淺述小型水電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠绊懠案倪M(jìn)措施

敬素梅

(黃河電力檢修工程有限公司,青海西寧 810016)

淺述小型水電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠绊懠案倪M(jìn)措施

敬素梅

(黃河電力檢修工程有限公司,青海西寧 810016)

小型水電站的建設(shè)一般選擇的地方都是山區(qū)以及偏遠(yuǎn)的山村,但是,在進(jìn)行小型水電站的使用中,無(wú)功功率輸出不足或者不輸出問(wèn)題影響了當(dāng)?shù)厝藗兊纳顮顩r。為了提高電能輸送的效率,改善供電環(huán)境,在小型水電站中強(qiáng)化無(wú)功補(bǔ)償措施顯得尤為重要。

小型水電站 無(wú)功補(bǔ)償 原因分析

小型水電站的建設(shè)意義實(shí)際上是為了滿足人們的生活，但是由于管理人員出于利益考慮，往往在水電站工作中調(diào)節(jié)發(fā)電設(shè)備，使設(shè)備無(wú)功功率輸出嚴(yán)重不足或基本沒(méi)有，加之對(duì)整條線路維護(hù)管理不到位，這種問(wèn)題就直接影響了其實(shí)際意義的發(fā)揮。

1 無(wú)功功率的相關(guān)概述

所謂無(wú)功補(bǔ)償，就是指無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電路供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。從電源取得無(wú)功功率。其中，把電氣設(shè)備輸入電壓與電流的乘積稱(chēng)為“視在功率”，以S表示，即S=UI。視在功率單位是伏安(VA)或千伏安(kVA)。有功功率與視在功率的比值，即為“功率因數(shù)”。由此可以看出，功率因數(shù)cosφ的大小，反映了電源發(fā)出的電能可利用的程度。功率因數(shù)cosφ低，說(shuō)明電路中用于交變磁場(chǎng)吞吐轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大。從而降低了設(shè)備的利用率，增加線路供電損失。無(wú)功功率是電力供應(yīng)環(huán)節(jié)中重要的組成參數(shù)，合理的對(duì)其進(jìn)行控制，將能夠有效的強(qiáng)化電力供應(yīng)的效率，減少在供應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)的輸電線路耗損問(wèn)題，避免用電設(shè)備出現(xiàn)異常，這有助于改善在惡劣環(huán)境下的供電環(huán)境，提高供電系統(tǒng)的輸出能力，在社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益中均能發(fā)揮較大的利用價(jià)值，所以強(qiáng)化對(duì)無(wú)功功率的認(rèn)識(shí)是十分關(guān)鍵的一項(xiàng)工作。

2 原因分析

2.1 設(shè)備因素

①無(wú)功功率與無(wú)功負(fù)荷不平衡。電源所提供的無(wú)功功率和無(wú)功負(fù)荷是否平衡，決定了各用電設(shè)備的端電壓是否能夠維持正常水平，各電氣設(shè)備是否能運(yùn)行在最佳狀態(tài)。當(dāng)電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備端電壓上升，反之如果無(wú)功功率過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備端電壓過(guò)大。②線路設(shè)置不合理。小型水電站一般建立在一些山區(qū)或者是比較偏遠(yuǎn)的地方，這些地方的網(wǎng)線使用半徑非常大，用戶(hù)用電量變化也大，在電力傳輸中傳輸?shù)碾妷捍嬖诓顒e，所以導(dǎo)致使用的傳輸線應(yīng)用不合理。并當(dāng)基本電網(wǎng)開(kāi)始運(yùn)行的時(shí)候，輸電線路中存在的電阻會(huì)影響數(shù)顯電流的大小，電阻越大電流越小，而在這個(gè)過(guò)程中減少的電流就是無(wú)功功率，所以線路設(shè)計(jì)的合理性直接影響了無(wú)功功率。③發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁裝置調(diào)整不當(dāng)。在勵(lì)磁裝置中對(duì)勵(lì)磁電流能夠起到控制及調(diào)節(jié)作用并且是勵(lì)磁電源之外的電氣調(diào)控裝置，在發(fā)電機(jī)的工作中通過(guò)勵(lì)磁裝置的調(diào)節(jié)，對(duì)發(fā)電機(jī)的產(chǎn)生的勵(lì)磁電流進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，進(jìn)而保證并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組中無(wú)功功率能夠得到合理的分配。

2.2 管理因素

①在當(dāng)前小型水電站的建設(shè)中，國(guó)家并沒(méi)有予以重視，同時(shí)也并沒(méi)有對(duì)其功率因數(shù)進(jìn)行規(guī)范，一般是按照0.8進(jìn)行計(jì)算的，但是大多數(shù)小型水電站的核心依舊是利益為主，服務(wù)為輔，所以造成無(wú)功基本沒(méi)有或者很少，發(fā)的電都是有功為主的。②在小型水電站的發(fā)電中，內(nèi)部的工作人員不按照國(guó)家制定的電網(wǎng)發(fā)電要求，在進(jìn)行勵(lì)磁系統(tǒng)裝置的使用中，依舊使用手動(dòng)的勵(lì)磁裝置，最終導(dǎo)致了有功與無(wú)功比例出現(xiàn)了嚴(yán)重的失調(diào)現(xiàn)象，而他們?cè)谠撨^(guò)程中卻為了利益視而不見(jiàn)。③當(dāng)電端與受電端存在一定的相位差的時(shí)候，那么有功功率就可以開(kāi)始傳輸，這種傳輸條件是十分容易就能夠?qū)崿F(xiàn)的，但是如果需要進(jìn)行無(wú)功功率的輸送，那么就需要兩端存在電位差，就約束了傳輸?shù)姆秶?，發(fā)電機(jī)就不能夠提供這么大的無(wú)功功率，就只有適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置，將無(wú)功功率進(jìn)行增大。

3 改進(jìn)措施

3.1 提高變壓器的電壓值

變壓比在變壓器的使用中直接對(duì)其輸出電壓的大小及范圍進(jìn)行了確定，對(duì)變壓器的匝數(shù)進(jìn)行控制，則可以對(duì)變壓器輸出的電壓進(jìn)行控制，合理的應(yīng)用變壓器的分接開(kāi)關(guān)是可以對(duì)變壓器的電壓調(diào)節(jié)范圍進(jìn)行控制的。這種方法的使用需要對(duì)水電站的變壓器工作狀況進(jìn)行精確的計(jì)算，得出相應(yīng)的參數(shù)，然后進(jìn)行設(shè)備的采購(gòu)使用。

3.2 對(duì)輸電線路進(jìn)行升級(jí)

小型水電站一般都建設(shè)在山區(qū)里面，所以很少會(huì)有人對(duì)其使用的線路進(jìn)行維護(hù)，加之在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在不科學(xué)性、不合理性、導(dǎo)致線路中電阻過(guò)大就是不可避免的。所以，對(duì)這些陳舊線路進(jìn)行改造，統(tǒng)一使用大截面積的線路使用，是降低線路阻抗，降低線路耗損的有效方式。

3.3 改造變壓器

當(dāng)代社會(huì)小型水電站在建設(shè)中所使用的降壓變壓器一般是主要的使用設(shè)備，如果相關(guān)的單位具有充足的資金，那么建議使用升壓變壓器，如果沒(méi)有錢(qián)，那么可以對(duì)現(xiàn)有的變壓器進(jìn)行升級(jí)處理，增加線圈匝數(shù)，改善無(wú)功功率輸出狀況。

3.4 增大勵(lì)磁電流

控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的大小，將輸出的電壓值穩(wěn)定在額定電壓之下，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，對(duì)勵(lì)磁控制器進(jìn)行控制，將直接影響供電效果及供電質(zhì)量。這種方法在一些偏遠(yuǎn)的山村以及山區(qū)內(nèi)部，往往不能夠得到預(yù)期的效果，有時(shí)增大勵(lì)磁電流反而會(huì)達(dá)到適得其反的效果，最終導(dǎo)致了無(wú)功輸出不能滿足使用要求，所以，基本辦法就是具體問(wèn)題具體分析。

3.5 增設(shè)電力電容

首先可以集中補(bǔ)償，方式是安裝并聯(lián)電容器組在高低壓配電的線路當(dāng)中。其次是分組補(bǔ)償，通過(guò)在配電變壓器的低壓側(cè)與使用用戶(hù)的配電屏之間安裝一種并聯(lián)補(bǔ)償電容器等方式，通過(guò)正確的加裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，才能夠有效的降低功耗、提高功率使用因數(shù)。

3.6 對(duì)功率因數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

對(duì)于投入使用的小型水電站，可以加裝一種對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的裝置，進(jìn)而保證水利發(fā)電過(guò)程中必須出現(xiàn)無(wú)功電能，這種裝置一般是由單片機(jī)與傳感器共同組成，傳感器對(duì)無(wú)功功率的大小進(jìn)行測(cè)量，單片機(jī)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后綜合二者信息發(fā)出控制電網(wǎng)的信號(hào)，進(jìn)而提高無(wú)功功率的發(fā)電效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)小型水電站無(wú)功補(bǔ)償中存在的問(wèn)題原因以及解決措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，面對(duì)電力能源走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)逐漸成為現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)狀，對(duì)小型水電站無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題進(jìn)行合理的研究處理，并制定相關(guān)的措施，有助于小型水電站實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的發(fā)揮。

[1]楊超.低壓無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯?長(zhǎng)安大學(xué),2013年攻讀期.