農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)中配電線路無功補(bǔ)償

1、百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)中配電線路無功補(bǔ)償摘要：本文主要就農(nóng)村電網(wǎng)中配電線路配置無功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行 了一系列探討，從而使之農(nóng)村電網(wǎng)的無功分層、分區(qū)、就地平衡， 提高農(nóng)網(wǎng)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平得以實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)；無功補(bǔ)償；配電線路一、無功補(bǔ)償依據(jù)根據(jù)我國按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法，電力系統(tǒng)電壓和無功管 理?xiàng)l例的規(guī)定，要求“高壓供電的工業(yè)及裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓設(shè) 備的用戶，功率因數(shù)為。.95以上，其他電力用戶功率因數(shù)為。.90 以上，走售和農(nóng)業(yè)用戶功率因數(shù)為0. 8以上”。用電容器補(bǔ)償降低了電能損耗，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但是 這只是事物的一個(gè)方面，從另一個(gè)方面講，裝

2、設(shè)電容器以需要一定 的投資.而電容器本身也還有一定的有功損耗及電能損耗，當(dāng)補(bǔ)償 容量增大時(shí)，這方面的支出也隨著增大，又降低了電力網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng) 濟(jì)性。綜合兩個(gè)方面的因素，按經(jīng)濟(jì)上合理的條件求出應(yīng)的補(bǔ)償容 量，一般經(jīng)濟(jì)上合理的補(bǔ)償容量，可以按年計(jì)算費(fèi)用最小來決定。由于農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷變化較大，并非功率因數(shù)越高越好，從綜合經(jīng)濟(jì)效 果和防止過電壓角度考慮，采用“欠補(bǔ)償”，防止低谷負(fù)荷或低負(fù) 荷時(shí)的過補(bǔ)償而引起的過電壓現(xiàn)象。在無功負(fù)荷較集中的地方實(shí)行 就地補(bǔ)償，同時(shí)按網(wǎng)損徽增率或無功負(fù)荷最優(yōu)分布原則分配補(bǔ)償容 量，力求最佳經(jīng)濟(jì)效益。低壓電網(wǎng)功率因數(shù)：低壓電網(wǎng)在的電戍性無功負(fù)荷應(yīng)用電力電容器予以就地充分補(bǔ)償，一般在

3、最大負(fù)荷月的月平均功率因數(shù)達(dá)到以 下標(biāo)準(zhǔn)：農(nóng)村公用配電變壓器不低于0. 85；lOOkva以上的電力用戶不低于0. 90低壓電力網(wǎng)中的無功補(bǔ)償按下列原則設(shè)置：固定安裝年運(yùn)行時(shí)間 在1500h以上，且功率大于4. okw的異步電動(dòng)機(jī)，實(shí)行就地補(bǔ)償, 與電動(dòng)機(jī)同步投切。二、農(nóng)村電網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化配置方法配電網(wǎng)無功補(bǔ)償包括：變電所集中補(bǔ)償，低壓集中補(bǔ)償、桿上無 功補(bǔ)償和用戶終端分散補(bǔ)償。根據(jù)就地補(bǔ)償原理，農(nóng)村電網(wǎng)無功補(bǔ) 償采用集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合方案。集中補(bǔ)償是在35 / 10kv 變電所補(bǔ)償，分散補(bǔ)償就是在低壓網(wǎng)或lokv線路上補(bǔ)償。1 .變電所集中補(bǔ)償：針對(duì)輸電網(wǎng)的無功平衡，在變電所進(jìn)行集 中

4、補(bǔ)償。補(bǔ)償裝置包括并取電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等。 生要目的是就近向配電線路前段f靠近變電所的線路）輸送無功， 改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)、提高終端變電所的電壓和補(bǔ)償主變壓器的 無功損耗.同時(shí)兼顧調(diào)壓。這些補(bǔ)償裝置一般連接在變電所的10kv 母線上或高壓供電用戶降壓變電所母線上，也包括集中裝設(shè)于電力 用戶主總配電聿低壓母線上的電容器組。補(bǔ)償容量通常按主變壓器 容量的15% 30%配備，具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但是, 由于農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷季節(jié)性強(qiáng)，設(shè)備負(fù)荷率低.變電所的無功補(bǔ)償容量的 先擇很難適應(yīng)季節(jié)性和晝夜大幅度變化的無功負(fù)荷的需要。為了使 其功率因數(shù)達(dá)到上級(jí)電網(wǎng)規(guī)定值，并防止過補(bǔ)償和電壓升高題

5、，必 須采用大容量無功補(bǔ)償裝置自動(dòng)投切，在運(yùn)行上勢(shì)必出現(xiàn)頻繁的操 作。又因?yàn)殡娙萜鹘M安裝在變電所主要是補(bǔ)償主變壓器本身的無功 損耗以及減少變電所以上輸電線路傳輸?shù)臒o功電力，降低供電網(wǎng)絡(luò) 的無功損耗。但它不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。由于變電所以下 用戶消耗的無功功率仍然需要通過配電線路長距離輸送。為了實(shí)現(xiàn) 變電所的電壓控制。通常無功補(bǔ)償裝置（一般是并聯(lián)電容器組）結(jié) 合有載調(diào)壓抽頭來調(diào)節(jié)。通過兩者的協(xié)調(diào)來進(jìn)行電壓/無功控制。2 .配電線路集中和分敞補(bǔ)償：lokv線路廣泛采用大樹干、多分 支的單向輻射供電方式。這些線路的特點(diǎn)是負(fù)荷率低，符合季節(jié)性 波動(dòng)大，配電變壓器的平均負(fù)荷率低，供電半徑長，無功消

6、耗多， 功率因數(shù)低，線路損耗大，末端電壓質(zhì)量差。在配電線路上進(jìn)行分 散補(bǔ)償能顯著改善線路的運(yùn)行性能，降低電能損耗，提高供電網(wǎng)絡(luò) 的電壓質(zhì)量。配電線路分散補(bǔ)償是指把一定容量的高壓并聯(lián)電容器分散安裝 在供電距離遠(yuǎn)、負(fù)荷重、功率因數(shù)低的lokv架空線路上，主要補(bǔ) 償線路上感性電抗所消耗的無功功率和配電變壓器勵(lì)磁無功功率 損耗，還可提高線路末端電壓。3 . 1配電線路無功補(bǔ)償確定安裝地點(diǎn)和裝設(shè)容量原則1）就近補(bǔ)償適用于線路主干線長度超過10km、超過經(jīng)濟(jì)電流密度 運(yùn)行的重負(fù)荷線路、電壓質(zhì)量差的線路。2）防止輕載時(shí)向電網(wǎng)倒送無功，容量選擇以補(bǔ)償局部電網(wǎng)中配電 變壓器的空載損耗總值為度。3）合理選擇安裝地

7、點(diǎn)2 . 2配電線路無功補(bǔ)償：安裝位置及補(bǔ)償容量確定無功補(bǔ)償裝置 安裝地點(diǎn)的選擇應(yīng)符合無功就地平衡的原則，盡可能減少主干線上 的尤功電流為目標(biāo)。一般對(duì)于均勻分布無功負(fù)荷的配電線路，其補(bǔ) 償容量和安裝位置按2n/ （2n+l）（其中n為不小于1的整數(shù)）規(guī) 則，求得最優(yōu)補(bǔ)償方案?？紤]到無功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行維護(hù)、補(bǔ)償效 益及投資回收期限，沿線的無功補(bǔ)償點(diǎn)以安裝一處為適宜，最多不 應(yīng)超過兩處，可以直接連接于主干線上和較大的分支線上，每個(gè)補(bǔ) 償點(diǎn)的容量不宜超過100150kvar。配電線路上無功補(bǔ)償點(diǎn)容量應(yīng)適當(dāng)控制，并且在線路負(fù)荷低谷 時(shí)，不應(yīng)出現(xiàn)過補(bǔ)償向系統(tǒng)倒送無功。負(fù)荷在線路上的分布狀況不 同，安裝地

8、點(diǎn)也不相同。3 .用戶分散補(bǔ)償：目前我縣城鎮(zhèn)低壓用戶的用電量大幅增長， 企業(yè)、廠礦、居民小區(qū)等對(duì)無功需求都很大，直接在用戶末端進(jìn)行 無功補(bǔ)償最恰當(dāng)?shù)亟档碗娋W(wǎng)的損耗和維持網(wǎng)絡(luò)的電壓水平。gb50052-1995供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范指出，容量較大，負(fù)荷平 穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備無功負(fù)荷宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。故對(duì)于企業(yè)在 的電動(dòng)機(jī)應(yīng)該進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償即隨機(jī)補(bǔ)償。針對(duì)小區(qū)用戶終端由 于用戶負(fù)荷小，波動(dòng)大，地點(diǎn)分散，無人管理，因此應(yīng)該開發(fā)一種 新型低壓終端無功補(bǔ)償裝置，并滿足以下要求：智能型控制，免維 護(hù)；體積小，易安裝；功能完善.造價(jià)較低。與工（一）、（二）兩種補(bǔ)償方式相比，用戶終端分散補(bǔ)償方式將更 能體現(xiàn)以下

9、優(yōu)點(diǎn)；線損率可減少20%；減小電壓損失，改善電壓質(zhì) 就，進(jìn)而改善用電設(shè)備啟動(dòng)和運(yùn)行條件；釋放系統(tǒng)能量提高線路供 電能力。缺點(diǎn)是由于低壓無功補(bǔ)償通常按配電變壓器低壓側(cè)最大無 功需求來確定安裝，而各配電變壓器低壓負(fù)荷波動(dòng)的不同時(shí)性造成 大量電容器在較輕載時(shí)的閑置，設(shè)備利用率不高。4.10/配電變壓器的隨機(jī)補(bǔ)償：配電變壓器隨機(jī)補(bǔ)償，是將低 壓補(bǔ)償電容直接安裝在配電變壓器低壓側(cè)，與配電變壓器同投同 切，用以補(bǔ)償配電變壓器自身勵(lì)磁無功功率損耗和感性用電設(shè)備的 無功功率損耗。4.1 隨機(jī)補(bǔ)償原則：10/配電變壓器的補(bǔ)償位置一般在出口處的 總保險(xiǎn)后，這樣可用配電變壓器低壓繞組作為放電線圈，配電變壓 器低壓側(cè)

10、總保險(xiǎn)作為保護(hù)。無功補(bǔ)償裝置的容量選擇，根據(jù)實(shí)際負(fù) 荷水平按提主功率因數(shù)的要求合理配置。隨著負(fù)荷的變化，配電壓 器隨機(jī)補(bǔ)償方式使用無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置自動(dòng)投切一部分電容器組， 以達(dá)到最佳補(bǔ)償功率因數(shù)。4.2 補(bǔ)償容量的確定1）農(nóng)網(wǎng)配變負(fù)荷率一般部很低，據(jù)統(tǒng)計(jì)年平均負(fù)荷率為8% ,所 以只要以每臺(tái)變壓器都進(jìn)行就地補(bǔ)償，就可以補(bǔ)償農(nóng)網(wǎng)總無功負(fù)荷 的50%,是目前補(bǔ)償無功最有效的手段之2）配電變壓器低壓則補(bǔ)償容量不易過大。否則不但不經(jīng)濟(jì).而且 在變壓器空載或者負(fù)荷較輕時(shí)，還會(huì)造成過補(bǔ)償，使功率因數(shù)角超 前無功功率向電力系統(tǒng)倒送和電源電壓升高。功率因數(shù)角超前有如 下壞處：O1電容器與電源仍有無功功率交換，

11、減少電源的有功出 力。02因網(wǎng)絡(luò)傳輸容性無功功率，仍會(huì)造成有功損耗。03白白 耗費(fèi)了電容器的設(shè)備投資。另外，如補(bǔ)償電容過大，當(dāng)電源缺相時(shí) 有可能發(fā)生鐵磁諧振過電壓，燒毀電容器和變壓器，影響漫備的安 全運(yùn)行。3)為了防止發(fā)生過補(bǔ)償現(xiàn)象，其補(bǔ)償容量不應(yīng)超過配電變壓器的 無功功率，補(bǔ)償容量的選擇應(yīng)考慮兩個(gè)方面：補(bǔ)償配電變壓器 本身的無功功率損耗；02當(dāng)?shù)蛪壕W(wǎng)的cos時(shí)，補(bǔ)償?shù)絚osWO. 9 所需要的無功功率。此處所說的cosWO 9指的是最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，加了補(bǔ)償 后。當(dāng)負(fù)荷減少時(shí)，南于無功功率負(fù)荷減小，如果補(bǔ)償容量不變功 率因數(shù)會(huì)提高。但在低谷負(fù)荷時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)過補(bǔ)償，以免功率和電能 損耗。防止

12、末端電£18升高。對(duì)lOOkva及以上的配電變壓器宜采用無功補(bǔ)償微機(jī)監(jiān)測(cè)和自動(dòng) 投切裝置，合理調(diào)整無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置功率因數(shù)的整定值,保證無 功功率在低壓電嘲就地平衡重負(fù)荷時(shí)提高功率因數(shù)到0. 95以上， 在輕負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得大補(bǔ)償容量按配變無功損耗的1. 8倍 估算補(bǔ)償時(shí)先補(bǔ)償無功負(fù)荷大、等值電阻大的配電變壓器，這是由 于補(bǔ)償而減少的用有功網(wǎng)損a (ap) = (2q-qoq r/u與無功負(fù)荷和 等值電阻成正比。4 . 3補(bǔ)償方式：低壓配電系統(tǒng)中的無功功率補(bǔ)償方式在用戶變壓 器低壓側(cè)安裝低壓三相電力電容器組，在測(cè)得米樣相（多為b相）的 功率因數(shù)后。便依據(jù)此值投切三相電容器組對(duì)三相負(fù)

13、載的無功功率 作集中補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式在以三相負(fù)荷為主的低壓供配電系統(tǒng)中 表現(xiàn)優(yōu)異，但在以單相負(fù)荷為主的低壓供配電系統(tǒng)中，由于三相間 無功負(fù)荷平衡，且這種不平衡無法通過調(diào)配三相負(fù)載等手段米消 除。所以若是采用低壓三相電力電容器組按采樣相值對(duì)三相進(jìn)行無 功補(bǔ)償，則補(bǔ)償后三相功率因數(shù)不一致。采樣相補(bǔ)償效果好，而另 外兩相則會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)欠補(bǔ)償或是過補(bǔ)償。欠補(bǔ)償使得安裝的電力電 容器組不能完全發(fā)揮作用，線路中仍然流過較大的無功電流而增加 電能損耗,而過補(bǔ)償則將向電網(wǎng)輸送無功電流，這是電力系統(tǒng)中所 禁止的。如果采用單相電容器組按每相測(cè)出的功率因數(shù)值對(duì)三相分別進(jìn) 行無功補(bǔ)償，則會(huì)完全可以避免以電網(wǎng)中無功功率

14、過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償 情況的發(fā)生，充分發(fā)揮電力電容器組對(duì)無功負(fù)荷作用，改善電能質(zhì) 量，減少系統(tǒng)中的電能損耗。分相補(bǔ)償對(duì)電容器額定容量的選擇應(yīng)與變壓器容量相匹配。如果 選擇大容量電容器組束補(bǔ)償小容量變壓器。往往會(huì)難以精確補(bǔ)償， 而若是采用小容量電容器組補(bǔ)償大容量變壓器。則將會(huì)導(dǎo)致電容器 的投切頻繁。電容器在接通時(shí)，經(jīng)振蕩而被充電到其穩(wěn)定值。頻率 從幾百赫到幾千赫，出現(xiàn)極高的尖峰電流，而若是在電容器組中接 入單個(gè)電容器，由于己接入電網(wǎng)的電容器此時(shí)成為附加能源。則將 會(huì)產(chǎn)生更大的尖峰電流，這種尖峰電流對(duì)開關(guān)電器是極為不利的， 因此，碰盡可能減少電容器的投切次數(shù)。由于現(xiàn)在電網(wǎng)中大量存在非線性負(fù)荷（如眾多的半

15、導(dǎo)體功率元件 等），使得電劇中的諧波含量常常很高。而裝在電網(wǎng)上的電容器。 從低壓側(cè)看來與變壓器的感抗及剩余的電剛電感形成一個(gè)振蕩回 路。當(dāng)這一回路的固有頻率與電流諧波的頻率相互重合時(shí)，振蕩回 路勵(lì)磁而產(chǎn)生很的過電流，造成供電回路過載，甚至引起電容器的 燒毀。因此需要在電容器接通回路中串聯(lián)一個(gè)電感，一則防止產(chǎn)生 諧波，二則可吸收高次諧波電流。5 .低壓電動(dòng)機(jī)的隨機(jī)補(bǔ)償5. 1電動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況：三相異步電動(dòng)機(jī)是企業(yè)最常用的電氣設(shè)備 之一。由于它們都是電感性負(fù)荷，所以在企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)運(yùn)行中， 功率因數(shù)一般都比較低，需要從電源中吸收大量的無功功率.才能 正常工作，給企業(yè)造成較大的電壓損失和電能損耗。因此

16、加強(qiáng)對(duì)三 相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行管理，將有效地提高運(yùn)行功率因數(shù)和綜合效 率，減少線路損。企業(yè)在內(nèi)部配電室里母線上集中安裝一些電容器柜。對(duì)變配電系 統(tǒng)的無功功率進(jìn)和行補(bǔ)償，這對(duì)于提高企業(yè)內(nèi)部的供電能力，節(jié)約 變配電損耗都有積積作用。但由于企業(yè)內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)大都通過低壓 導(dǎo)線連接，分散在各個(gè)生產(chǎn)車間，形成企業(yè)內(nèi)部的輸配電網(wǎng)絡(luò)，由 此，大量的無功電流仍然在企業(yè)內(nèi)部的輸配電線路中流動(dòng),這些無 功電流在企業(yè)內(nèi)部所造成的損耗，依然不能解決。5. 2隨機(jī)補(bǔ)償?shù)脑?、?yōu)點(diǎn)、方式：因?yàn)樵陔娙葚?fù)載中產(chǎn)生的超 前無功電流與在電感負(fù)載中產(chǎn)生的滯后無功電流能夠相互補(bǔ)償.所 以在電力電動(dòng)機(jī)電源終端并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)容量的電容器，就可

17、以使電 動(dòng)機(jī)所需的無功電流大部分由并聯(lián)的電容器供給，從而減少輸配電 線路上的總電流，降低線路損耗。設(shè)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，線路輸運(yùn)的有功功率p是恒定的，無功功 率為q.,視在功率為s.，功率因數(shù)為cOs 'p.若對(duì)該電動(dòng)機(jī)的無 功功率進(jìn)行就地補(bǔ)償，使其無功功率為q ,視在功率為s2。這時(shí) 我們可以看出，就地并聯(lián)安裝了一個(gè)qc=(qrq的無功電容螢以后， 電動(dòng)機(jī)從電源吸收的無功功率就由原來的。.減到q2,視在功率 s2<s2o功率因數(shù)得到提高。很顯然，無功功率就地補(bǔ)償后，就等 于減少了線路輸運(yùn)的視在功率。隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并接，通過控制、保護(hù)裝 置與電機(jī)。同時(shí)投切。隨機(jī)

18、補(bǔ)償適于補(bǔ)償電動(dòng)的無功消耗.以樸勵(lì) 無功為主，此種方工可較好地限制農(nóng)網(wǎng)峰荷。這種方式具有投資 少、占位小、安裝容易、配置方便靈活，維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu) 點(diǎn)。若電動(dòng)機(jī)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)大于800h。選用隨機(jī)補(bǔ)償較其他補(bǔ)償方 式更經(jīng)濟(jì)，用戶的補(bǔ)償投資一般可在兩年內(nèi)全部收回且補(bǔ)償無功負(fù) 荷效果最佳。對(duì)于y一起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)將補(bǔ)償電容器的三個(gè)接線端子連接到 電動(dòng)機(jī)的d4、d5、d6三個(gè)端子上，使電動(dòng)機(jī)在y連接起動(dòng)時(shí)，同 時(shí)也將三相電容器短接起來，當(dāng)起動(dòng)完畢后。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入連接運(yùn)行 時(shí)，電容器與電動(dòng)機(jī)繞組并聯(lián)，投入正常的運(yùn)行。安裝補(bǔ)償電容器 的電動(dòng)機(jī)。不能承受反轉(zhuǎn)或反接制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)仍在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并產(chǎn) 生相當(dāng)大的反電勢(shì)時(shí)，不能再起動(dòng)應(yīng)避免電容器和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生自 激電壓。對(duì)于用戶的異步電動(dòng)機(jī)，可以采取單臺(tái)補(bǔ)償?shù)姆绞剑珣?yīng) 采取防止功率因數(shù)角超前和產(chǎn)生自勵(lì)過電壓的措施。對(duì)7.5kw及 以上投運(yùn)率高的電動(dòng)機(jī)最好進(jìn)行無功補(bǔ)償，為防止出現(xiàn)因過補(bǔ)而產(chǎn) 生的諧振過電壓，燒毀電動(dòng)機(jī)，應(yīng)將電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的功率因數(shù)補(bǔ)償 到接近1.Oo因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)空載時(shí)的無功負(fù)荷最小。補(bǔ)償后滿載的電 動(dòng)機(jī)功率因數(shù)仍為滯后，這樣就避免過補(bǔ)償現(xiàn)象的發(fā)生。將低壓電 容器同設(shè)備一起投切，直接補(bǔ)償設(shè)備本身的無功損耗。5. 3補(bǔ)償容量的確定：?jiǎn)闻_(tái)電動(dòng)機(jī)的補(bǔ)償容量，應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的 運(yùn)行工況確定。機(jī)械負(fù)荷慣性小