配電網無功補償的主要方式及問題解決

時間:2017-03-05 11:01 來源:ob体育竞彩

配電網無功補償的主要方式

有五種：變電站補償、配電線路補償、隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。

變電站補償：

針對電網的無功平衡，在變電站進行集中補償，補償裝置包括並聯電容器、同步調相機、靜止補償器等，主要目的是平衡電網的無功功率，改善電網的功率因數，提高係統終端變電所的母線電壓，補償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。

這些補償裝置一般集中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護方便等優點，缺點是這種補償方式對10kV配電網的降損不起作用。

配電線路補償：

線路無功補償即通過在線路杆塔上安裝電容器實現無功補償。線路補償點不宜過多；

控製方式應從簡，一般不采用分組投切控製；

補償容量也不宜過大，避免出現過補償現象；保護也要從簡，可采用熔斷器和避雷器作為過流和過壓保護。

線路補償方式主要提供線路和公用變壓器需要的無功，該種方式具有投資小、回收快、便於管理和維護等優點，適用於功率因數低、負荷重的長線路。缺點是存在適應能力差，重載情況下補償不足等問題。

在低壓三相四線製的城市居民和農網供電係統中：

由於用電戶多為單相負荷或單相和三相負荷混用，並且負荷大小不同和用電時間的不同。所以，電網中三相間的不平衡電流是客觀存在的，並且這種用電不平衡狀況無規律性，也無法事先預知。導致了低壓供電係統三相負載的長期性不平衡。對於三相不平衡電流，電力部門除了盡量合理地分配負荷之外幾乎沒有什麼行之有效的解決辦法。

電網中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損，還會增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至會影響變壓器的安全運行，最終會造成三相電壓的不平衡。

調整不平衡電流無功補償裝置，有效地解決了這個難題，該裝置具有在補償線路無功的同時調整不平衡有功電流的作用。其理論結果可使三相功率因數均補償至1，三相電流調整至平衡。實際應用表明，可使三相功率因數補償到0.95以上，使不平衡電流調整到變壓器額定電流的10%以內。

隨機補償：

隨機補償就是將低壓電容器組與電動機並接，通過控製、保護裝置與電動機同時投切的一種無功補償方式。

縣級配電網中有很大一部分的無功功率消耗在電動機上，因此，搞好電動機的無功補償，使其無功就地平衡，既能減少配電線路的損耗，同時還可以提高電動機的出力。

隨機補償的優點是用電設備運行時，無功補償裝置投入；用電設備停運時，補償裝置退出。更具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低的特點。

適用於補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，可較好的限製配電網無功峰荷。年運行小時數在1000h以上的電動機采用隨機補償較其他補償方式更經濟。

隨器補償：

隨器補償是指將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配電變壓器在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配電變壓器空載無功是農網無功負荷的主要部分.

隨器補償的優點是接線簡單，維護管理方便，能有效地補償配電變壓器空載無功，限製農網無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配電變壓器利用率，降低無功網損，提高用戶的功率因數，改善用戶的電壓質量，具有較高的經濟性，是目前無功補償最有效的手段之一。

缺點是由於配電變壓器的數量多、安裝地點分散，因此補償工作的投資比較大，運行維護工作量大。

跟蹤補償：

是指以無功補償投切裝置作為控製保護裝置，將低壓電容器組補償在用戶配電變壓器低壓側的補償方式。

這種補償方式，部分相當於隨器補償的作用，主要適用與100kVA及以上的專用配電變壓器用戶。

跟蹤補償的優點

是可較好地跟蹤無功負荷的變化，運行方式靈活，補償效果好，但是費用高，且自動投切裝置較隨機或隨器補償的控製保護裝置複雜，如有任一元件損壞，則可導致電容器不能投切。其主要適於大容量大負荷的配變。

配電網無功補償的具體問題

1、無功倒送

無功倒送會極大的加強配電網的耗損程度，增強線路所承受的壓力，這在整個電力係統中是無法被允許的。

特別是通過了補償方式屬於固定電容器的用戶，在一定程度上負荷低穀階段形成無功倒送問題，無功功率倒送危害應當受到足夠重視。隨著當前配電網無功補償水平的全麵發展，低壓側無功補償這一項補償措施於配電體係裏也逐漸開始全方位的普及。

補償方式自靜態至動態，自有觸點至無觸點皆獲得了極為實際的現實經驗。

但在實踐普及的過程中，也相應地暴露了部分需要重視的問題。

2、量測問題

10kV配電網線路中的負荷點通常沒有電能表統計，而且工作人員的專業能力、職業素養以及管理水平存在極大的差異性，在進行電能表實際統計時，缺乏一定的準確性，這不僅增加了民眾與電力係統的矛盾可能，也帶給配電網無功優化計算造成了極大的阻礙。

380V終端用戶往往隻進行了有功電能表的裝置，無法實現功率因數的測量。當然，這也是低壓無功補償無法普及的重要因素。

4、諧波

電容器自身基本擁有具某種程度的抗諧波水平，但抵抗的同時也會擴大諧波的副作用。一旦諧波處於相對飽和狀態下，便容易對電容器壽命造成影響，有時會直接使得電容器損壞。不僅如此，電容器在放大諧波水平的過程，會讓係統中諧波幹擾更加嚴重。因此，在行無功補償的過程中，就一定要綜合考衡關於諧波的管束工作，在存在比較嚴重的諧波幹擾的同時，也需補償無功地點，權衡之下，還應加設濾波設備。

4、優化升級

無功補償的起始視野通常都集中於用戶側，隻關注對用戶的功率因數補償。但是，如果要完成卓有成效地降低損耗，就必然需要自整個電力係統的視野出發，利用分析所有電網的無功潮流，具體地製訂出配電網補償方式、地點以及優化容量，才可以在應用少量資金的前提下，發揮出最優質的實際效益。無功補償優化升級的配置目標是能夠確保配電網電壓作用能力的同時，最大限度地降低電網消耗。

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