配电网无功补偿探讨
2006-08-02 17:00:47 来源:
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电力18讯: 1无功补偿的合理配置原则
从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出,各级网格和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,尤以配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配置,应按照“分级补偿,就地平衡”的原则,合理布局。
(1)总体平衡与局部平衡相结合,以局部为主。
首先要满足整个县局电网的无功电力平衡,其次要满足变电所,10kV配电线路的无功电力平衡。如果无功电源的布局,补偿容量和补偿位置选择不合理,局部地区的无功电力不能就地平衡,就会造成不同分区之间无功电力的长途输送和交换,使电网的功率损耗和电能损耗增加。因此,在规划过程中,要在总平衡的基础上,研究各个局部的补偿方案,求得最优化的组合,才能达到最佳的补偿效果。
(2)电力部门补偿与用户补偿相结合。
在配电网络中,用户消耗的无功功率约占50%~60%,其余的无功功率消耗在配电网中。因此,为了减少无功功率在网络中的输送,要尽可能地实现就地补偿,就地平衡,所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。
(3)分散补偿与集中补偿相结合,以分散为主。
集中补偿,是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿,指在配电网络中分散的负荷区,如配电线路,配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿,主要是补偿主变压器本身的无功损耗,以及减少变电所以上输电线路的无功电力,从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损,必须做到无功功率在哪里发生,就应在哪里补偿。所以,中、低压配电网应以分散补偿为主。
(4)降损与调压相结合,以降损为主。
利用并联电容器进行无功补偿,其主要目的是为了达到无功电力就地平衡,减小网络中的无
功损耗,以降低线损。与此同时,也可以利用电容器的分组投切,对电压进行适当的调整,
这是补偿的辅助目的。在一般情况下,以降损为主,调压为辅。
2无功负荷的最优补偿
据有关文献介绍,主张配电网络基本上不输送无功功率,其无功功率的缺额主要依靠“就地补偿”来解决。
(1)变电所无功负荷的最优补偿。
根据就地补偿的原则,变电所补偿应以本身的无功损耗为主。要结合网内无功潮流的分布以及配电线路,用户的无功补偿水平来考虑。由于变电所一般均设两台变压器,二次侧接线,又可分两段接线,为了适应变压器分台运行和二次侧分段运行及检修方便,补偿电容器组以分成两组为宜。其容量一般均能适应轻载无功负荷(接近主变压器空载运行)及平均无功负荷(接近主变压器正常无功负荷)一般可按主变压器容量的10%~15%确定。
(2)配电线路无功负荷的最优补偿。
在配电线路上装设电容器,具有投资省,见效快,投运时间长和降损效果显著的优点,而且安装简便,维护工作量小,事故率低,特别适应于农村配电线路等负荷点多的供电状况。
现就无功补偿的最优补偿容量,最佳安装位置和降损效果进行分析。
①最优补偿容量。
当有功功率和无功功率通过网络电阻时,会造成有功功率损耗。当输送的有功功率一定时,输送的无功功率越大,总的功率损耗就越大,显然可见,当网络结构已定,输送有功功率一定时,总的功率损耗完全决定于输送无功功率的变化。输送无功功率的大小,主要取决于负荷功率因数的高低。负荷功率因数越低,则负荷所需要无功功率越大。因此,可以直接由功率因数的变化来分析无功功率,有功功率和线损之间的关系。如下式:
式中:
ΔP―有功功率损耗(kW);P―有功功率(kW)
Q―无功功率(kvar);U―线路额定电压(kV)
R―线路额定电阻(Ω);cosφ―线路功率因数
②最佳装设位置如表1
表1 不同装设组数的最佳位置表
(3)用户无功负荷的最优补偿。
用户进行无功补偿的目的有两个,一是补偿后供电网络的无功线损减少到最低限度,以获得最大的降损节电效益;二是使本单位的功率因数提高到一定水平,以获得更多的电费奖励。
下面以各种补偿方式进行选择。
①集中补偿。
将电容器组装在专用变压器的低压母线上。能方便地同电容器组的自动投切装置配套。自动追踪无功功率变化而改变用户总的补偿容量,避免产生过补偿
从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出,各级网格和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,尤以配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配置,应按照“分级补偿,就地平衡”的原则,合理布局。
(1)总体平衡与局部平衡相结合,以局部为主。
首先要满足整个县局电网的无功电力平衡,其次要满足变电所,10kV配电线路的无功电力平衡。如果无功电源的布局,补偿容量和补偿位置选择不合理,局部地区的无功电力不能就地平衡,就会造成不同分区之间无功电力的长途输送和交换,使电网的功率损耗和电能损耗增加。因此,在规划过程中,要在总平衡的基础上,研究各个局部的补偿方案,求得最优化的组合,才能达到最佳的补偿效果。
(2)电力部门补偿与用户补偿相结合。
在配电网络中,用户消耗的无功功率约占50%~60%,其余的无功功率消耗在配电网中。因此,为了减少无功功率在网络中的输送,要尽可能地实现就地补偿,就地平衡,所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。
(3)分散补偿与集中补偿相结合,以分散为主。
集中补偿,是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿,指在配电网络中分散的负荷区,如配电线路,配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿,主要是补偿主变压器本身的无功损耗,以及减少变电所以上输电线路的无功电力,从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损,必须做到无功功率在哪里发生,就应在哪里补偿。所以,中、低压配电网应以分散补偿为主。
(4)降损与调压相结合,以降损为主。
利用并联电容器进行无功补偿,其主要目的是为了达到无功电力就地平衡,减小网络中的无
功损耗,以降低线损。与此同时,也可以利用电容器的分组投切,对电压进行适当的调整,
这是补偿的辅助目的。在一般情况下,以降损为主,调压为辅。
2无功负荷的最优补偿
据有关文献介绍,主张配电网络基本上不输送无功功率,其无功功率的缺额主要依靠“就地补偿”来解决。
(1)变电所无功负荷的最优补偿。
根据就地补偿的原则,变电所补偿应以本身的无功损耗为主。要结合网内无功潮流的分布以及配电线路,用户的无功补偿水平来考虑。由于变电所一般均设两台变压器,二次侧接线,又可分两段接线,为了适应变压器分台运行和二次侧分段运行及检修方便,补偿电容器组以分成两组为宜。其容量一般均能适应轻载无功负荷(接近主变压器空载运行)及平均无功负荷(接近主变压器正常无功负荷)一般可按主变压器容量的10%~15%确定。
(2)配电线路无功负荷的最优补偿。
在配电线路上装设电容器,具有投资省,见效快,投运时间长和降损效果显著的优点,而且安装简便,维护工作量小,事故率低,特别适应于农村配电线路等负荷点多的供电状况。
现就无功补偿的最优补偿容量,最佳安装位置和降损效果进行分析。
①最优补偿容量。
当有功功率和无功功率通过网络电阻时,会造成有功功率损耗。当输送的有功功率一定时,输送的无功功率越大,总的功率损耗就越大,显然可见,当网络结构已定,输送有功功率一定时,总的功率损耗完全决定于输送无功功率的变化。输送无功功率的大小,主要取决于负荷功率因数的高低。负荷功率因数越低,则负荷所需要无功功率越大。因此,可以直接由功率因数的变化来分析无功功率,有功功率和线损之间的关系。如下式:
式中:
ΔP―有功功率损耗(kW);P―有功功率(kW)
Q―无功功率(kvar);U―线路额定电压(kV)
R―线路额定电阻(Ω);cosφ―线路功率因数
②最佳装设位置如表1
表1 不同装设组数的最佳位置表
(3)用户无功负荷的最优补偿。
用户进行无功补偿的目的有两个,一是补偿后供电网络的无功线损减少到最低限度,以获得最大的降损节电效益;二是使本单位的功率因数提高到一定水平,以获得更多的电费奖励。
下面以各种补偿方式进行选择。
①集中补偿。
将电容器组装在专用变压器的低压母线上。能方便地同电容器组的自动投切装置配套。自动追踪无功功率变化而改变用户总的补偿容量,避免产生过补偿
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