[摘 要] 无功补偿在低压电网中的配比及作用是维持电流顺畅的重要条件因素,也是提高电网工作效能的核心因子。供电过程中注意无功补偿的合理运用,可以获得最好的技术和经济效益。
[关键词] 低压电网 无功补偿 方法 功率因数 选择 效益
无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低电能的损耗，改善电网电压质量。从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。
一、目前低压配电网无功补偿的方式
随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。
随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，所谓的“无功”并不是“无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已。因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：
cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
二、低压电网中无功补偿的方法
1.低压集中补偿方法,降低能效值
低压集中补偿方法主要是在配电变压器380V侧进行集中补偿,通常采用微机控制的低压并联电容器柜。这样的补偿方法具有如下作用:(1)补偿的容量较大,可用于上千容器;(2)跟踪性能较好,即可根据用户负荷水平的波动情况进行相应数量的补偿,做到供给平衡;(3)补偿的经济效率好,这种补偿方式对配电过程的损耗有一定的帮助,且投资和维护费用均由专用变用户承担,减少供电企业的成本投入。
根据现有的资料进行整理发现：目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切的。一旦运用集中补偿的方法,不仅能够达到上述的目标要求,还能够使企业能够及时地发现和解决问题。这种集中补偿方法,一方面能够引起电力供应部门的关注,便于检查电压的运行情况;另一方面能够使电压的数值始终在一定的范围之内。
2.中间同步或静止补偿,保持补偿的顺畅性
笔者在近几年的工作实践中发现,在远距离输电线路中间装设同步调相机或静止补偿装置,能够产生如下的效果:(1)有助于电压的稳定,能够减少在输电过程中的不断充电现象;(2)提高输电的容量水平,即在多条线路的输电过程中,及时补充其损耗,起到稳压增容的作用;(3)调节性能强,因这种补偿在线路的中点,能够起到配给和补偿的功效,从而最大限度地发挥其调节功能。
在实际的操作过程中,应该注意以下几方面：(1)选择合理的调节点,即输电网的电压支撑点与调压输电网与受电地区的低一级电压的电网相联的枢纽点设计无功补偿装置;(2)确定合理的补偿调节范围,减少其手外力的影响;(3)不断地进行跟踪维护,尽管这种补偿的自动化程度较高,但也会出现一些诸如受恶劣天气影响等问题,应该注意随时观察,发现异常情况进行及时校正。
3.用户终端分散补偿,提高电压利用率
用户是输电过程中的终结环节,如果能够在用户终端进行分散补偿,不仅能够提高电压利用率,还能够使得用户的电器设备始终保持在一定的稳压值之内,减少破坏现象的发生。笔者以为,用户终端分散补偿的必要性主要体现在:(1)城镇电力用户的用电量日益增多,需要节省资源成本;(2)使用电器的频率较以往有所提高,实行这样的补偿方式,能够有一定的发展空间;(3)符合国家的用电规范要求《供电系统设计规范》(GB50052-1995)指出,容量较大,负荷平稳且经常使用的用电设备无功负荷宜单独就地补偿。可以这么说,用户终端分散补偿方式是较为合理的方法之一。
三、无功补偿的重要性
根据现代电力工作运行规律,我们可得出：在供电的过程中,利用无功补偿的方式进行配送电流,能够稳定电压和降低损耗的作用。由此可见,探讨无功补偿在低压电网中的合理运用,一方面,能够提高电网工作的效率；另一方面,能够降低电能损失,为电力的健康发展获得双赢。
1.无功补偿是稳定低压的必然选择
电压的稳定是电网输送过程中的重要条件,也是电力输送质量不可缺少的重要方面。利用无功补偿的方式进行传输电流,则可达到上述的要求,降低损耗。
2.无功补偿是企业开支节流的有效途径
根据国家电价制度,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,按照一定的数值进行收取电费。对此,很多企业特别注重对机器设备的节能保养,以便减少开支。无功补偿的运用则可达到上述要求,能够帮助企业减少在正常开机后的损耗,节约成本。
3.无功补偿有利于降低系统的能耗
我们可根据P=IUCOSφ的计算公式来测算无功补偿降低电力系统能耗的作用情况。根据I1/I2=cosφ2/cosφ1来计算,线损P减少的百分数为:ΔP%=(1-I2/I1)×100%=(1-cosφ1/cosφ2)×100%,也就是说当功率因数从0.15提高到0.90时,由上式可求得有功损耗将降低25%～40%。这是意想不到的效果。
4.无功补偿能够稳定电压
根据电压损耗的计算公式可知,变压器的电压几乎全为输送无功负荷Q产生的,功率Q在电压稳定中具有不可替代的作用。对此,若在输电过程中,尽量地减少无功功率Q,则不仅能够保持电压的稳定,还能够保证大型电动机的顺利起动。
总之,在低压电网的无功补偿中,不仅要分析低压线路的具体特征,还应该从无功补偿的运用方法出发,精心设计符合电压运行的节能模式,一定能够提高低压电网的运行效率。
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发表于 2020-5-31 10:02:05
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