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摘要：無功補(bǔ)償對電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要作用。配電網(wǎng)規(guī)模巨大，負(fù)荷情況復(fù)雜，使用環(huán)境條件差，合理選擇無功補(bǔ)償方案和補(bǔ)償技術(shù)意義重大，補(bǔ)償工程也有很多問題值得認(rèn)真分析和思考。本文重點(diǎn)分析、比較了配電網(wǎng)常用無功補(bǔ)償方案的特點(diǎn)，并結(jié)合無功補(bǔ)償產(chǎn)品開發(fā)和無功補(bǔ)償工程建設(shè)的實(shí)踐，提出了無功補(bǔ)償工程應(yīng)注意問題和建議。
關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)無功補(bǔ)償補(bǔ)償方案無功優(yōu)化
1引言
由于無功補(bǔ)償對電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要作用，因此無功補(bǔ)償是電力部門和用戶共同關(guān)注的問題。合理選擇無功補(bǔ)償方案和補(bǔ)償容量，能有效提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，保證電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，提高發(fā)輸電設(shè)備的利用率，降低有功網(wǎng)損和減少發(fā)電費(fèi)用。
我國配電網(wǎng)的規(guī)模巨大，因此配電網(wǎng)無功補(bǔ)償對降損節(jié)能，改善電壓質(zhì)量意義重大。本文結(jié)合當(dāng)前人們關(guān)注的電網(wǎng)無功補(bǔ)償問題，重點(diǎn)分析、比較了配電網(wǎng)常用無功補(bǔ)償方案特點(diǎn)，并通過對無功補(bǔ)償應(yīng)用技術(shù)的分析，提出了配電網(wǎng)無功補(bǔ)償工程應(yīng)注意問題和相關(guān)建議。
2配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方案比較
配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方案有變電站集中補(bǔ)償、配電變低壓補(bǔ)償、配電線路固定補(bǔ)償和用電設(shè)備分散補(bǔ)償。四種方案示意圖見圖1所示。
2.1變電站集中補(bǔ)償
變電站集中補(bǔ)償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等，主要目的是平衡輸電網(wǎng)的無功功率，改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)終端變電所的母線電壓，補(bǔ)償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。這些補(bǔ)償裝置一般集中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但這種補(bǔ)償方案對10kV配電網(wǎng)的降損不起作用。
圖1配電網(wǎng)常見無功補(bǔ)償方式示意圖
為實(shí)現(xiàn)變電站的電壓/無功綜合控制，通常采用并聯(lián)電容器組和有載調(diào)壓抽頭協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)控制算法國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行過大量研究，九區(qū)圖法是一種常用的有效方法[1]。但大量的實(shí)際應(yīng)用表明，投切過于頻繁會影響電容器開關(guān)和分接頭的使用壽命，增大運(yùn)行維護(hù)工作量，通常在實(shí)際中要限制抽頭調(diào)節(jié)和電容器組操作次數(shù)。采用電力電子開關(guān)控制成本比較高、開關(guān)自身功率損耗也很大，因此變電站高壓電壓/無功控制技術(shù)仍有待進(jìn)一步改善和研究。
鑒于變電站無功補(bǔ)償對提高高壓電網(wǎng)功率因數(shù)，維持變電所母線電壓和平衡系統(tǒng)無功有重要作用，因此應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的增長安排、設(shè)計(jì)好變電站的無功補(bǔ)償容量，運(yùn)行中在保證電壓合格和無功補(bǔ)償效果最好的情況下，盡可能使電容器組投切開關(guān)的操作次數(shù)為最少。
低壓補(bǔ)償裝置的可靠性在開關(guān)和電容器，電容器壽命與工作條件有關(guān)，因此裝置的投切開關(guān)是關(guān)鍵。大量工程實(shí)踐表明，戶外配變無功補(bǔ)償因工作條件差，晶閘管或接觸器補(bǔ)償裝置難滿足可靠性要求[2]，機(jī)電一體開關(guān)是最佳選擇。
2）產(chǎn)品類型和功能選擇問題
對配電臺變的補(bǔ)償控制，有多種類型和不同功能的產(chǎn)品可供選擇。城網(wǎng)臺變多以無功補(bǔ)償為主，很多要求有綜合監(jiān)測功能。農(nóng)網(wǎng)不同場合要求不同，可考慮配電+補(bǔ)償、補(bǔ)償+計(jì)量，特殊用戶可用配電+補(bǔ)償+計(jì)量或補(bǔ)償+綜測。
對監(jiān)控功能的要求高，必然成本高、投資大。建議根據(jù)實(shí)際需要和使用場合，合理選擇功能適用、價(jià)位合理的產(chǎn)品。實(shí)際工程上，不應(yīng)出現(xiàn)一個(gè)變臺安裝有多個(gè)箱子的情況。
3）控制量選取和控制方式問題
很多專變補(bǔ)償裝置根據(jù)電壓控制電容器補(bǔ)償無功量，這種方式有助于保證用戶的電壓質(zhì)量，但對電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償不可齲前面圖1線路的電壓分析表明，電網(wǎng)的電壓水平是由系統(tǒng)情況決定的。若只按電壓高或低控制，無功補(bǔ)償量可能與實(shí)際需求相差很大，容易出現(xiàn)無功過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償。從電網(wǎng)降低網(wǎng)損角度，取無功功率為控制量是最佳控制方式。
4）補(bǔ)償效果和補(bǔ)償容量問題
前面實(shí)例分析表明，配變低壓補(bǔ)償無功可提高配變功率因數(shù)，降低配變損耗，但只節(jié)點(diǎn)6配變裝補(bǔ)償，對10kV線路降損作用很校因此，某條線路配變安裝補(bǔ)償數(shù)量少或補(bǔ)償容量不足，影響全網(wǎng)（線路）降損和電壓改善效果。
前面計(jì)算方法確定補(bǔ)償容量，對實(shí)際工程難以實(shí)現(xiàn)。配電網(wǎng)日負(fù)荷變化大，負(fù)荷性質(zhì)不同，補(bǔ)償容量要求也不同。大量工程實(shí)踐表明，對動(dòng)態(tài)補(bǔ)償在配變?nèi)萘?0%--30%內(nèi)。同時(shí)，對個(gè)別情況可能需要進(jìn)行特殊處理。
5）無功倒送和三相不平衡問題
無功倒送會增加線路和變壓器的損耗，加重線路供電負(fù)擔(dān)。為防止三相不平衡系統(tǒng)的無功倒送，應(yīng)要求控制器檢測、計(jì)算三相無功投切控制。固定補(bǔ)償部分容量過大，容易出現(xiàn)無功倒送。一般動(dòng)態(tài)補(bǔ)償能有效避免無功倒送。
系統(tǒng)三相不平衡同樣會增大線路和變壓器損耗。對三相不平衡較大的負(fù)荷，比如機(jī)關(guān)、學(xué)校等單相負(fù)荷多的用戶，應(yīng)考慮采用分相無功補(bǔ)償裝置。并不是所有廠家的控制器都具有分相控制功能，這是工程中必須考慮的問題。
6）諧波影響和電容器保護(hù)問題
諧波影響會使電容器過早損壞或造成控制失靈，諧波放大會使干擾更加嚴(yán)重。工程中應(yīng)掌握用戶負(fù)荷性質(zhì)，必要時(shí)應(yīng)對補(bǔ)償系統(tǒng)的諧波進(jìn)行測試，存在諧波但不超標(biāo)可選抗諧波無功補(bǔ)償裝置，而諧波超標(biāo)則應(yīng)治理諧波。
電容器耐壓標(biāo)準(zhǔn)為1.1UN，補(bǔ)償控制器過壓保護(hù)一般取1.2UN，超過必須跳閘，如圖1線路首端節(jié)點(diǎn)配變的補(bǔ)償裝置可能發(fā)生跳閘。實(shí)際工程中，對電壓較高電網(wǎng)的裝置應(yīng)予以關(guān)注。
總之，由于配電網(wǎng)負(fù)荷、場合的復(fù)雜性，雖然裝置容量孝電壓低，卻有很多值得認(rèn)真分析和思考的問題。特別是臺變補(bǔ)償在戶外，使用環(huán)境差，工程上應(yīng)給予足夠的重視。
6結(jié)語
電網(wǎng)無功補(bǔ)償是一項(xiàng)建設(shè)性的技術(shù)措施，對電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要作用。由于篇幅限制，本文重點(diǎn)對配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了分析、探討。分析計(jì)算結(jié)果和大量工程實(shí)踐表明，雖然配變無功補(bǔ)償容量孝電壓低，但工程中卻有很多技術(shù)問題值得認(rèn)真分析和思考；而無功補(bǔ)償工程是供電企業(yè)和產(chǎn)品廠家雙方的事情，都應(yīng)充分重視解決工程中的問題。
7參考文獻(xiàn)
[1]趙登福，司哲，楊靖等，新型變電站電壓無功綜合控制裝置的研制[J]，電網(wǎng)技術(shù)，2000；24（6）：14～17 </IMGSTYLE="WIDTH:491PX;HEIGHT:256PX"HEIGHT=256SRC=">
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