淺析低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)

作者/許文忠、郭慶俊、谷世棟，國網(wǎng)山東省電力公司成武縣供電公司

淺析低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)

作者/許文忠、郭慶俊、谷世棟，國網(wǎng)山東省電力公司成武縣供電公司

利用無功補(bǔ)償配置技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無功優(yōu)化是降低電力系統(tǒng)電能損耗、提高供電質(zhì)量的重要方法。本文將現(xiàn)在主流的三種低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合分析結(jié)果，對低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)的應(yīng)用方法以及技術(shù)的選擇進(jìn)行探究，最后提出幾種優(yōu)化的手段。

低壓配網(wǎng)；無功補(bǔ)償配置技術(shù)；補(bǔ)償位置

前言

配電網(wǎng)無功優(yōu)化配置需要遵循總體平衡與局部平衡相結(jié)合；以中、低配電網(wǎng)補(bǔ)償為主，其他補(bǔ)償方案相結(jié)合；用戶補(bǔ)償與電力部門補(bǔ)償相結(jié)合；以配網(wǎng)降損為主，調(diào)壓和降損相結(jié)合的四大原則。據(jù)此原則，在低壓配網(wǎng)中，需要對使用設(shè)備和使用技術(shù)進(jìn)行合理選擇。

1.低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)的分類

■1.1個(gè)別無功補(bǔ)償配置技術(shù)

個(gè)別的補(bǔ)償技術(shù)是將電動(dòng)機(jī)與電容器并聯(lián)，從而有效取代控制的系統(tǒng)，起到提升啟動(dòng)電源、節(jié)約成本和縮短啟動(dòng)時(shí)間的作用。這種技術(shù)主要應(yīng)用在電力系統(tǒng)中容量較大的電動(dòng)機(jī)或供電電壓比較低的低壓網(wǎng)絡(luò)中。

■1.2 分組無功補(bǔ)償配置技術(shù)

分組無功補(bǔ)償配置技術(shù)指的是將電容器安裝在配電室母線中技術(shù)，它可以最大程度地發(fā)揮電容器的功效，能夠減少低壓配網(wǎng)中的能源消耗，同時(shí)提高利用率。將個(gè)別與分組這兩種補(bǔ)償方式聯(lián)合起來還能形成集中無功補(bǔ)償配置技術(shù)，可以對電容器運(yùn)行環(huán)境的安全性給予保障。

■1.3 用戶端分散無功補(bǔ)償配置技術(shù)

用戶端分散補(bǔ)償技術(shù)是在用戶末端使用無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少線路損耗、保證電壓平衡的目標(biāo)。對此進(jìn)行選擇需要參考配電變壓器低壓側(cè)的最大無功需求。

2.低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)的應(yīng)用

■2.1 應(yīng)用環(huán)境的考量

無功補(bǔ)償裝置電路元件的可靠性和周圍運(yùn)行環(huán)境的平穩(wěn)性是無功補(bǔ)償裝置的關(guān)鍵。對于前者的考量主要是針對裝置自身的質(zhì)量，所應(yīng)用的技術(shù)，能夠達(dá)到自動(dòng)化程度。而對于后者，需要根據(jù)裝置的安裝形式進(jìn)行考量，其裝置安裝形式一般可以分為三種，即箱式變的補(bǔ)償設(shè)備、配電房內(nèi)補(bǔ)償柜和線路公用配變的柱上補(bǔ)償箱，其中線路共用配變的柱上補(bǔ)償箱式戶外安裝，受到環(huán)境的影響最大，對此，應(yīng)對外界全年的平均溫度、濕度、降水及灰塵等進(jìn)行調(diào)查研究，在補(bǔ)償設(shè)備選擇時(shí)，在補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)定時(shí)，都應(yīng)該為環(huán)境因素留有一定的可容度[1]。

■2.2 確定補(bǔ)償位置

在低壓配網(wǎng)中，在做好選擇之后，需要按照無功就地平衡的原則對補(bǔ)償位置進(jìn)行確定，這樣可以對主干線上傳輸?shù)碾娏髯龅接行p少。就實(shí)際情況而言，在我國低壓配網(wǎng)中，很多都需要在各個(gè)分支線上安裝電容器，利用保持分支線上無功功率的平衡來減少干線對無功負(fù)荷的傳輸。而電能質(zhì)量和電壓質(zhì)量有關(guān)，對此，為保證應(yīng)用無功補(bǔ)償配置技術(shù)的低壓配網(wǎng)具有良好的供電質(zhì)量，就必須要保證電壓的偏移與波動(dòng)處于規(guī)定范圍之內(nèi)，而電壓的損耗與無功功率、有功功率都有著相關(guān)性。因此，如果有大量的無功就很難實(shí)現(xiàn)就地供應(yīng)，而利用長途輸送，就會(huì)讓電能供應(yīng)效果下降。結(jié)合實(shí)踐證明，只有對柱上無功補(bǔ)償配置安裝地點(diǎn)進(jìn)行合理選擇，才能夠?qū)⒅鞲删€上的無功電流減少，同時(shí)，對電容器最佳裝設(shè)點(diǎn)選擇時(shí)，可以利用無功補(bǔ)償容量的合理配置。裝設(shè)位置計(jì)算公式為Li=(2i/2n+1)L，據(jù)此，可以得知在一臺無功補(bǔ)償柜安裝時(shí)，其位置選擇普遍是現(xiàn)距離負(fù)荷2/3的地方。

■2.3 確定補(bǔ)償容量

在我國很多的低壓配網(wǎng)中，都包含了眾多的負(fù)荷點(diǎn)與分支，同時(shí)，這些低壓配網(wǎng)具有一定的輻射型。因此，可以把分支線當(dāng)作是無功損耗的線路，而分支線上各個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷量的總和就是無功負(fù)荷總量。假若在分支線上，有著最小負(fù)荷，那么就需要將它在大分支線上完成合并，進(jìn)而利用電網(wǎng)損耗的微增率來我選擇最好的補(bǔ)償容量。

■2.4 保證電力系統(tǒng)和設(shè)備的匹配

使用無功補(bǔ)償配置技術(shù)，就需要增加新的設(shè)備，這時(shí)就需要對設(shè)備與原來電力系統(tǒng)之間的匹配程度進(jìn)行考慮，需要控制人員具有較高的控制水平。技術(shù)人員在掌握操作流程和技術(shù)要點(diǎn)后，還需要對電力系統(tǒng)中新增設(shè)備進(jìn)行了解，且在實(shí)際使用中對其進(jìn)行控制和監(jiān)督。利用詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，可以將無功補(bǔ)償效率進(jìn)行提升。集中形式的無功補(bǔ)償和分散形式的無功補(bǔ)償可以結(jié)合起來，進(jìn)而促進(jìn)電力使用者的無功補(bǔ)償和供電機(jī)構(gòu)工作內(nèi)容結(jié)合，進(jìn)而提高無功補(bǔ)償裝置技術(shù)的科學(xué)性，讓無功補(bǔ)償可以實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

除此之外，在應(yīng)用無功補(bǔ)償配置技術(shù)時(shí)，需要對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行考慮，對各個(gè)專業(yè)的理論與知識進(jìn)行結(jié)合，如電氣自動(dòng)化、機(jī)械繪圖和電氣工程等。在找尋問題時(shí)，可以利用分級補(bǔ)償?shù)姆椒ǎㄟ^部門與部門之間的協(xié)調(diào)溝通，可以得到最佳的解決問題方案，然后低壓配網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性得到提升。

3.低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)的優(yōu)化

■3.1 無功采樣

以無功電流為控制量，同時(shí)采集電流信號和三相電壓。參考限量為用戶設(shè)定的功率因數(shù)，利用控制單元進(jìn)行處理，可以將A、B、C三相的無功待補(bǔ)量進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)而發(fā)出投切信號。

■3.2 投切容量

利用如3kvar，4kvar，9kvar等階梯容量的電容器組，加上相應(yīng)的電容器組接線（Δ-Y變換）的方法將電容器組容量可以進(jìn)行改變[2]，依照實(shí)際情況可以進(jìn)行任意的組合，能夠讓整個(gè)低壓配網(wǎng)的無功補(bǔ)償配置技術(shù)更加靈活。在投切開關(guān)上，可以利用固態(tài)繼電器來實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)的投切，其響應(yīng)速度大約在20ms，能夠?qū)崿F(xiàn)零電流切、零電壓投，能夠減少對于整個(gè)系統(tǒng)的沖擊力度。

■3.3 記憶、優(yōu)化、組合投切

電容器組的三相分補(bǔ)與三相共補(bǔ)需要結(jié)合，對此，需要在A、B、C三相無功待補(bǔ)量中，將最小的電容補(bǔ)充量進(jìn)行提取，并將其作為共補(bǔ)容量，按照取平補(bǔ)齊的原則可以實(shí)現(xiàn)分相提取，之后進(jìn)行組合投切，進(jìn)而規(guī)避了采集一相信號出現(xiàn)欠補(bǔ)或過補(bǔ)的現(xiàn)象，同時(shí)對電容器有所節(jié)省，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

■3.4 三遙功能

三遙功能的實(shí)現(xiàn)也是低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)優(yōu)化的表現(xiàn)。如我國北方某電力企業(yè)中，在低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置中就加入了遙控單元，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了利用網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了遙控、遙測與遙控功能，經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐，該電力企業(yè)將供電質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益同過去進(jìn)行對比，均有顯著的提升。

4.結(jié)論

綜上所述，在低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)的應(yīng)用中，需要考慮應(yīng)用環(huán)境、補(bǔ)償容量、補(bǔ)償位置和匹配程度這四個(gè)方面，而在優(yōu)化此技術(shù)時(shí)，可以從無功采樣、投切容量和三遙功能等方面進(jìn)行研究和改良，進(jìn)而提高整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和可靠性。

* [1]孫亞坤,孟浩.淺析低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù),2017,05:168.

* [2]李曉龍,高峰,楊濱,張輝.淺析低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)[J].通訊世界,2016,20:93-94.