配电网与无功补偿方式运行
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配电网无功补偿方式合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定,能够有效地维持系统的电压水平,提高系统的电压稳定性,避免大量无功的远距离传输,从而降低有功网损。
而且由于我国配电网长期以来无功缺乏,造成的网损相当大,因此无功功率补偿是降损措施中投资少回收高的有效方案。
配电网无功补偿方式常用的有:变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和用户终端分散补偿方式。
配电网无功补偿方案1 变电站集中补偿方式针对输电网的无功平衡,在变电站进行集中补偿(如图1的方式1),补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等,主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。
这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点。
为了实现变电站的电压控制,通常采用无功补偿装置(一般是并联电容器组)结合变压器有载调压共同调节。
通过两者的协调来进行电压/无功控制在国内已经积累了丰富的经验,九区图便是一种变电站电压/无功控制的有效方法。
然而操作上还是较为麻烦的,因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整,甚至在某些区上会产生振荡现象;而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的,而在九区图没有相应的判断。
因此,现行九区图的调节效果还有待进一步改善。
2 低压集中补偿方式在配电网中,目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿(如图1的方式2),通常采用微机控制的低压并联电容器柜,容量在几十至几百千乏左右,根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。
它主要目的是提高专用变用户的功率因数,实现无功补偿的就地平衡,对配电网和配电变的降损有积极作用,同时也有助于保证该用户的电压水平。
这种补偿方式的投资及维护均由专用变用户承担。
目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切。
就这种方案而言,虽然有助于保证用户的电能质量,但对电力系统并不可取。
贮塑勉.配电网无功补偿技术解析吴东勋(珲春矿业集团供电分公司,吉林珲春133300)倩%要1在配电网进行无功补偿、提高功率因数和搞好无功平衡,是一项建设l圭的降损技术措施。
本文分析了四种配电网无功褂偿方式,认为应更多地考虑系统的特点将它们结合起采进行无功补偿。
目前,配电网的无功褂偿容量一般是根据供电部门给定的要求达到的功率爵数来确定的,而不是依据用户用电时实际的节能效益和电能质量最佳、支付电费最小的经济功率因数。
如何确定无功补偿设备的合理配置和分布,需寻找挫术E和经济上的最优方案。
崖撬阅配电网;无功补偿方式目前,集团公司各用电单位采取的无功补偿方式主要有变电站进行集中补偿,低压集中补偿方式,杆上补偿方式,用户终端分散补偿方式等多种方式,虽然达到了功率因数的要求,但达不到用户用电时实际的节能效益和电能质量最佳、支付电费最小的经济功率因数的目的,造成系统的无功分布不尽合理,甚至可能造成局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。
1配电系统无功补偿方案1.1变电站进行集中补偿针对输电网的无功平衡,在变电站进行集中补偿,补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等,主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。
这些补偿装置—般连接在变电站的1O kV母线上,以补偿负荷的无功功率。
补偿电容分为固定补偿与自动补偿两部分。
因为有功负荷是变化的,其无功负荷也随之变化,但不论无功负荷如何变化,总可把它分为固定部分和变动部分,所以补偿电容应采取固定补偿与自动补偿相结合的方法,配置固定补偿电容以减:j搬资,配置自动补偿电容以满足补偿需要,f故N--者寿断页。
因此变电站集中补偿具有管理容易、维护方便等优点,但是这种方案对配电网的降损起不至忏}么作用。
12低压集中补偿方式目前国内较普遍采用的另外一种无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿,通常采用微初控制的低压并联电容器柜,容量在几十至几百千乏不等,根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。
配电网四种无功补偿方式的比较电力系统中的电压与无功功率的状况密切相关,电力系统中的变化,特别是无功功率的变化,会使电力线路和变压器的电压损耗发生变化,并引起各节点电压的变化,随着电力系统装机容量的日益递增,而网络建设尤其是配电网的建设明显滞后,使10KV及以下配电网的损耗问题日益突出。
合理选择无功补偿方案和补偿容量,能有效提高系统的电压稳定性,保证电网的电压质量,提高发、输电设备的利用率,降低有功网损和减少发电费用。
标签:配电网;无功补偿;方式比较1配电及低压系统无功补偿种类无功补偿的补偿方式按照电压等级可分为高压补偿和低压补偿,其中高压补偿又分为一次侧补偿和二次侧补偿,低压补偿分为随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。
按照投切方式可以分为静态补偿、动态补偿和动静相结合的补偿方式。
按照补偿地点划分可以分为四种,分别是:变电站高压补偿、线路分布补偿、变压器低压母线补偿和低压用户分散补偿。
每一种补偿方式都有自己的优势,必须结合农网的实际情况,进行综合对比。
按照“分层分区、就地补偿”这一原则,选用合理的无功补偿方案。
1.1变电站高压补偿变电站补偿是将电容器组连接在变电站的二次母线上,大多数采用静态补偿,也有投切方式的电容器组,但比较少。
开关设备主要选用断路器,对电容器组可实现较为完善的保护。
高压断路器的种类有油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器和磁吹断路器,目前国内大多采用六氟化硫断路器,因为它的性能好,体积小,而且造价低。
由于农村变电站容量较小,因此,电容器组的安装容量大都在10000kVar以下,布置方式可专设电容器室或室外布置。
变电站补偿对农网的降损作用很小,但在下级补偿不够完善的情况下,它是保证总受电端功率因数达到考核标准的不可缺少的一种补偿方式。
高压补偿是无功平衡的一个重要组成部分,很多企业,尤其是是大中型企业存在很多高压负载,比如高压电动机、变压器、电炉等。
高压补偿的特点是电压高、补偿容量大,是低压的几倍到几十倍之多。
谈医院配电网的功率因数与无功补偿摘要功率因数的高低,直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗,关系到供电线路的电压损失和电压波动,而且还涉及节约电能和用户效益。
文中简要介绍了功率因数和无功补偿的概念,无功补偿的原理和原则,同时阐述了提高功率因数的几种方法以及无功补偿技术在医院配电系统的应用和效果。
关键词医院配电网功率因数无功补偿abstractpower factor level, directly related to the electricity grid in the power loss and power loss,related to the power supply line voltage loss and voltage fluctuation,but also to the conservation of energy and the user benefits.this paper briefly introduces the power factor and reactive power compensation of the concept,the principle of reactive power compensation and principle, and expounds several methods of improving power factor and reactive power compensation technology in power distribution system the application and the effect of hospital.keywordshospital?distribution network?power factorreactive power compensation功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标,用电设备在消耗有功功率的同时,还需大量的无功功率由电源送往负荷,功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率[1]。
配电网无功补偿技术应用【摘要】采用无功补偿可以提高功率因数,降低线损,减少线路末端电压降落,提高设备利用率,是一项投资少、收益快的节能措施。
本文根据无功补偿的原则提出了配电网络进行无功补偿配置的方法。
【关键词】无功补偿,配电网,实例计算,补偿配置。
一、前言随着社会经济的发展,电网负荷增长迅速,网络结构日益复杂,新电源的不断投入,改变了整个电网的电源分布,其中无功功率分布不合理,造成线路损耗过大,尤其是配电网络功率因数过低、配电线路末端电压水平不高的现象普遍存在。
因此,降低电网损耗,提高配电网电压水平,具有重要的现实意义。
无功补偿作为电网安全、经济运行的一个重要调整手段,其作用是显著的。
二、无功补偿的作用2.1、提高功率因数,降低线路损耗线路中感性负荷电流相位滞后于电压一个角度φ,并联电容器接入电网后,产生容性电流,该电流相位超前电压90°,由于同一时刻容性电流与感性电流相位相反,使得电网功率因数角φ较补偿前减小了,从而使功率因数值得到了提高。
三相负荷电流的有功功率损耗为:(1)式中:——有功功率损耗;——线电压;——线电流;——电阻;——输送有功功率;——功率因数。
从式(1)中可以看出,有功功率损耗与功率因数的平方成反比,无功补偿使得功率因数提高后,将会降低。
当功率因数从0.70提高到0.97时,有功功率损耗降低了一半,降损效果非常明显。
2.2、改善电能质量,提高线路电压水平电网负荷经过线路时产生的电压损失简化计算如下:(2)式中:——线路额定电压,kv;——线路电阻,;——输送的有功功率,kw;——线路电抗,;——输送的无功功率,kvar。
安装补偿设备容量后,线路电压降为,如下式所示:(3)综合(2)、(3)式可知,接入无功补偿容量后,线路末端电压升高如下:(4)由于越接近线路末端,电抗越大,从式(4)中可知,越靠近线路末端装设无功补偿装置,电压降低越少。
2.3、提高设备供电能力,提升设备利用率2.3.1、在设备容量不变的条件下,视在功率s是一定的,视在功率与有功功率、无功功率的关系如下:(5)由于无功补偿提高了功率因数,可以少输送无功功率,因此电网可多送有功功率,提高电网输电能力,计算如下:(6)式中:——无功补偿后的功率因数;——无功补偿前的功率因数;s——视在功率。
配电网中常用的无功补偿方式有哪些无功补偿可以改善电压质量,提高功率因数,是电网采用的节能措施之一。
配电网中常用的无功补偿方式为:在系统的部分变、配电所中,在各个用户中安装无功补偿装置;在高低压配电线路中分散安装并联电容机组;在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器,进行集中或分散的就地补偿。
1、就地补偿对于大型电机或者大功率用电设备宜装设就地补偿装置。
就地补偿是最经济、最简单以及最见效的补偿方式。
在就地补偿方式中,把电容器直接接在用电设备上,中间只加串熔断器保护,用电设备投入时电容器跟着一起投入,切除时一块切除,实现了最方便的无功自动补偿,切除时用电设备的线圈就是电容器的放电线圈。
2、分散补偿当各用户终端距主变较远时,宜在供电末端装设分散补偿装置,结合用户端的低压补偿,可以使线损大大降低,同时可以兼顾提升末端电压的作用。
3、集中补偿变电站内的无功补偿,主要是补偿主变对无功容量的需求,结合考虑供电压区内的无功潮流及配电线路和用户的无功补偿水平来确定无功补偿容量。
35KV变电站一般按主变容量的10%-15%来确定;110KV变电站可按15%-20%来确定。
4、调容方式的选择(1)长期变动的负荷对于建站初期负荷较小,以后负荷逐渐增大的情况,组装设无载可调容电容器组。
户外安装时可选用可调容集合式电容器;户内安装时可选用可调容柜式电容器装置。
其基本原理为将电容器按二进制方式分成二组,通过分接开关或隔离开关选择投切组合,可以实现三档容量可调。
随着负荷的改变,可以人工断电后改变投切组合满足某一时间段的无功平衡。
这种场合可以装设无功自动调容装置,该装置可以满足无人值守综合自动化的要求。
(3)短时段内负荷频繁变化的场合该场合宜装可快速跟踪的瞬态无功补偿装置。
由于电容器每次投切前却必须保证电容器没有残存的电荷,而电容器放电即使通过放电线圈亦需要数秒的时间,所以高压瞬态无功补偿装置(也称SVC)一般都是固定补偿最大容量的电容器,同时并联一组容量可调的电抗器,通过快速调整电抗器的输出无功,从而达到无功瞬态平衡的目的。
浅析配电网与无功补偿方式的运行摘要:配电网无功补偿对电网的安全可靠、优质、经济运行具有重要作用。
配电网合理的无功补偿,能够有效地维持系统的电压水平,降低有功网损,提高网络输送容量和设备利用率。
现今建设电网行业中10kv配电网的无功损耗占整个电力系统无功损耗的比重很大。
在10kv配电网使用柱上无功补偿方式,依照负荷变化自动调整补偿容量,有效地提升配电网功率因数,改善电压质量,降低线路电能损耗,提高供电能力。
关键词:电力系统;无功补偿;降损;经济;电能损耗
0前言
随着电力系统的建设发展和电力用户自动化水平的提高,电气设备对电源电压质量的要求越来越高。
波动性负荷造成的局部电网电压不稳和功率因数恶化严重威胁着高自动化水平设备的电气寿命,制约着企业生产效率的提高。
电力系统无功功率的调节影响到系统的功率因数、电压水平和负荷平衡,因而是电力系统运行中的一个重要问题。
补偿电力系统无功,稳定系统电压,改善系统功率因数,已成为广大用户的迫切要求和电力系统自动化领域的研究方向之一。
1 无功补偿的方式
1.1负荷的无功功率补偿
当无功补偿系统处于独立工作状态时,补偿点的选取直接影响到补偿效果。
尤其在距离较长的线路上进行集中补偿,如农电网线
路,补偿点的影响更加明显。
一些距离很长或带有特殊负荷的线路(如电气化铁路的机车牵引电力线)为保证补偿效果,往往在一条线路上安装多台补偿设备。
安装点的选取与线路上负荷的分布情况直接相关。
对于低压配电网而言,其负荷一般是沿线路均匀分布的,为使补偿前、后的降损效果最大,必须确定补偿容量和位置,分三种情况。
1.1.1 单点补偿
在无功负荷沿线均匀分布的条件下,对单点补偿而言,补偿地点应装设在距线路首端为线路全长的2/3处,补偿容量为全线所需无功容量的2/3时,线损下降值将为最大。
在此情况下,线损下降率为
1.1.2两点补偿
可求出极值为q1=q2=2/5,l1=2/5,l2=4/5。
因此q1应装设在距首端2/5l处,q2应装设在距首端4/5l处,q1、q2的值为线路所需无功的2/5倍。
线损下降率为
1.1.3 n个补偿点
具有n个补偿电容时,第i个补偿电容器的安装位置为补偿后的线损值为
补偿后的线损值为
线损下降率为
1.2线路及配电变压器中无功损耗的补偿
当线路输送功率时,线路感抗上所消耗的无功功率为
式中,xl为线路全长的感抗,单位ω;if为流过线路的负荷电流,单位a;p1, q1和p2,q2为线路首端和末端的线电压,单位:kv。
对于10 kv线路来说感抗值是均匀分布的,因此由线路感抗所造成的无功潮流是均匀递增的变压器励磁无功损耗主要消耗在励磁电抗上,表达式为
2无功自动补偿的控制策略
按电压无功综合控制,采取的控制策略如附图所示:
运行点在0区,即电压合格,无功也合格,不动作。
②运行点在1区,即电压越上限,控制策略为切电容。
③运行点在2区,即电压合格但接近于上限,与电压上限的距离小于uc,无功越上限,此时控制策略为不动作。
④运行点在3区,即电压合格且远离电压上限,无功越上限,此时应进一步考虑功率因数的值,如果功率因数小于功率因数下限(无功越大,则功率因数越小),则投电容,否则,不动作,这样做主要是为了防止负荷较大时投切频繁,类似于按无功和功率因数综合控制。
⑤运行点在4区,即电压越下限,控制策略为投电容。
⑥运行点在5区,即电压合格但接近于下限,与电压下限的距离小于uc,无功越下限,此时控制策略为不动作。
⑦运行点在6区,即电压合格且远离下限,无功越下限,控制策略为切电容。
3保护功能
并联电容器补偿装置的故障、电容器本身的制造质量及其控制与保护装置的配置、电网运行参数和运行状态等直接关系到设备的可靠性和使用寿命,影响到电力企业及社会的经济效益。
为此,10kv 柱上无功自动补偿装置中设置了完善的保护功能,以控制各种故障的发展,更好地提高功率因数、降低电能损失、减少设备损坏,提高电网的可靠性。
3.1 动态自检功能
控制器内部控制参数出错以及非严重性故障均可闭锁。
3.2 自恢复功能
控制器出现控制程序混乱时,一秒内程序自动恢复正常,在此期间不会有误输出。
3.3 过压保护
对于现代电力电容器,决定性的因素往往是耐受电压,而不是热的极限,电容器的使用年限与电压的7~8次方成反比。
如电压提高l5%,则使用年限就要降低2/3,这样电容器就要损坏。
国际电工委员会(iec)规定:电压升高1.1o倍,允许长期运行,电压升高1.15倍,允许运行30min;电压升高1.20倍,允许运行5min;电压升高l3o倍,允许运行1min。
当电压高于过压设定值并达到设定时间,必须切除电容器,并闭锁电容器控制,电压恢复正常时装置恢复正常控制;过压设定值一般为1.15~1.3倍电容器额定电压。
过压保护设定时间要远小于电容器投切延时时间。
3.4 欠压保护
如果电压为零或出现不正常的低值(如0.8倍电容器额定电压),低于欠压设定值并达到欠压保护设定时间后,切除电容器并闭锁,当电压恢复正常水平后,自动进入正常控制。
这是因为重新赋能时,电力变压器的励磁涌流中包含大量的谐波,而电容器可能在其中的某次谐波下与网络谐振。
3.5 过电流保护
由于系统电压波动、谐波和短路故障可能会引起过大的电容器电流。
为保护电容器,当电容器电流高于过电流设定值并达到设定时间后,切除电容器。
当电容器电流高于速断电流设定值并达到速断保护设定时间后,即切除电容器。
3.6 10min保护
电容器内部设有放电电阻,电容器从电网断开后能自行放电,一般情况下,10min后即可降至75v以下。
如不放完剩余电荷就投入电容器,很可能会造成过电压及冲击电流,损坏电容器,因此延时10min再进入控制。
3.7 缺相保护
电容器在合闸位置,电容器回路三相电流中任一相为零时,电容器退出运行。
4结语
配电网无功补偿是降损节能和改善电能计量质量的一种重要途径之一,10kv配电网采用柱上无功补偿方式,根据负荷变化自动调整补偿容量。
有效地提高配电网功率因数,减少线路电能损耗,改
善电压质量,提高供电能力。
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