農(nóng)網(wǎng)10KV線路無功自動補(bǔ)償效益分析

費(fèi)小艷

0.概況

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)的用電量日趨增大，電網(wǎng)的供電質(zhì)量越來越受到供電部門的重視。隨著一期、二期電網(wǎng)改造完成，電網(wǎng)的供電質(zhì)量得到很大改善和提高，但是還存在著功率因數(shù)偏低，無功補(bǔ)償不合理、線損較大等問題。灤縣電力局特別重視線損的管理，本著為用戶提供高質(zhì)量的電能，自身也能創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益的原則采取了對自己的農(nóng)網(wǎng)10KV配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行完整無功補(bǔ)償?shù)姆椒āＲ郧拔揖种粚ψ冸娬炯醒a(bǔ)償、10KV線路固定補(bǔ)償和用戶端低壓補(bǔ)償，現(xiàn)根據(jù)自身線路特點(diǎn)，對6-10KV線路采用了先進(jìn)的戶外高壓無功自動補(bǔ)償裝置。此裝置根據(jù)電壓、時間、功率因數(shù)、無功等參數(shù)，利用微機(jī)技術(shù)控制并聯(lián)電容器組的投切，以提高功率因數(shù)、降低線耗、改善電壓質(zhì)量。

戶外高壓無功自動補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)：

●實(shí)現(xiàn)了分級、多級投切，使得高壓線路的無功補(bǔ)償更加精細(xì)。

●采用真空接觸器來投切電容器。真空接觸器的觸頭由特殊材料制成，特別適合開斷容性電流。

●高低壓部件集成在一個箱體內(nèi)，戶外柱上安裝，方便用戶使用。

●可通過無線通訊模塊通訊方式實(shí)現(xiàn)近程控制；還可根據(jù)用戶特殊需求，通過GPRS和CDMA等通訊方式實(shí)現(xiàn)遙測控制。

●可根據(jù)實(shí)際需求，串聯(lián)一定比率的電抗器，實(shí)現(xiàn)抑制諧波和補(bǔ)償無功雙重功能，可有效抑制五次、七次諧波。

1.設(shè)備選型

此次選型，涉及唐山市灤縣電力局10kV曬甲坨變電站出口515線路一條，下面分別以線路現(xiàn)狀、線路分析、設(shè)備選型、節(jié)能分析為順序，對這條線路逐一進(jìn)行分析。

1.1線路狀況

線路長度：11.34km、線路總?cè)萘浚?2250kvA、出口電壓：10KV、功率因數(shù)補(bǔ)償前：0.8補(bǔ)償后0.9、主干線型號：LGJ-185、線路電流：199.8A（最大負(fù)荷）、線路負(fù)載率：28%。

1.2線路分析

線路負(fù)荷較重；線路負(fù)荷分布不均勻，負(fù)荷性質(zhì)為生活用電、農(nóng)業(yè)灌溉和一些加工企業(yè)。由此可知，灌溉、生活用電及企業(yè)用電高峰期無功缺額最多，負(fù)荷主要集中在線路的后部，線路的功率因數(shù)為0.8左右，功率因數(shù)較低。

1.3設(shè)備選型

在10kV線路上進(jìn)行單點(diǎn)集中補(bǔ)償?shù)淖罴盐恢檬窃谪?fù)荷的集中點(diǎn)處，這樣的補(bǔ)償節(jié)電效率高；對于線路較長或分支較多，分支負(fù)荷較大，負(fù)載的自然功率因數(shù)較低的線路可采用分散補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)奈恢么_定可選擇在負(fù)荷集中的多點(diǎn)進(jìn)行分散補(bǔ)償。根據(jù)負(fù)荷的分布及線路實(shí)際情況，為了能夠合理有效的對線路進(jìn)行補(bǔ)償，曬變515線路宜采用兩點(diǎn)進(jìn)行集中補(bǔ)償。安裝點(diǎn)（1）選在主線142#桿前，安裝點(diǎn)（2）選在主線165#桿前。補(bǔ)償?shù)臒o功容量選擇在平時負(fù)荷的基礎(chǔ)上留有余量，根據(jù)補(bǔ)償?shù)臒o功容量大小選擇補(bǔ)償方式。

由提供數(shù)據(jù)和線路臺賬可知：安裝點(diǎn)（1）到安裝點(diǎn)（2）之間的配變總?cè)萘繛?895kVA。安裝點(diǎn)（2）到線路末端的配變總?cè)萘繛?330kVA。

線路的負(fù)載率按用戶提供的平均電流計算：

η=S′/S×100%=×U×I/S==28%

式中 S′：線路實(shí)際的視在功率，kVA；

S：線路總?cè)萘?，kVA；

U：線路出口電壓，kV；

I：線路的最大電流，A；

安裝點(diǎn)（1）和安裝點(diǎn)（2）之間的有功功率為：

P=η×S×cosθ=0.28×6895×0.8=1544KW

安裝點(diǎn)（2）到線路末端的有功功率為：

P=η×S×cosθ=0.28×5330×0.8=1193KW

式中 S：安裝點(diǎn)（1）到安裝點(diǎn)（2）之間的配變總?cè)萘?，kVA；

S：安裝點(diǎn)（2）到線路末端的配變總?cè)萘?，kVA；

cosΦ：補(bǔ)償前的功率因數(shù)

補(bǔ)償前功率因數(shù)以0.8計算，補(bǔ)償后的功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量為：

Q=P×（tg（cosΦ）-tg（cosΦ））

式中cosΦ：補(bǔ)償后的功率因數(shù)

計算得知， 安裝點(diǎn)（1）需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量為454kvar，以上計算中所采用的計算數(shù)據(jù)都為額定電壓10kV下的計算值， 為了電容器的安全運(yùn)行現(xiàn)選用額定電壓為11kV的電容器，則根據(jù)電容器安裝容量與有效補(bǔ)償容量之間的關(guān)系，可計算出需要補(bǔ)償容量為544kvar，實(shí)際補(bǔ)償可以選擇550kvar，補(bǔ)償方式為：靜補(bǔ)50kvar+動補(bǔ)200kvar+動補(bǔ)300kvar；同理，安裝點(diǎn)（2）需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量為351kvar，實(shí)際補(bǔ)償可以選擇450kvar，補(bǔ)償方式為：靜補(bǔ)50kvar+動補(bǔ)100kvar +動補(bǔ)300kvar。

2.節(jié)能分析

線損和電流的平方成正比，輸電線上的電流越大，線損就越大，如果我們在不改變電網(wǎng)輸送能力的前提下，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，就能夠有效的減小輸電線上的電流大小，也就能有效減小線損。如果線路功率因數(shù)從cosΦ提升到cosΦ，安裝點(diǎn)補(bǔ)償后的電壓U2將稍大于補(bǔ)償前電壓U1，為分析問題方便，可認(rèn)為U2≈U1=U，則輸電線上的電流減少到I′，那么線損減少量為：