標(biāo)簽：無功補償 中壓 公用配電線路 自動補償

1 引言

大量城鄉(xiāng)配電網(wǎng)運行統(tǒng)計數(shù)字表明，電網(wǎng)中百分之六十的無功功率是異步電動機(jī)消耗掉的，百分之三十是配電變壓器消耗的，其余百分之十則消耗在供電線路上。所以，中壓(6～10kV)公用配電線路無功補償，歷來是市縣供電局的重點工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其補償形式逐漸增多，這些形式各有何特點?究竟采用何種形式才能達(dá)到最佳補償效果?值得探討。

2.線路分散固定補償

是多年來延續(xù)采用的方式，至今仍發(fā)揮著重要作用。其有結(jié)構(gòu)簡單明了、技術(shù)門檻低、易維護(hù)的優(yōu)點，缺點是容量不能太大，一般按照補償配電變壓器空載無功考慮，而不能補償低壓負(fù)載無功(動態(tài)無功)。因為城鄉(xiāng)公用負(fù)荷峰谷差大，補償容量大了會在線路負(fù)荷較小時，和夜間無負(fù)荷時過補償。這種方式若小容量、多布點、多臺放置在負(fù)荷中心，可以有較好的補償效果。其裝置情況如圖1。

圖1 線路分散固定補償

3.線路分散自動補償

自動補償主要針對低壓負(fù)載無功(動態(tài)無功)，有兩類：

3.1 2段控制。電網(wǎng)改造后為了對付無功負(fù)荷激增的狀況，各地大量購進(jìn)了2段控制的自動補償裝置，以補償容量200kvar為例，有0和200kvar兩種狀態(tài);或補償容量100kvar+100kvar ，有100 kvar和200kvar兩種狀態(tài)。這種早期產(chǎn)品有跌落熔絲頻繁燒毀、損壞率高、運行率低、價格昂貴等弊病，目前漸被淘汰。

3.2 4段控制。兩臺真空開關(guān)分別控制電容器，以補償容量100kvar+200kvar 為例，可以有0，100kvar，200kvar，300kvar4種狀態(tài)，其優(yōu)點是設(shè)計合理、補償容量較大、運行穩(wěn)定、補償效果較好，缺點是成本較高。其裝置情況如圖2。

顯然，自動補償裝置是針對動態(tài)無功而設(shè)置的，其分段越多，補償效果越好，但增加了裝置成本。在一條線路中，若固定補償裝置與4段控制的自動補償裝置配合使用，既能補償配變空載無功，又能比較準(zhǔn)確地補償?shù)蛪贺?fù)載動態(tài)無功，能達(dá)到較好的降損效果。

圖2 線路分散自動補償(四段控制)

4.連續(xù)調(diào)節(jié)自動無功補償

如VCQC(DWZK)線路型自動補償裝置。其根據(jù)電容器無功輸出與端電壓的關(guān)系Q=2πfCU2，通過調(diào)節(jié)電容器的端電壓來調(diào)節(jié)其無功輸出，達(dá)到穩(wěn)定電壓、提高功率因數(shù)、降低線損的目的。本裝置主要由控制器、電壓調(diào)節(jié)器和高壓并聯(lián)電容器組成，有下列特點：

4.1 電容器不分組、不投切即可實現(xiàn)9檔輸出，電壓調(diào)節(jié)范圍為(100～60)%母線額定電壓，無功輸出為(100～36)%電容器容量。

4.2 調(diào)節(jié)過程中無過電壓及涌流，保證了電容器的安全運行。

4.3 電容器長期在額定電壓及以下運行，大大延長了使用壽命。

4.4 調(diào)節(jié)中電容器電壓不突變、不脫離電源、無調(diào)節(jié)延時，真正實現(xiàn)了實時調(diào)節(jié)。

4.5 損耗小，最大值僅為電容器容量的2‰，為SVC的五分之一。

4.6 自動化程度高，使用簡單，“傻瓜機(jī)”設(shè)計風(fēng)格，運行時無需人為控制，出現(xiàn)問題自動提示、自動閉鎖。

5.優(yōu)化設(shè)計自動無功補償

前述自動補償裝置在技術(shù)上的最大缺點，是由于只能采集安裝地點后邊線路負(fù)荷而決定是否投退，故只能補償其后線路的無功，而不能補償前面線路的無功。YGWJ-6、12W2優(yōu)化設(shè)計自動無功補償裝置正是為了解決這個問題而設(shè)計研發(fā)的新產(chǎn)品。

本方案以整條線路為單元進(jìn)行總體的無功補償最優(yōu)化設(shè)計，通過設(shè)在變電站出口的采樣裝置，用無線的方式和線路各點的無功控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，由主采樣點檢測裝置對整條線路的無功電壓等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，制定出線路無功補償最優(yōu)化投切方案，控制各點的無功控制終端動作，是單元線路始終保持在最優(yōu)的節(jié)能狀態(tài)，實現(xiàn)穩(wěn)定電壓、降低線損的目的。

即采用智能化的線路首端采樣技術(shù)，通過控制自動無功補償裝置的投切，在要求補償點在兼顧后端的無功需量及電壓質(zhì)量的前提下，采取過補的方式補償前端的無功需量。

6. 全無功隨器自動補償

隨器是指安裝在配電變壓器低壓側(cè)，即就地補償;全無功即指把配電變壓器的無功損耗完全補償，如其所供無功負(fù)荷還有剩余，也要在此處完全補償，不要留給上一級變電站進(jìn)行補償;自動補償就是說跟蹤無功負(fù)荷變化進(jìn)行補償。如果10kV線路上接有N臺配電變壓器，N臺變壓器都必須進(jìn)行全無功隨器自動補償。如果資金一時困難，就應(yīng)該從線路末端或無功負(fù)荷最大的點開始，待資金問題解決后再逐一完善補償。

圖3是全無功隨器就地補償方式，配電線路中只有有功功率p流動(用實線條表示)。無功功率q用虛線條表示。

圖3 全無功隨器就地補償方式示意圖

其有如下特點：

6.1 高效降損。其控制策略是全無功、就地、自動跟蹤無功補償，任何負(fù)載率下都能補償?shù)阶儔浩鞲邏簜?cè)的功率因數(shù)為1.0或略微倒送無功，配電線路上基本上只有有功電流流動，節(jié)電效益顯著。

6.2 監(jiān)測功能齊全。可實時測量用戶端的三相電壓、電流、有功/無功功率、總有功/無功功率、三相相位、分相功率因數(shù)、電容器電流、三相電壓諧波、三相電流諧波、電壓畸變率、電流畸變率、電容器投切狀態(tài)、諧波量、電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)等多種電參量。

6.3 容量大。存儲十五天的各組控制器的投切次數(shù)及投入的累計時間。無縫隙優(yōu)化補償功能，預(yù)置設(shè)計電容最優(yōu)投入計算。減少投切次數(shù)，無功補償輸出路數(shù)9路。分組或分相控制，9路電容器，以基波無功功率為參考物理量，實時控制 電容器的投切。

6.4 兩種模式。分為普通模式和節(jié)電模式，普通模式根據(jù)變壓器低壓側(cè)所測試的參量(功率因數(shù)和無功功率等)進(jìn)行投切;節(jié)電模式是補償?shù)阶儔浩鞲邏簜?cè)功率因數(shù)為1.0。

7.結(jié)論

中壓公用配電線路無功補償裝置的多元化，為各地根據(jù)自己的具體情況綜合考慮進(jìn)行選用打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。

7.1 資金充裕、想取得最佳降損效果、以前沒有搞過無功補償或現(xiàn)有裝置很差的，可采用全無功隨器自動補償、或優(yōu)化設(shè)計自動無功補償、或連續(xù)調(diào)節(jié)自動無功補償方式，其中沒有低壓集中無功補償?shù)膽?yīng)優(yōu)先選用前者。

7.2 現(xiàn)有分散固定補償完備的，可選用線路分散自動補償中的4段控制形式，或連續(xù)調(diào)節(jié)自動無功補償方式作為補充。

7.3 資金缺乏、技術(shù)力量低下、經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的，仍可選用線路分散固定補償(小容量、多布點、多臺放置在負(fù)荷中心)方式。