淺析電力系統(tǒng)低壓電網(wǎng)的無功補償論文
摘要：在電力系統(tǒng)中安裝無功補償裝置，可以有效地減少輸送線路以及變壓器的損耗，進(jìn)而提升電網(wǎng)輸電效率。文章從低壓電網(wǎng)中設(shè)置無功補償?shù)闹匾匀胧郑接懥藷o功補償?shù)拇胧┘霸瓌t，對相關(guān)工作人員有一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);低壓電網(wǎng);無功補償
0引言
在電力系統(tǒng)低壓電網(wǎng)中，無功補償裝置設(shè)置的目的就是提升電網(wǎng)的供電效率，保證電力供應(yīng)順暢。在電力供電系統(tǒng)中，無功補償裝置是一項比較重要的設(shè)備，它能夠有效地減少輸電線路以及變壓器的損耗，提升供配電路中的效率，進(jìn)而使原有的供電環(huán)境得到改善。將無功補償裝置合理地用于供電過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)最大限度地降低供電網(wǎng)絡(luò)中的電能損失，進(jìn)而實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)與社會效益。在電力系統(tǒng)低壓電網(wǎng)的供配電過程中，科學(xué)、合理地采用無功補償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行電能的輸送，可以達(dá)到降低損耗以及穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的作用。本文作者結(jié)合自己多年從事低壓電網(wǎng)管理的工作經(jīng)驗，探討了無功補償裝置的運用。
1無功補償裝置的重要性分析
1.1維持供電網(wǎng)絡(luò)電壓的穩(wěn)定對于低壓電網(wǎng)的供電網(wǎng)絡(luò)來說，穩(wěn)定的電壓是保證其正常工作的先決條件，它可以確保供配電網(wǎng)絡(luò)的電能輸送質(zhì)量。依據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失計算公式，可以得出輸送無功負(fù)荷Q產(chǎn)生了全部的變電器電壓，因此，供電網(wǎng)絡(luò)中的無功功率Q對于確保電壓穩(wěn)定具有特殊的作用。所以，在低壓電網(wǎng)的供配電過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能的降低電網(wǎng)中的無功功率Q，以便達(dá)到維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的作用。
1.2降低電能消耗企業(yè)的電費支出依據(jù)我國目前所執(zhí)行的電費收繳制度，電能消耗企業(yè)所繳納的電費與其功率因數(shù)有關(guān)，根據(jù)該企業(yè)的功率因數(shù)來確定所要繳納的電費。所以，絕大多數(shù)電能消耗企業(yè)都十分關(guān)注對機械設(shè)備的節(jié)能保養(yǎng)，進(jìn)而有效降低企業(yè)的電費支出。在低壓電網(wǎng)中設(shè)置無功補償裝置，能夠有效地降低企業(yè)機械設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中對電能的消耗，進(jìn)而降低企業(yè)的電力成本支出。
1.3降低供配電系統(tǒng)的電能損耗
在確定電力系統(tǒng)因使用無功補償裝置而節(jié)省的能耗時，可以使用公式P=IUCOSα。電力系統(tǒng)安裝無功補償裝置后，當(dāng)功率因數(shù)從未安裝前的0.75提高到安裝后的0.9后，能夠降低大約30%的電能消耗，可以看出其具有非常好的降低電能消耗的作用。所以，電力系統(tǒng)在進(jìn)行低壓電網(wǎng)輸送電流時，可以考慮運用無功補償裝置，這樣能夠有效地降低電力系統(tǒng)中電能損耗。
2無功補償裝置配置地點的選擇
在電力系統(tǒng)低壓電網(wǎng)中，無功補償裝置可以設(shè)置在以下三個地方，一個是設(shè)置在變電所的母線上，一個是設(shè)置在10 kv的線路中，另外，還可以設(shè)置在用戶低壓端。
2.1變電所母線設(shè)置無功補償裝置在變電所的母線上，無功補償?shù)娜萘恳绕渌牡胤蕉即螅ǔＧ闆r下是采用手動分級投切的方式進(jìn)行。首先要確定該變電所覆蓋范圍內(nèi)的總的無功負(fù)荷量，再依據(jù)總的無功負(fù)荷量來確定變電所母線上的無功補償容量，以便確保上一級的功率因數(shù)能夠滿足設(shè)計要求，同時使變電所的母線電壓始終處于允許的范圍之內(nèi)。
2.2 10 kV線路設(shè)置無功補償裝置對于10 kV線路來說，其無功補償容量的確定是依據(jù)變壓器的無功損耗以及線路中的無功損耗值。10 kV線路中的無功補償容量不可以過大，否則，會使得線路處于低負(fù)載時出現(xiàn)無功過補償現(xiàn)象，這樣就會導(dǎo)致線路中的損耗量增大，同時也不能保證線路中的電壓穩(wěn)定。
2.3用戶低壓端設(shè)置無功補償裝置通常情況下可以根據(jù)用戶的無功負(fù)荷的變化，進(jìn)行補償電容器的自動切換，這樣就能夠避免出現(xiàn)向高壓線路反送無功電能的情況。在供配電電網(wǎng)里，若將無功補償裝置設(shè)置在用戶低壓端，能夠保證線路中有最小的電流，進(jìn)而有效降低線路中的電能損失。此外，由于供配電線路中的電流比較小，就能夠使供配電線路中電壓降減少，進(jìn)而避免電壓出現(xiàn)較大的波動。通過在用戶端設(shè)置無功補償裝置，可以產(chǎn)生較好的效果，不然即便線路關(guān)口處有著比較高的功率因數(shù)，也不能實現(xiàn)合理降低線路的功率損耗。在供配電線路中，應(yīng)當(dāng)將低壓側(cè)設(shè)置無功補償裝置作為主要的補償方式，而高壓端的'無功補償裝置只起到輔助作用。為了能夠有效地達(dá)到線路中的無功補償，可以結(jié)合線路中實際情況選用自動控制的方式，及時獲取供配電電網(wǎng)中的功率因數(shù)、功率、電流、電壓等參數(shù)，依據(jù)電網(wǎng)中各參數(shù)的變化，來確定合理的操作指令，進(jìn)而保證供配電低壓電網(wǎng)始終保持良好的運行狀態(tài)。
3無功補償應(yīng)遵循的原則
在電力系統(tǒng)低壓電網(wǎng)中設(shè)置無功補償裝置需要遵循同機補償、電容器補償、隨時補償?shù)仍瓌t。低壓電網(wǎng)正式輸電之前，應(yīng)當(dāng)先將電動機與低壓電容器組相連接，在連接的基礎(chǔ)上再讓其工作，這么做不僅能夠有效地減少因低電流通過所帶來的電能損失，而且可以提升低壓電流的使用效率，進(jìn)而實現(xiàn)無損耗的目標(biāo)。在低壓電網(wǎng)供配電變壓器的兩側(cè)，可以連接低壓電容器，這么做可以補償由于配電變壓器空載狀態(tài)時的無功損耗，此外，也可以在一定程度上補償由于變壓器使用而造成的電能損耗。
在低壓電網(wǎng)的補償過程中，電網(wǎng)的控制保護(hù)裝置采用無功補償切換裝置，0.5 kV左右的大用電戶的母線上設(shè)置低壓電容器組補償，這么做既可以達(dá)到兩種補償?shù)囊螅夷軌蛟谝欢ǔ潭壬媳ＷC電壓的穩(wěn)定，進(jìn)而避免電氣設(shè)備因電壓變化而受到損壞。
4無功補償?shù)木唧w方法
4.1低壓電網(wǎng)中集中補償在低壓電網(wǎng)中進(jìn)行集中補償主要是利用由電腦控制的低壓并聯(lián)電容器柜，在380V配電變壓器處進(jìn)行。采用集中補償?shù)姆椒ㄖ饕幸韵聨追矫娴膬?yōu)點：首先，是能夠補償?shù)娜萘亢艽螅梢酝瑫r滿足上千容器的使用;其次，是可以對其進(jìn)行跟蹤，對用戶用電情況進(jìn)行實時跟蹤，依據(jù)用電波動情況來確定需要使用的補償數(shù)量，進(jìn)而達(dá)到供配電的平衡;再次，是可以產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效果，采用集中補償?shù)霓k法可以有效地控制供配電電網(wǎng)中電能的損耗，而且設(shè)備的維護(hù)和投資全部由使用方負(fù)責(zé)，這樣就明顯的降低了供電企業(yè)的相關(guān)支出，而且可以對電能損耗進(jìn)行有效控制。當(dāng)前，用電大戶在設(shè)置無功補償裝置時，大多數(shù)都是依據(jù)電網(wǎng)功率因素的變化來對電容器進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。用電企業(yè)運用集中補償?shù)姆绞剑梢詫赡艹霈F(xiàn)的問題做到早發(fā)現(xiàn)、早解決;此外，當(dāng)?shù)氐墓╇姴块T也會對企業(yè)的用電情況給予更多的關(guān)注，以便能夠加強對電網(wǎng)電壓的檢查，確保電壓一直能夠處于合理水平。
4.2低壓電網(wǎng)中的靜止補償
在電力系統(tǒng)中的遠(yuǎn)距離輸配電線路中，可以采用靜止補償?shù)姆绞竭M(jìn)行無功補償，這樣不僅可以確保電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定，而且能夠避免輸配電期間出現(xiàn)充電現(xiàn)象，進(jìn)而全面提升輸電的總體容量，即在幾條線路同時進(jìn)行輸配電時，可以對產(chǎn)生的能量損耗進(jìn)行及時補充，進(jìn)而實現(xiàn)穩(wěn)定電壓的作用。與此同時，可以達(dá)到補償和配給的作用，進(jìn)而使其充分展示出調(diào)節(jié)的功能。在現(xiàn)實使用時，應(yīng)當(dāng)先確定調(diào)節(jié)點，也就是受電地區(qū)的下一級電網(wǎng)與調(diào)壓輸電網(wǎng)與輸電網(wǎng)的電壓支撐點之間的相互連接的樞紐點設(shè)計無功補償裝置。明確該裝置可以調(diào)節(jié)的范圍，之后對其實行跟蹤維護(hù)。雖然這種方式具有很好的自動化水平，但同時也會受到一些難以避免的因素影響，如不良的天氣等。因此，在使用過程中，要加強其觀測力度，以便能夠及時獲取最新的數(shù)據(jù)，出現(xiàn)問題時要及時進(jìn)行調(diào)整。
4.3低壓電網(wǎng)中的分散補償
在電力系統(tǒng)中的用戶端采取分散補償?shù)姆绞剑粌H可以達(dá)到提升電壓使用率的作用，而且能夠保證電壓始終處于合理水平，避免因電壓變化對電器所造成的損壞。采用分散補償?shù)姆绞娇梢杂行У亟档唾Y源成本支出，因用戶所用電器有著較高的頻率，使用分散補償?shù)姆椒ǎ兄^好的應(yīng)用前景。采用分散補償?shù)姆椒ǎ梢杂行嵘┡潆娋�路中的供電水平，穩(wěn)定線路中的電壓，確保用戶電器電壓能夠始終處于合理范圍，保證電器可以安全、平穩(wěn)的運行。
5結(jié)語
在電力系統(tǒng)低壓電網(wǎng)中使用無功補償裝置，應(yīng)當(dāng)先對低壓電路中所有的特點進(jìn)行分析研究，從實際應(yīng)用角度采取一定的措施，進(jìn)而降低電網(wǎng)中的電能損失，確保低壓電網(wǎng)的供電質(zhì)量。
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