城乡配电网自动无功补偿装置控制与应用.doc

城乡配电网自动无功补偿装置控制与应用 　　【摘要】文中介绍了无功补偿技术在城乡配电网中应用的意义以及根据无功补偿的配置原则，结合鹤山市桃源镇广佛饲料厂安装无功补偿装置的实例，对无功补偿应用加以分析，对提高配电网功率因数具有推广作用。 　　【关键词】城乡配电网 无功补偿 功率因数 　　 　　中图分类号：TU98 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　一 前言 　　通过近几年来农网工程的不断推进，城乡配电网已得到很大的优化，但目前城乡配电网因供电范围较大，配电线路长，分支较多，负荷点多且分散而出现的用电设备除集中生产外负载率偏低的现象，从而造成线路功率因数低的突出问题始终未能在短时间内得到有效解决，由此而带来的配电网线损以及配电变压器变损全部都是由供电企业承担,严重影响供电企业的经济效益。无功补偿技术具有投资小、见效大的特点,对比增大变压器的容量和更换大线径的导线来提高功率因数,更能收到事半功倍的效果。 　　二、电力系统城乡配电网无功补偿的重要性 　　1. 有利于电压稳定，改善电压质量 　　电力系统是一个动态的过程，系统中所有的动态元件都对电压稳定有着重要影响。在城乡配电电力系统中电压水平的高低主要受无功功率的影响，把电压严重失衡与某种形式的无功功率的不平衡联系起来，这类观点的典型代表便是传统的dΔQ/dU判据，这是一种经典的直观物理解释。 　　此外配电网运行中，线路电压损失为： 　　（kV） 　　式中：——线路的有功功率，kW； 　　——线路的无功功率，kVar； 　　——额定线电压，kV； 　　、——每相电路的电阻和电抗， 　　电压损失率为： 　　 　　当线路加装补偿电容器后，配电线路电压损失率为： 　　 　　式中——并入电路的无功容量，kVar。则其电压损失率减少值为： 　　 　　可见，当加装补偿电容器后，可使电压损失率下降，其下降值为，从而改善电网电压质量。 　　2. 提高功率因数，降低用电企业电费负担 　　参照电力系统《功率因数调整电费办法》，功率因数高于0.9以上的就减少电费，减少的百分比最高为1.25%,低于0.9的就加收电费，0.8--0.9之间的每0.01就加收0.5%的电费，在0.7--0.8之间的每0.01就回收1%的电费，依此类推来收取电费。针对此办法，容量较大的用户自愿加装补偿装置，提高功率的功率因数，从而达到降低电费资金的目的。 　　3. 减少配电网电源设备容量，节约设备投资 　　在保证农网有功负荷不变的条件下，增加无功补偿后，可减少的电源设备容量为： 　　 　　当提高后，在输送同样的有功功率的情况下，上式中的是负值，即可以减少视在功率，节省设备投资。 　　4. 减少线路及变压器的损耗，降低系统损耗 　　三相电路中，功率损耗ΔP的计算公式为（kW）式中： P——有功功率，kW；U——额定电压，kV；R——线路总电阻，Ω。由此可见，当功率因数cosφ提高以后，线路中功率损耗大大减少。 　　三、无功补偿的合理配置原则 　　1. 对于一个配电网，要全网的无功平衡与分区的无功平衡相结合，坚持就地平衡。这样可以充分地利用全网的无功电源，减少无功电流在网络间的流动，从而降低线损。 　　 2. 集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。即使变电站已经有了集中补偿，也要在配电线路，电力用户等地方做分散和就地补偿。 　　3. 降损和调压相结合，以降损为主。对电压在35kV用以下的电网，由于线路损失在线路输送功率中占的比重较大，因此补偿容量主要要考虑线损。 　　4. 电力部门补偿与用户补偿相结合。据统计，大约50%~60%的无功功率消耗在用户方面，剩余的40%~60%消耗在电力系统的网络元件中。因此，在总的补偿比例中，用户安装的补偿设备应占55%~60%。 　　在农网供配电系统中，综合配电变压器和专用配电变压器低压侧均是给0.4kV主干线供电，为达到节能降损的目的，无功补偿的选择应按照配变和专变容量、负荷分布状况，实现无功补偿就地平衡的目标。 　　四、城乡变配电无功补偿控制方式及应用 　　1. 城乡变配电无功补偿控制方式 　　无功补偿控制方案的实施，一般来说有以下几种：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、用户终端分散补偿方式，根据用户对无功功率的需求情况来确定最终方案。就我国城乡配电网而言，功率因数一般在0.5-0.7 之间，无功消耗比较大，采用安装并联电容器提高城乡电网功率因数是最简单、最有效的办法，实施控制方式主要采用低压集中补偿。低压集中补偿是把电容器集中在低压变配电的某一处（如专用的无功补偿箱），接线装设在配电变压器的低压母线上对低压电力网进行补偿，并能有效快速地切除和防止电容器故障。 　　2. 应用实例