公變無功降損

1、浙江省新昌縣上山白村配電變壓器容量315kV·A，線路全長4.515km，其中主線及分支線長2.236km，接戶線長2.279km。全線路有低壓用戶368戶,其中動力用戶92戶，照明用戶276戶。在裝設(shè)無功補償前后線路長度、型號、用戶數(shù)等其他數(shù)據(jù)都未改變的情況下，根據(jù)浙江省電力局統(tǒng)一采用的低壓理論線損計算軟件，計算出補償前后該村農(nóng)村配電變壓器的理論線損（技術(shù)線損）進行比較，從而得出具體結(jié)果（計算方法采用電能量法）。    （一）無功改造前后配電網(wǎng)運行參數(shù)對比    無功改造前后配電網(wǎng)運行參數(shù)對比，如表2（略）。 &

2、#160;  （二）無功改造前后降損效果比較    上山白村配電變壓器裝設(shè)無功補償前功率因數(shù)為0.67左右，無功補償后功率因數(shù)為0.95及以上。從新昌縣供電局營銷系統(tǒng)中，導(dǎo)出2006年9月該村用電能量，利用低壓理論線損軟件，得出理論總損耗電能量7342.73kW·h，理論線損率6.64%。而實際損失電能量8 684kW·h，實際線損率為7.85%（不包含銅、鐵損），實際線損率比理論線損率多1.21個百分點，說明本線路管理損耗較正常。實施無功補償后月總損耗下降48.28%，月理論線損率從12.84%下降到6.64%，降幅48.29%，該

3、村配電變壓器功率因數(shù)較高，無功補償效果較好。    （三）經(jīng)濟效益分析    無功補償改造后實際年節(jié)約電能量76730.04kW·h，實際年節(jié)約電費（按2006年9月上山白村平均電價0.779元/（kW·h）計算）59772.70元。無功補償箱投資21093元，半年可收回投資。    安裝的電容器補償容量為224kvar，實際投入為160kvar，尚有64kvar備用容量。按電容器和控制器使用壽命5年計算，除收回投資外，4年可產(chǎn)生154718元的經(jīng)濟效益。對縣級電網(wǎng)無功優(yōu)化計算及設(shè)置方

4、案的探討 作者：未知    資源來源：未知    點擊數(shù)： 1218    更新時間：2007-1-4 1、工作的目的和意義 近年來，隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和建設(shè)社會主義新農(nóng)村的要求，供電企業(yè)的用戶對負荷需求、供電可靠性，以及電壓質(zhì)量和客戶服務(wù)水平等，都提出了更高的要求。經(jīng)過一、二期農(nóng)城電網(wǎng)的改造，縣級電網(wǎng)供電能力和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)都有了顯著的提高和加強，但是隨著負荷水平的增長，負荷的峰谷差也越來越大，使得系統(tǒng)的調(diào)壓問題變得越來越困難，電壓過高或過低的問題時有出現(xiàn)。因此，如何合理地調(diào)

5、整電壓，提高電網(wǎng)的電壓質(zhì)量和安全運行水平，是擺在我們面前的一項重要任務(wù)。電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化，可以改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗，使電網(wǎng)能安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行，對保證工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善人民生活都具有重大的影響。電壓質(zhì)量差，既對用戶造成危害，同時也影響電力企業(yè)本身。應(yīng)力求使電力系統(tǒng)運行電壓接近電力設(shè)備的額定電壓，通過合理分配無功來進行電壓調(diào)度，從而降低線損，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。無功優(yōu)化的目的就是使電力系統(tǒng)在保證電壓質(zhì)量的條件下，無功補償設(shè)備的布局和配置容量最合理，無功運行的網(wǎng)損最小。電網(wǎng)在進行有功規(guī)劃和建設(shè)的同時，也要切實搞好無功的電力平衡和無功運行的優(yōu)化補償。合理的無功補

6、償點的選擇以及補償容量的確定，能夠有效地維持系統(tǒng)的電壓水平，提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，避免大量無功的遠距離傳輸，從而降低有功網(wǎng)損，減少發(fā)電費用。而且由于我國配電網(wǎng)長期以來無功缺乏，尤其造成的網(wǎng)損相當大，因此無功功率補償是降損措施中投資少回報高的方案。一般配電網(wǎng)無功補償方式有：變電站集中補償方式、低壓集中補償方式、桿上無功補償方式和用戶終端分散補償方式。無功優(yōu)化工作，無論在規(guī)劃新系統(tǒng)，還是改造現(xiàn)有系統(tǒng)的無功配置，以及指導(dǎo)現(xiàn)有系統(tǒng)的無功設(shè)備運行上，都具有十分重要的意義。因此，筆者結(jié)合所在的貴州凱里市郊供電局的電網(wǎng)情況及無功優(yōu)化的目的和要求，對3種適合縣級電網(wǎng)無功配置的方案進行了計算，以此作為開展實際工

7、作的理論基礎(chǔ)。2、電網(wǎng)無功優(yōu)化計算內(nèi)容 無功優(yōu)化計算能選擇電容器的安裝地點、安裝容量等。 35kV變電站電容補償容量及對110kV站出線側(cè)的功率因數(shù)影響 配變低壓負荷無功損耗值及補償容量10kV線路配電變壓器無功損耗值及補償容量單條10kV線路平均負荷距離現(xiàn)有及補償后的效果對比3、改善無功分布的手段及計算。 3.1、35kV變電站集中補償方式針對輸電網(wǎng)的無功平衡，在變電站進行集中補償，補償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機、靜止補償器等，主要目的是改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)、提高終端變電所的電壓和補償主變的無功損耗。這些補償裝置一般連接在變電站的10kV母線上，因此具有管理容易、維護方便等優(yōu)點，網(wǎng)改后的

8、縣級電網(wǎng)中35kV變電站基本都配置了并聯(lián)電容器，對10kV側(cè)的無功負荷進行補償，以保證35kV端電壓的合格和110kV變電站35kV出線側(cè)的功率因數(shù)合格。由于在供電網(wǎng)絡(luò)中集中無功補償裝置均在35kV變電站10kV側(cè)，所以我們對10kV側(cè)補償裝置對提高110kV變電站35kV出線功率因數(shù)的最終效果進行歸算，以此得到最小的無功補償量。例：現(xiàn)在我們以凱里市郊的35kV旁海變電站為例進行無功優(yōu)化的計算。1、線路、變壓器參數(shù)：1）35kV旁海變電站為110kV大坡變35kV線路306開關(guān)供電，主供線路35kV 大聯(lián)線全長18.01千米，導(dǎo)線型號為LGJ-95/25，經(jīng)過計算得出線路Rl=4.3, Xl=

9、6.31。2）35kV旁海變電站主變?yōu)镾93150kVA , SN=3150 kVA ，Uk% = 6.78，I o % = 0.484 , Po = 5 kW , Pk = 24 kW ，UN 38kV（為方便計算，首末端電壓均設(shè)為一致作近似計算）。3） 因 Qo = I o %× SN/100 （311）Qk = Uk%× SN/100 （312）折算得 : Qo15.246kvar， （變壓器空載無功損耗）又因： Rt=Pk×UN2/SN2×1000 ；（313）Xt= Uk%×UN2/SN×10 （314）算得 Rt3.09

10、， Xt =26.372、設(shè)定35kV旁海變電站主變低壓側(cè)平均負荷為:P1 = 620 kW , Q1 =285kvar, Cos1=0.909 1)、計算出主變壓器損耗值：Pt = P o + (P12+Q12)/ UN2 ×R t （315）Qt= Qo + (P12+Q12)/ UN2×X t（316）其中：Pt ： 變壓器有功損耗值；Qt : 變壓器無功損耗值；I0： 變壓器空載電流百分比；UK： 短路電壓百分比；S: 通過變壓器實際容量;SN : 變壓器額定容量； 計算出主變損耗為：Pt6.17 kW, Qt25.27 kvar2） 計算線路損耗值：線路輸送功率為

11、：PL=Pt+ P1QL=Qt+Q1得：PL=620+6.17 =6206.17kW,QL=285+47.23 =310.27 kvar,線路損耗為：PL=（PL2+QL2）/UN2×RL （317） QL=（PL2+QL2） /UN2×XL （318）得：PL=1.71 kW ,QL=2.51 kvar3）計算首端輸出功率：P= PL+PLQ= QL+QL得： p=627.89 kWQ=312.78 kvar4) 計算110kV變電站35 kV出線首端功率因數(shù)：Coscosarctg(Q/P) （319）得： cos0.95）為將出線功率因數(shù)cos達到規(guī)定的=0.95，故

12、將應(yīng)在線路補償?shù)臒o功容量為Q, 經(jīng)計算： 6）根據(jù)就地集中補償?shù)脑瓌t，補償?shù)腝將安裝在35 kV旁海變電站10kV側(cè)，補償后負荷情況：有功負荷不變P1 620 kW ,無功負荷為Q1= Q1Q285106.41178.59 kvar補償后的35 kV旁海變電站功率因數(shù)由補償前的0.909提高為cos10.95 7）由于在35kV 變電站低壓側(cè)進行補償后線路輸送的功率發(fā)生變化，線路變壓器的損耗也同樣發(fā)生變化，故首端的輸出功率按（13點）重新歸算結(jié)果為：P=627.57 kWQ=205.03 kvar 其 cos= 0.951 0.95結(jié)果證明在首端計算補償容量后，在末端進行補償，考慮輸送過程中的

13、功率損耗的減少，得對首端的功率因數(shù)提高的效果略大于計劃值。故若在設(shè)定得負荷情況下，在35kV 旁海變電站中集中補償106 kvar以上的無功補償裝置便可使110kV大坡變35kV306線路達到要求值0.95.方案分析：1、這種方案雖然有助于保證用戶的電能質(zhì)量，但由于不能過度的投切，故在低谷期會出現(xiàn)過補情況，使無功倒送至110kV變電站，使損耗加大。2、但對這種方案對下端的10kV配電網(wǎng)的降損起到的作用不大。3、綜合以上計算結(jié)果，在10kV配電網(wǎng)中進行分布的補償為較優(yōu)化的選擇。3.2、配變低壓集中補償方式針對低壓無功負荷縣級電網(wǎng)采用另外一種無功補償方式是在無功負荷較重、功率因數(shù)較低、電壓波動較大

14、的配電變壓器低壓側(cè)進行集中補償，采用微機電壓無功自動控制的低壓并聯(lián)電容器柜，容量在幾十至幾百千乏不等，根據(jù)配變負荷波動水平，運行參數(shù)的變化選擇投入相應(yīng)數(shù)量的電容器進行跟蹤補償。主要目的是提高公共配變用戶的功率因數(shù)，實現(xiàn)無功的就地平衡，對配電網(wǎng)和配電變的降損有一定作用，也有助于保證該配變用戶的電壓水平。筆者所在的凱里市郊電網(wǎng)100kVA及以上配變共有41臺，共分布在 16 條10kV線路上，根據(jù)對配變無功負荷電量的統(tǒng)計分析計算（由于凱里市郊電網(wǎng)沒有安裝配變無功考核表，則采用配變動力電量作為配變的無功電量的估算法），來決定是否安裝無功裝置和需補償?shù)娜萘?。以下為龍場?zhèn)公變作為計算的示例：例：龍場集鎮(zhèn)

15、配變?nèi)萘繛?00kVA, 今年最高月電量為98000 kW·h，動力電量為52000 kW·h由于在配變低壓側(cè)未安裝無功電表，根據(jù)經(jīng)驗值，故無功電量選用該配變?nèi)鄤恿﹄娏坑泄﹄娏?#215;20來進行近似計算，1)、通過歷史電量計算平均功率平均有功 月有功電量 / 720小時平均無功 月無功電量 / 720小時得： 平均有功 98000/720 = 136 kW平均無功 （52000+98000×20%）/720= 99 kvar2）、計算功率因數(shù)Coscosarctg(Q/P)cosarctg(99/136)0.83) 計劃提高功率因數(shù)須補償值提高到0.9Q=3

16、3.5 kvar提高到0.95Q=54.7 kvar經(jīng)過對補償裝置投資及負荷發(fā)展的考慮，選擇功率因數(shù)提高到0.95的方案，故安裝20kvar×3。3.3、10 kV線路柱上補償方式對配電系統(tǒng)來說，除了專用變及容量較大的公共配變之外，還有許多小容量的公用變沒有進行低壓補償，使得補償度受到限制。10千伏線路送出端或配電，大多變壓器均沒有配置補償裝置，致使10千伏送出端功率因數(shù)COS值很低。其主要原因是眾多的小容量配電變壓器時常在低負荷下運行，眾多配變的空載及漏磁損耗、家用電器的無功耗用迭加起來占據(jù)了10千伏線路送出的大量無功功率，致使COS值達不到規(guī)定要求，線損也大大增加。之所以在現(xiàn)有的

17、補償方式中最難以解決的就是小容量、低負載率的公共配變。這些大量存在的公用變壓器沒有進行低壓補償，補償度受到限制。由此造成很大的無功功率缺口需要由變電站或發(fā)電廠來填，大量的無功功率沿線傳輸，配電網(wǎng)網(wǎng)損居高難下，即便首端的功率因數(shù)合格但無功傳輸距離上長的問題并沒有解決。為取得較好效果，可以針對性的在配電系統(tǒng)桿上進行無功補償。因此可以把10 kV戶外并聯(lián)電容器安裝在架空線路的桿塔上（或另行架桿）的方法來進行無功補償，以提高配電網(wǎng)功率因數(shù)，達到降損升壓的目的。 由于線路無功損耗較小，計算也較為復(fù)雜故，在此不進行考慮。另外考慮防止無功倒送的問題，無功倒送會增加配電網(wǎng)的損耗，加重配電線路的負擔(dān)，是電力系統(tǒng)

18、所不允許的。尤其是采用固定電容器補償方式，則可能在負荷低谷時造成無功倒送，之所以現(xiàn)就10kV 配電系統(tǒng)中配變變壓器在不同負載情況下消耗的無功功率進行詳細計算，作為柱上高壓補償裝置選擇容量的依據(jù)，并根據(jù)配變的平均負荷距離來選擇集中補償裝置的安裝地點。最后還對加裝柱上補償裝置后的提高無功優(yōu)化取得效益進行對比。由變壓器無功功率損耗公式為： 其中：QT : 配電變壓器無功損耗值；I0： 變壓器空載電流百分比； UK： 短路電壓百分比；S: 通過變壓器實際容量;SN : 變壓器額定容量； 我們通過調(diào)取配電變壓器的標準參數(shù)輸入上述計算公式進行10kV線路的計算得到選擇固定補償?shù)娜萘糠桨?，以下我們?0kV

19、白鴨線(001)為試點進行計算案例： （表1）線路名稱：10kV白鴨線 配變：20臺 容量：3740kVA序號變壓器名稱型號容量負載率無功空載損耗(kvar)無功額定負載損耗值(kvar)無功負載損耗值(kvar)總無功損耗值(kvar)負荷距（km）1同得利山莊S9-315/100.32.8312.751.1483.98332祥綠沙場S9-100/100.31.63.80.3421.94243大坳移動基站S9-20/100.30.440.760.06840.508454州建公司S9-500/100.32.816.041.44364.243655交警支隊S9-100/100.31.63.80.

20、3421.94256四一八醫(yī)院S11-400/100.32.816.041.44364.243657宏偉房地產(chǎn)S9-100/100.31.63.80.3421.94258翁義村S9-80/100.31.443.20.2881.72869路華自來水公司S9-50/100.311.90.1711.171610開發(fā)區(qū)八號路口公變S9-315/100.32.8312.751.14813.983611明陽食品廠S11-200/100.32.787.880.70923.4892712白午移動基站S9-20/100.30.440.760.06840.5084913海洋化工廠S11-200/100.32.78

21、7.880.70923.4892714啤酒廠S11-630/100.32.816.041.44364.2436815翁義一組S11-200/100.32.787.880.70923.4892716開發(fā)區(qū)管委會S9-200/100.32.787.880.70923.4892717翁義二組S11-200/100.32.787.880.70923.4892718州養(yǎng)殖場S7-10/100.30.232.010.18090.4109919翁義移動基站S9-20/100.30.440.760.06840.5084720州檔案館S9-80/100.31.443.20.2881.7287   &#

22、160;                                合計  3740   38.2  12.33250.532256.25通過表1計算結(jié)果可以得出:1、 該條線路24臺配變空載總無功損耗為38.2 kvar。2、 以各臺變的歷史電量計算得出的近似負載率為0.3計算出臺變負載無功損耗值為12.332 kvar。3、 最后得出在0.3的負載率下該條線路的無功損耗為50.532kvar。根據(jù)略大于固定無功損失值的原則，我們選擇80 kvar的10kV柱上無功補償裝置。4、 通過近似臺變平均負荷距來選擇柱上無功補償裝置的安裝位置在距電源點6.25公里處。5、 以下是假設(shè)安裝補償裝置后的效果對比。（表2）線路名稱編號配變臺數(shù)總?cè)萘浚╧VA)配變計算無功損耗數(shù)(kvar)平均有功(kW)平均無功(kvar)平均功率因數(shù)計劃無功補償容量（kvar)補償后功率因數(shù)白鴨線20374050.537333250.91800.95 該條線路歷史電量分析計算出平均有功為733kW，平均無功為325kVAR，安裝