无功补偿装置在10kV配电网节能工程中的应用.docVIP

无功补偿装置在10kV配电网节能工程中的应用 无功补偿装置在10kV配电网节能工程中的应用 解丽君 (华北电力大学,内蒙古包头014030) 摘要:文章首先分析了无功补偿装置在10kV配电网系统节能降损工程中带来的降低系统线损和节能电能效 果,并对lOkV配电网无功补偿综合经济效益进行了详细探讨. 关键词:无功补偿;10kV配电网;节能降耗 中图分类号:TM714文献标识码:A文章编号,:1009—2374一(2011)12—0071—02 配电网是电力系统中电能传输,分配调度的重要 网络系统,同时也是连接发电厂,高压输配电网络, 以及终端电力用户的重要环节.由于1Okv中低压配 电网作为配电线路末端直接与终端电力用户相连,其 运行可靠性,节能经济性直接影响到电力企业电能供 应的综合服务水平.加上用户对电能容量和供电可靠 性要求的不断提高,用户对10kV中低压配电网运行 的安全,经济,以及优质服务等方面也提出了更高的 要求.随着10kV配电网中变频调压装置,整流设备 等非线性感性负荷容量的不断增加,配电网系统运行 环境也变得越来越复杂.从大量文献资料和实际工作 经验可知,由于系统非线性负荷容量的不断增加,配 电网在正常运行时其无功功率需求总量要比有功功率 需求量大,即假设配电网系统的综合发电负荷容量为 100%,则配电网在进行电能传输,分配调度,以及使 用过程中的无功功率总需求将会达到130%.而配电网 中很多发电机的运行功率因数一般都在0.8以上,也就 是说配电网系统中仅靠发电机自身电能生产过程中产 生的无功容量将不能满足配电网和系统所用用电负荷 对无功容量的需求;同时无功在远距离传输过程中, 会在变压器,输配电线路电抗和电阻等因素作用下, 不仅会产生相应无功容量损耗,同时还会产生较大 的有功容量损耗,这样势必会使系统产生较大的电压 降,因此为了提高配电网运行经济可靠性,10kV中低 压配电网通常采用无功负荷就地集中补偿和负荷区分 散补偿措施,以提高系统综合运行工况水平,达到节 能降耗经济运行的目的. 一 ,无功补偿实现配电网节能降损 为了10kV中低压配电网运行可靠性,经济性,以及 适应系统无功负荷容量不断增长的要求,在配电网系 统中应该预留足够多无功容量作为系统备用容量,以 确保整个系统中所有无功功率源发出的无功容量能够 与系统负荷无功容量和无功损耗总要求间保持平衡, 从而保证整个系统供电电压的稳定.从大量文献资料 和实际工作经验可知,若l0kV中低压配电网中无功容 量过大,则会使配电网中某些用电负荷节点出现运行 电压降低的现象,按照系统输送有功功率来分析,则 相应会使系统电能输送电流增大,这样就会导致系统 线损增大;而当系统无功容量不足时,就会导致系统 功率因素降低,系统电压波动较大,大大降低了系统 供电电能综合服务水平,因此通过合理的配电网无功 优化控制策略,保证10kV配电网系统有功和无功间动 态平衡,来达到降低系统线损,节约电能等目的. (一)提高电气设备电能综合转换效率 众所周知10kV配电网在运行时,其输电线路和配电 变压器由于内部强烈的电磁环境作用下,会消耗一定 电能转换成热能,也就是说电能在这些元件中传输不 可能达到100%的效率,产生热量的多少主要取决于通 过这些元件的电流或视在功率的大小.采用并联电容 器对整个10kV配电网进行优化控制,这样就可以减少 流过输电线路,变压器等电气设备的电流值,降低线 路,变压器等在运行过程中产生的有功损耗,提高电 能的综合转换效率.10kV配电网加入无功补偿装置后 的优化控制示意图如图1所示: AC 图110kV配电网无功优化控制示意图 从图l可知,在系统输送容量不变的前提下,当 201104o中团高新技71 10kV配电网在投入并联电容器前,其视在功率为0B, 相应有功功率为OA,功率角为1;而在投入并联电容 器后,系统视在功率会动态调节NoD,相应有功功率 为0C,功率角为2;从投入并联电抗器无功优化控制 示意图可知,系统投入并联无功补偿电容后,系统有 功功率和功率因素cos有了很大增加,从而大大增加 了配电网变压器和线路的电能转换效率. (二)提高配电网系统供电电压质量水平 引起配电网供电电压发生变化的主要因素是由于系 统有功和无功容量间不平衡引起,可近似认为电压降 落的纵分量决定了系统电压波动的大小,也就是线路 电压波动可以近似表示为: △ PR+QX— (1)IiU,l 当配电网系统并联无功补偿电容器后,这整个配电 网系统的电压波动又可以近似表示为: △U—(Q-Q— c)xf9, 从式(2)可知,当采用容量为的无功补偿电容 器对系统进行补偿后,可以有效降低配电网系统的电压 波动值,从而有效改善系统运行电压综合质量水平. (三)减少电费支出 作为终端电能用户