中壓公用線路無(wú)功補(bǔ)償現(xiàn)狀與新進(jìn)展

標(biāo)簽：無(wú)功補(bǔ)償 中壓 公用配電線路 自動(dòng)補(bǔ)償

1 引言

大量城鄉(xiāng)配電網(wǎng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，電網(wǎng)中百分之六十的無(wú)功功率是異步電動(dòng)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(wú)功補(bǔ)償，歷來(lái)是市縣供電局的重點(diǎn)工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其補(bǔ)償形式逐漸增多，這些形式各有何特點(diǎn)?究竟采用何種形式才能達(dá)到最佳補(bǔ)償效果?值得探討。

2.線路分散固定補(bǔ)償

是多年來(lái)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(jiǎn)單明了、技術(shù)門(mén)檻低、易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是容量不能太大，一般按照補(bǔ)償配電變壓器空載無(wú)功考慮，而不能補(bǔ)償低壓負(fù)載無(wú)功(動(dòng)態(tài)無(wú)功)。因?yàn)槌青l(xiāng)公用負(fù)荷峰谷差大，補(bǔ)償容量大了會(huì)在線路負(fù)荷較小時(shí)，和夜間無(wú)負(fù)荷時(shí)過(guò)補(bǔ)償。這種方式若小容量、多布點(diǎn)、多臺(tái)放置在負(fù)荷中心，可以有較好的補(bǔ)償效果。其裝置情況如圖1。

圖1 線路分散固定補(bǔ)償

3.線路分散自動(dòng)補(bǔ)償

自動(dòng)補(bǔ)償主要針對(duì)低壓負(fù)載無(wú)功(動(dòng)態(tài)無(wú)功)，有兩類(lèi)：

3.1 2段控制。電網(wǎng)改造后為了對(duì)付無(wú)功負(fù)荷激增的狀況，各地大量購(gòu)進(jìn)了2段控制的自動(dòng)補(bǔ)償裝置，以補(bǔ)償容量200kvar為例，有0和200kvar兩種狀態(tài);或補(bǔ)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(yùn)行率低、價(jià)格昂貴等弊病，目前漸被淘汰。

3.2 4段控制。兩臺(tái)真空開(kāi)關(guān)分別控制電容器，以補(bǔ)償容量100kvar+200kvar 為例，可以有0，100kvar，200kvar，300kvar4種狀態(tài)，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)合理、補(bǔ)償容量較大、運(yùn)行穩(wěn)定、補(bǔ)償效果較好，缺點(diǎn)是成本較高。其裝置情況如圖2。

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

圖2 線路分散自動(dòng)補(bǔ)償(四段控制)

4.連續(xù)調(diào)節(jié)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償

如VCQC(DWZK)線路型自動(dòng)補(bǔ)償裝置。其根據(jù)電容器無(wú)功輸出與端電壓的關(guān)系Q=2πfCU2，通過(guò)調(diào)節(jié)電容器的端電壓來(lái)調(diào)節(jié)其無(wú)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(diǎn)：

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

4.2 調(diào)節(jié)過(guò)程中無(wú)過(guò)電壓及涌流，保證了電容器的安全運(yùn)行。

4.3 電容器長(zhǎng)期在額定電壓及以下運(yùn)行，大大延長(zhǎng)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(wú)調(diào)節(jié)延時(shí)，真正實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)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(dòng)化程度高，使用簡(jiǎn)單，“傻瓜機(jī)”設(shè)計(jì)風(fēng)格，運(yùn)行時(shí)無(wú)需人為控制，出現(xiàn)問(wèn)題自動(dòng)提示、自動(dòng)閉鎖。

5.優(yōu)化設(shè)計(jì)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償

前述自動(dòng)補(bǔ)償裝置在技術(shù)上的最大缺點(diǎn)，是由于只能采集安裝地點(diǎn)后邊線路負(fù)荷而決定是否投退，故只能補(bǔ)償其后線路的無(wú)功，而不能補(bǔ)償前面線路的無(wú)功。YGWJ-6、12W2優(yōu)化設(shè)計(jì)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置正是為了解決這個(gè)問(wèn)題而設(shè)計(jì)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(wú)功補(bǔ)償最優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)在變電站出口的采樣裝置，用無(wú)線的方式和線路各點(diǎn)的無(wú)功控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，由主采樣點(diǎn)檢測(cè)裝置對(duì)整條線路的無(wú)功電壓等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，制定出線路無(wú)功補(bǔ)償最優(yōu)化投切方案，控制各點(diǎn)的無(wú)功控制終端動(dòng)作，是單元線路始終保持在最優(yōu)的節(jié)能狀態(tài)，實(shí)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(guò)控制自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切，在要求補(bǔ)償點(diǎn)在兼顧后端的無(wú)功需量及電壓質(zhì)量的前提下，采取過(guò)補(bǔ)的方式補(bǔ)償前端的無(wú)功需量。

6. 全無(wú)功隨器自動(dòng)補(bǔ)償

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

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

圖3 全無(wú)功隨器就地補(bǔ)償方式示意圖

其有如下特點(diǎn)：

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

6.2 監(jiān)測(cè)功能齊全。可實(shí)時(shí)測(cè)量用戶端的三相電壓、電流、有功/無(wú)功功率、總有功/無(wú)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(wú)功、功率因數(shù)等多種電參量。

6.3 容量大。存儲(chǔ)十五天的各組控制器的投切次數(shù)及投入的累計(jì)時(shí)間。無(wú)縫隙優(yōu)化補(bǔ)償功能，預(yù)置設(shè)計(jì)電容最優(yōu)投入計(jì)算。減少投切次數(shù)，無(wú)功補(bǔ)償輸出路數(shù)9路。分組或分相控制，9路電容器，以基波無(wú)功功率為參考物理量，實(shí)時(shí)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(cè)試的參量(功率因數(shù)和無(wú)功功率等)進(jìn)行投切;節(jié)電模式是補(bǔ)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(wú)功補(bǔ)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(méi)有搞過(guò)無(wú)功補(bǔ)償或現(xiàn)有裝置很差的，可采用全無(wú)功隨器自動(dòng)補(bǔ)償、或優(yōu)化設(shè)計(jì)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償、或連續(xù)調(diào)節(jié)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償方式，其中沒(méi)有低壓集中無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)優(yōu)先選用前者。

7.2 現(xiàn)有分散固定補(bǔ)償完備的，可選用線路分散自動(dòng)補(bǔ)償中的4段控制形式，或連續(xù)調(diào)節(jié)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償方式作為補(bǔ)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(bǔ)償(小容量、多布點(diǎn)、多臺(tái)放置在負(fù)荷中心)方式。