水电电工知识
继电知识|县级电网电容无功自动补偿模式实践与探讨
2016-01-13  浏览:67
水暖之家讯:随着农村电力事业的发展,农网整改后新的电网构架已初俱规模,县级供用电管理层面的中心工作的重点都向着多供少损,降损节能方面转变,抓线损、促效益已成为县级供电企业的重要工作,加强无功管理提高线路和配电台区的功率因数是实现降损节能工作的重要举措。
根据国家电网公司《关于下发国家电网公司农村电网电压质量和无功功率管理办法》的精神,我县采取坚持全面规划、合理布局,集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合,以低压为主;调压与降损相结合,以降损为主。我们县局主要采用四级无功补偿方案:一级是变电站采用高压集中补偿方式,cosφ控制在0.95以上;二级是10kV线路采用两个2/3法的高压补偿方式,cosφ控制在0.95以上;三级是台区低压分组补偿方式,cosφ控制在0.9以上;四级是低压随机补偿方式,cosφ控制在0.85以上。做到分级补偿、就地平衡。进一步减少电网送、售两端的电压降,从而改善电能质量降低了损耗,实现了最科学、最合理、最经济的运行方案。

一、变电站高压集中补偿方式

我县的变电站高压集中补偿的电容器主要装于10个35kV变电站,和两个110kV变电站,采用的是密集型电容器配合10kV高压开关柜进行电容补偿投切。主要依据10kV母线的电压高低和功率因数的高低来确定投切时间。电压取样以10kV电压互感器为准,整定值为11.5kV切除补偿,电压在9.8kV时投入补偿,投入、切除时预告信号在中央信号屏上显示。为了防止送电时电压超过10,产生断路器动作,在电容柜保护上加装延时继电器,整定值为1s。电容柜主要保护有过压、过流、功率因数、谐振,作用于速断、过流、过压、谐振继电器。
我县10个35kV变电站的电容器室均装有放电电压互感器3只,型号为JDJ—10型,接成三相四线,每只单相开口三角出线端子上并联一只100W放电灯泡,来增加阻抗,改变阻抗分配,破坏共振条件来消除铁磁谐振。

二、10kV线路高压补偿方式

由于我县属于农业大县,县、乡用电工业比重较小,生产的连续性较差,负荷的季节性特点比较鲜明,日平均负荷和年四季负荷曲线起伏大,灯峰和低谷的用电负荷严重不平,会出现高峰时段部分线路超负荷,低谷时段没人用电现象,致使功率因数高低不稳。
我县电网第二个特点是:一是线路长、分支多。二是负荷分散。据我县84条10kV线路的实际测算,线路的无功消耗约占总无功负荷10~15。因此对84条10kV线路我们主要采用分段和分散补偿及集中补偿方式。有的线路供电半径较长、由于末端用电设备的急剧增加,会使末端无功负荷逐渐增多,无功负荷向后移动,这样补偿的重点也必须向末端移动。我们就采用两个三分之二法进行线路无功补偿。即:在线路长度的2/3处加大补偿电容;选用线路最佳电容量为全线路无功负荷的2/3。
为了避免线路轻载时出现过补现象,无论是分散补偿或固定补偿,一般都控制在总无功负荷12,安装方式采用露天式杆上安装。

三、低压分组补偿方式

变电站高压集中补偿可以减少变电站以上输电线路传输的无功电能,降低出线网络的无功损耗,但它不能降低低压配电网络的无功损耗,解决不了配电网络的降损问题。高压线路补偿也仅能补偿补偿点以前的无功功率,对补偿点以后的线路和负荷的无功起不到补偿作用,所以低压分组补偿可直接补偿到配电线路和负载的无功功率,且补偿的效果更为理想。
(一)配变分相式补偿方式
配变分相式补偿主要是在台区低压配电屏上加装400V并联补偿电容器。由于农村用电季节性强,灯峰和后夜负荷变化大,而且在三夏、秋收、抗旱等农忙季节用电负荷较高,平时负荷低。我县除环城、二郎、宋集三个乡经济较发达的村委乡镇企业用电比较集中外,其余大部分乡镇均系农民生活用电。如果供电正常一般配变白天供农副加工,除灯峰有照明外到后夜配变几乎处于空载状态。另外、农副业加工用电设备如榨油、面粉加工、饲料粉碎,大都是采用小容量感应异步电动机,这些用电设备为了建立旋转磁场,都要消耗大量的无功功率。从整体上来看、配网60的无功功率均被台区配变这些用电设施消耗,所以进行低压台区分相补偿有着重要的意义。
我们的设计方法是:
变压器无功补偿功率的计算QC=IOSn×10-2
QC——变压器空载无功功率。
IO——变压器空载电流百分数。
Sn——变压器的额定容量。
一般补偿电容量取变压器额定容量0.2~0.3,对负荷分散的一般取0.5~0.6。
接线方式要根据电容器的标定电压分为星形和三角形接线两种。
由于目前没有严格的无功奖罚制度,以及用户对无功功率的认识不足,对提高功率因数自觉性不高,不愿意投资加装无功补偿装置,再加上供电单位“重安装、轻管理”,忽视了对城市公用变和农村公用变台区的无功运行管理工作,台区无功设备长期未能正常运行,没有充分起到无功补偿作用,造成电力系统“电能利用效率低”,和线损增加的现象。要想提高“电能利用率、就必需提高电网功率因数;要想提高功率因数就必需加装各级无功补偿装置。必需解决原来“重安装、轻管理”和100kV·A及以上的公用变、专用变只装无功表不安装无功补偿装置的漠糊认识。针对上述问题我局组织工程技术人员对城区77个台区补装了无功补偿设备、农村公用变所有的无功设备进行了检查,改进了电容自动投切装置,实行三相分相补偿,重新设计了各项主要参数和控制范围,采用了高工作性能的晶闸管,根据晶闸管过零触发电容投切,实现无功补偿自动跟踪和自动投切,由静止型动态无功补偿技术代替原来的固态继电器或电容交流接触器,使安全可靠性显著提高。并对每块电容器的电容量进计了测量,功率因数也根据负荷季节变化特点,重新设置了力率,进行了优化调整,使其发挥应有的降损作用。
10kV的I李环线路功率因数一直为75.51,功率因数低,我局对该条线路的专用变、公用变无功补偿电容进行调整维护:对陈华生冷冻厂电容盘未运行、无功表损坏进行处理;西洪粉厂因没加装取样电流互感器使功率因数常期低于0.85,且无功电能表不走;公用变台区西谭小店、西谭东、西谭西、汤买赵1号台区低压无功补偿不运行等。我部组织人员,对以上问题进行处理后,该条线路线损有明显下降,产生良好经济效益,功率因数上升为92.98。
(二)对大中用户无功补偿
为了加强无功管理工作,使电容器的安装率达到100、可投率达到100,我们还对部分工厂、企业的电容器安装和运行按照“分级补偿,就地平衡”的原则,采用集中补偿、分散补偿和就地补偿等手段,结合春季预防性试验工作,定期对电容器性能指标进行测试,使电容器的安装率达到95,可投率达到98以上;无功补偿装置提倡以自动投切为主。为减少投资,对50kV·A及以下固定负荷用户,采取固定补偿加一级自动补偿。对新增100kV·A变压器按其动力负荷大小配备无功计量,还要安装足量的电容器和分相自动补偿装置,并严格从源头把好验收关,保证用户的无功实现就地平衡。
我局在加强无功表计的安装管理的同时,严格执行功率因数调整电费,实行两部制电价。对未加装无功表的老用户要促进加装速度,鼓励和推动新用户尽快投资,以利于提高电网功率因数。保证无功设备的投运率。另外,还加大了宣传力度,提高管理人员和用户对无功的重视程度解决认识不到位和自觉性不高的毛病。使无功管理工作逐步走向更具有科学性、先进性、实用性的正确轨道。
在抓好台区无功管理的同时我们也重点规范中小企和农副业加工无功管理工作:
由于原来中小用户大部分没装无功功率表,无法进行无功电容量的补偿计算。必需对各用户所需的功率因数、无功功率、电容量进行计算。
如我县城一工厂,月最大平均有功功率为300kW,每月抄见有功电量90000kW·h,无功电量86400kV·Ar·h,则该厂的功率因数为:
cosφ=■=0.72
如果使该厂的功率因数由0.7提高到0.9,需安装的电容器的容量为:
QC=P■-1-■-1=300■-1-■-1=
300×(1.04-0.48)=168kvar
如果使该厂由cosφ0.7提高到cosφ0.9,计算每月少损电量多少?
根据降低线损率公式:
1-■2=1-■2=1-0.59=0.41
计算出每月少损电量9000×5×0.41=1845kW·h。

四、低压随机补偿方式

农网整改结束后,配变容量增大,电压质量升高,促进了农村“五小”手工业的迅速发展。家用电器也普遍得到应用,由于家用电器功率因数很低,非线性负荷用户迅速增长,对本来无功配置不足的配电电网又加重了负担,使得电网用户侧的无功需求非常大,且不能就地平衡,致使电网电压明显下降,有时会威胁着电网的安全稳定运行。必需对农副加工的带锯、饲料粉碎、等小用电户也加装随机补偿电容。
根据《电力系统电压和无功管理条例》和《电力系统电压和无功技术导则》中的要求:5.5kW以上的电机加装随机补偿电容是行之有效的节能措施。我们的加装方法是:将电容器组经刀开关后直接装在用电设备旁边,与用电设备的供电回路并联,来改善电压质量,提高功率因数,使电机启动快,运转平稳同时也提高了电机的可靠性和使用寿命。
为了加装随机补偿电容,我们加大了宣传力度,讲明改善电压质量,减少线损提高电机的可靠性和利用率的好处,以点带面先搞试点,使部分用户见到效益,提高电机有功功率,减少了电费,得到了实惠,激发了农村“五小”用户对无功补偿投资的积极性。
对单台电机进行了动态随机补偿。计算方法如下:
电机的空载补偿:QC=■UNIo
QC——需补偿的容量kV·Ar
UN——电机的额定电压
Io——电机的空载电流
电容的容量(单位kvar)与电容量(单位μF)换算如下:
电容量=QC/0.314CU2
为了工作方便,根据电机的容量我们编写出了电容量配置表以备随时查阅。
随机补偿的特点是:无功电流仅仅与附近的用电设备相互交换,不流向网络其他点,在网络中无功电流的无功损耗和电压损耗小,既对系统补偿,也对用户内部无功损耗补偿,大大减少了电能损失。我们对辖区所有电机的用户大部分都装有随机补偿电容。实现了分级补偿、就地平衡,提高了电网电能的利用率,cosφ得到普遍的提高,供方与用方共同受益,实现了双嬴。

五、效果检查

我们县局在无功管理上做了大量的工作,经过以上四种方式对高低压进行补偿后取得以下经济效益。
1、完成供电量2246.87万kW·h。
2、使我局的综合线损率由原来的8.1降到6.2以下。
3、10kV线损由原来2.0降到1.0以下。
4、400V线损率由原来的12,柏城所供电所降到9以下,低压班降到7.6以下。如果线损按下降4个百分点计算比原来节约电量2246.87万kW·h×(13-9)=898748kW·h。
5、电压合格率由原来的85提高到98以上。
6、功率因数由原来的0.76提高到0.9以上。全年少损电量为2246.87万kW·h×5×0.31=38264kW·h。
7、计算少损电量898748 38246=936994kW·h。
8、电费回收率100,电价执行合格率100。
实践证明只要我们实行分级、分压、分线、分台区对无功层层分解,由粗放型管理向精细化转变,多供少损的目标一定会实现,我们的线损管理的会更好!水暖之家是专注于电气,电气工程,水暖,电气设备等装饰材料的各种新闻资讯和电气,电气工程,水暖,电气设备各十大品牌的装修效果图与网络营销服务,敬请登陆水暖之家http://m.ju31.com/
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