不断的增加,所以其损耗率也在不断的增大,这严重制约了电网运行的经济性,所以需要通过对配电网进行合理的无功补偿,从而降低其运行时的损耗,保证运行的经济性。目前通常采取的方法有缩小配电网的供电半径、增加导线的截面积、使用低损耗的配电变压器等,其对提高电压质量和降低配电网的损耗起到了一定的作用,同时也可以利用并联电容器装置安装在配电线路及配电变压器的低压侧来达到节能和调压的效果。


1配电线路无功补偿的设计原则及注意事项

1.1要做好配电线路无功补偿工程设计和运行管理

1.1.1遵照无功电力分层分区就地平衡原则,在10kV或6kV配电线路上宜配置高压并联电容器装置,或者在配电变压器低压侧配置低压并联电容器装置。

1.1.2进行并联电容器装置的选择时,需要考虑到其容量的问题,以接近于线路配电变压器总容量的一增为宜,不能过大。如果容量过大,则当线路处于最小负荷时,其会进行倒送无功,在这种情况下,则要进行自动投切装置的安装。


1.2无功补偿应注意事项

1.2.1线路分散补偿电容器组容量在150kVar及以下时,可采用跌落式熔断器作控制和保护,其熔断器的额定电流按电容器组额定电流的1.43~1.55倍选取;150kVar以上时应采用柱上断路器或负荷开关自动控制。

1.2.2当线路分散补偿电容器组与配电变压器同台架调时,极易发生铁磁谐振,从而导致过电压及过电流的产生,导致电容器和变电压受到不同程度的损坏,所以电容器组在架设时要与配电变压器分开,同时也不能使用同一组熔断器。

1.2.3在进行补偿电容器组接地安装时,不能让中性占直接接地,从而避免线路相间短路问题的发生。


1.2.4电容器容抗和系统感抗如果相互匹配的情况下则会形成谐振,从而导致高次谐波电流的产生,为了避免这一情况发生,则需要在无功补偿的电容器回路上装上串联电抗器或阻尼式限流器,同时要保证参数的适宜,这样可以有效的抑制高次谐波的作用。

1.2.5无功补偿装置应装设氧化锌避雷器过电压保护装置。

1.2.6无功补偿装置应采用自动投切装置,防止过补偿和电压升高损坏电容器及其他设备。

1.2.7配电变压器随器补偿采用杆架式安装,其补偿装置箱底部离地面不小于1.2m。


2 10kV配电线路并联电容补偿的配设

2.1配电线路并联电容补偿容量配置选择

在变电所主变10kV侧接入并联电容器组,可使10kV系统的功率因数达到0.9以上,并通过电压无功综合控制(调节变压器分接和投切并联电容器组)实现峰、谷功率因数考核指标合格率和供电电压偏差合格率双达标。由于集中电容补偿效益比配电线路分散补偿差,因此,分期分批在配电线路装设柱上式并联电容器组,以提高线路负荷的功率因数,降网节能和改善供电电压质量,提升配电系统整体的电压无功调控能力。


2.2电容器组安装位置的确定

2.2.1当无功负荷均匀分布时,最佳补偿容量为无功负荷的2/3,安装地点为距变电所全长2/3处。

2.2.2当无功负荷为递增分布时,其最佳补偿容量为无功负荷的80%,安装地点为距变电所全长7/9处。

2.2.3当无功负荷为递减分布时,其最佳补偿容量为无功负荷的62.3%,安装地点为距变电所全长4/9处。


2.2.4当无功负荷为等腰三角形分布时,其最佳安装地点距变电所全长5/9处。

长期以来配电线路都是具有较多的分支,而且接线也较为繁杂,其负荷分布是随机的,没有规则可遵守,所以对于电容器的安装问题不能利用规范的来进行规定,应在实际安装中将各项分布模式进行灵活运用。通常遇到负荷分布较为复杂的配电线路时,我们可以将其试为各种分布类型的集合体,从而有效的确定电容器组的安装地点。通常在这种情况下,我们需要将电容器组安装在配电线主的一半以上的部分,同时还要使安装的位置接近到负荷的密集区,而对于有多组电容器需要进行安装时,则可在各负荷密集的分支线路上进行安装。


3补偿电容器的保护控制

10kv配电线路进行无功补偿时,通常会以固定补偿和自动补偿来进行,补偿的效果实现则需要保证补偿装置正常运行,补偿装置的能否正常运行其会受到诸多因素的影响,如装置元器件的质量、补偿容量的选择、安装地点选择及自动控制装置的控制原理等,而在这其中控制原理的影响力最大,其直接决定了补偿的效果及补偿装置的利用率。

3.1控制原理

3.1.1时段控制

对于负荷较为稳定的一般时间分段线路,其补偿装置的控制则可以采用时段来进行,即将一天分为四个时段,这四个时段分为二个投时段和二个切时段,而投切动作的进行与线路的参数没有关系,只与是段有关,这种时段控制不仅简单,而且可靠性也很高。


3.1.2电压控制

设置电压上下限来控制装置投切,通常应附加1个切后再投的电压返回值参与控制。电压上下限的设定可不拘泥于国家标准规定的电压范围,要根据安装地点,不同线路选取。

3.1.3时间电压控制

该控制原理是前两种控制原理的综合,主要适用于投入时段负荷经常波动的场合。

3.1.4电压无功控制

设置电压上下限、无功上下限及电压返回值,对电容器组进行控制。该方案结构较复杂,程序量比较大。主要适用于负荷变化比较频繁,波动较大的场合。

3.2自动控制装置保护

自动控制装置其保护功能可以设置的较多,在应用时往往会结合户外补偿装置的特点及特征来对一些基本保护功能进行设置,如电容器的时间保护、过电压保护、欠压保护、过电流保护、过流速断保护、缺相保护和开关拒动保护等,往往会安装在开关控制箱内。


4结束语

针对于10kV配电网所履盖区域的用电特点来进行补偿的设置。在变电站的10kV母线进行集中自动补偿,但当前遥控和自动投切装置也得到了快速的发展,所以应采取积极的态度来对其进行应用,从而实现无功的优化配置和补偿。当前电网运行的安全性和经济性受到越来越多的关注,所以无功补偿作为提高电网高效运行的重要措施其重要性也不言而喻。因此在当前能源紧张的情况下,应科学合理的安排好配电网的无功补偿问题,从而使电网得以安全高效的运行,实现节能降损的目标。


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