關(guān)于110kV變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯?/h1>
2016-12-31 00:00:00羅小蓮
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年28期
摘 要：本次研究將110kV變電站作為主要對(duì)象，明確無(wú)功補(bǔ)償配置需要遵循的原則，以及其安裝、布局和選擇電器等內(nèi)容，以便為電網(wǎng)企業(yè)無(wú)功補(bǔ)償工作的開(kāi)展提供參考和依據(jù)。
關(guān)鍵詞：110kV變電站；無(wú)功補(bǔ)償；研究
交流同步電網(wǎng)中，無(wú)功功率是重要的內(nèi)容，電網(wǎng)的供電水平、電能的質(zhì)量、穩(wěn)定運(yùn)行以及損耗等都與其有些密切的關(guān)系。實(shí)際中，很多電網(wǎng)中的元件以及用戶都需要消耗無(wú)功功率，而且也只能從網(wǎng)絡(luò)上獲得消耗的無(wú)功功率，無(wú)功功率的傳輸還會(huì)受到很多因素的限制，就出現(xiàn)了無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功平衡之間的問(wèn)題。
1 分析110kV變電站的無(wú)功補(bǔ)償
110kV變電站的無(wú)功補(bǔ)償裝置確定，需要依據(jù)主變壓器的容量，并實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償變壓器的無(wú)功損耗以及負(fù)荷側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償。如果主變壓器的容量超過(guò)40MVA，就需要使用兩組容性無(wú)功補(bǔ)償裝置。選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置額容量時(shí)，應(yīng)將主變壓器容量的20%作為選擇的依據(jù)，[1]并考慮最小的負(fù)荷以及變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際要求。
2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t、裝置選擇、安裝、補(bǔ)償容量以及分組分析
2.1 無(wú)功補(bǔ)償遵循的原則
無(wú)功補(bǔ)償?shù)念~定電壓需要配合不同運(yùn)行方式下的電壓，有助于變電站的就地平衡，避免電線線路出現(xiàn)損耗。也就是說(shuō)變電站的無(wú)功補(bǔ)償需要做到科學(xué)挑選變電站窩工補(bǔ)償?shù)难b置種類，確定合適的補(bǔ)償以及保護(hù)形式，實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行與檢修。在實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合具體的環(huán)境以及變電站運(yùn)行情況進(jìn)行科學(xué)的施工。
2.2 選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置需要遵循的原則
選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，應(yīng)選擇并聯(lián)的電容器和電抗器，并保證這些設(shè)備的成本投入少，損耗不多，并且能夠分組投切。為了更好地滿足電能質(zhì)量，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就需要安裝靜止無(wú)功補(bǔ)償器或者是發(fā)生器，在此過(guò)程中需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及技術(shù)等因素。無(wú)功出力會(huì)受到靜止無(wú)功補(bǔ)償器和發(fā)生器的快速調(diào)整，能夠?qū)ω?fù)荷快速變化而出現(xiàn)的波動(dòng)和閃變的電壓進(jìn)行有效的限制，使得電壓質(zhì)量得到優(yōu)化，保證在干擾情況下，電力系統(tǒng)依舊能夠穩(wěn)定運(yùn)行，但是由于裝置的造價(jià)比較高，存在著很大的損耗，所以在使用過(guò)程中還需要進(jìn)行充分的論證。與此同時(shí)，需要對(duì)比經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平以及補(bǔ)償目標(biāo)的控制情況挑選合適的靜止無(wú)功補(bǔ)償器以及發(fā)生器，常見(jiàn)的無(wú)功缺額的情況，應(yīng)該使用可以分組投切的并聯(lián)電容器和電抗器。輸電系統(tǒng)中，依據(jù)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定以及抑制系統(tǒng)振蕩的實(shí)際需要，[2]需要使用響應(yīng)速度較快的靜止無(wú)功補(bǔ)償器和發(fā)生器。由于經(jīng)濟(jì)因素的影響，應(yīng)使用混合型的安裝。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償容量。
2.3 裝置的安裝
變電站中，一般主變壓器的低壓一面是用作對(duì)輸電線路充電功率補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電抗器，如果有需要也可以將其安裝在高壓一面。如果在高壓一面設(shè)置并聯(lián)電抗器，成本投資會(huì)比較大，并且不會(huì)跟隨負(fù)荷變化出現(xiàn)比較頻繁的投切。不能對(duì)低壓一面的電壓進(jìn)行有效的控制，所以需要將電抗器首先安裝在主變壓器的低壓一面。但是如果補(bǔ)償?shù)娜萘勘容^大，電抗器安裝在低壓一面會(huì)影響向負(fù)荷供電，就需要安裝在高壓一面。有調(diào)查顯示，我國(guó)的變電站并聯(lián)電容器一般是安裝在低壓一面的。在主變壓器的主負(fù)荷一面安裝并聯(lián)電容器，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的無(wú)動(dòng)補(bǔ)償效果。
2.4 補(bǔ)償容量
通常情況下，110kV變電站并聯(lián)電抗器組之所以進(jìn)行補(bǔ)償就是為了要對(duì)電纜線路充電功率進(jìn)行有效的補(bǔ)償，并聯(lián)電抗器補(bǔ)償?shù)目偭繎?yīng)超過(guò)線路充電功率總和的100%。[3]變電站運(yùn)行之初，負(fù)荷比較少，尤其是最小負(fù)荷運(yùn)行中，輸送容量不多，這時(shí)并聯(lián)電抗器需要的量是最大的，會(huì)影響變電站安裝電抗器的總體容量。
2.5 科學(xué)進(jìn)行分組裝置
不同組合形式下，電容器的分組裝置投切不能引發(fā)比較嚴(yán)重的諧波諧振和危害。諧振是諧波嚴(yán)重程度的極限狀態(tài)，會(huì)使得電容器出現(xiàn)過(guò)載情況，導(dǎo)致電容器出現(xiàn)異常振動(dòng)、聲音等，外殼出現(xiàn)變形，甚至損壞。為了避開(kāi)諧振點(diǎn)，設(shè)計(jì)電容器時(shí)就需要對(duì)系統(tǒng)諧波的含量進(jìn)行科學(xué)的測(cè)量與分析，結(jié)合電抗率進(jìn)行優(yōu)化配置，計(jì)算諧振容量，分組容量不能與諧振容量相撞。正式投入使用時(shí)，需要對(duì)投切進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)系統(tǒng)諧波分量的變化情況進(jìn)行測(cè)量，如果出現(xiàn)諧振，就需要及時(shí)采取有效的措施加以解決。
3 挑選合適的電容器與導(dǎo)體
3.1 選擇額定電壓需要遵循的原則
當(dāng)串聯(lián)電抗器對(duì)電容器組連接之后，電容器一端的電壓就會(huì)增高，為了防止過(guò)電壓下，電容器組的長(zhǎng)期運(yùn)行出現(xiàn)的不利現(xiàn)象，需要明確電容器組額定電壓升高的情況。以往有些工程設(shè)計(jì)中并不考慮這些問(wèn)題，使得電容器在過(guò)高電壓的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，在電容器正常運(yùn)行時(shí)，不能將電容器允許的1.1倍運(yùn)行裕度進(jìn)行占用，如果運(yùn)行不正?？赡軙?huì)導(dǎo)致端電壓多于1.1倍的額定電壓，使得電容器組退出運(yùn)行。所以在選擇電容器組的額定電壓時(shí)需要有效避免這一問(wèn)題的出現(xiàn)。
3.2 導(dǎo)體等問(wèn)題
對(duì)于并聯(lián)電容器裝置中的分組回路，在選擇回路道題截面時(shí)，需要依據(jù)1.3倍的并聯(lián)電容器組額定電流進(jìn)行確定，分組回路的導(dǎo)體截面與并聯(lián)電容器組的均壓線以及匯流母線導(dǎo)線截面是一樣的。當(dāng)有電流從匯流母線和均壓線中流過(guò)時(shí)，其電流數(shù)量不會(huì)多于分組回路的最大值，因此要提高安全性，選擇導(dǎo)線時(shí)應(yīng)依據(jù)回路的最大電流進(jìn)行，使得導(dǎo)線的種類規(guī)格減少，避免安裝時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
4 科學(xué)設(shè)計(jì)電容器組框架
在對(duì)電容器組框架進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，停電之后，需要做好檢查、清理以及問(wèn)題電容器的更換工作。檢查過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有對(duì)電容器框架設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的維護(hù)，框架上不能站腳，使得電容器的更換、清掃等工作開(kāi)展不便。因此設(shè)計(jì)框架過(guò)程中需要保證電容器組能夠得到有效的維護(hù)與檢修。工程建設(shè)中需要減少地面的占用面積，實(shí)現(xiàn)分層布置，減少用地。
5 結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜起來(lái)，無(wú)功調(diào)節(jié)的方法逐漸增多，影響也比較大，傳統(tǒng)的對(duì)電壓優(yōu)化控制的方法與當(dāng)前的電力系統(tǒng)需要是無(wú)法相適應(yīng)的，因此需要使用有效的方法和策略實(shí)現(xiàn)110kV變電站的無(wú)功補(bǔ)償。
參考文獻(xiàn)
[1]閆佳庚.探究110kV變電站無(wú)功功率補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].企業(yè)家天地（下半月刊），2014，02：91.
[2]盧奕城，王素英.深圳110kV變電站無(wú)功補(bǔ)償配置研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014，23：146-147.
[3]李韶芬.關(guān)于110kV變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯縖J].能源與節(jié)能，2015，09：52-53.
摘 要：本次研究將110kV變電站作為主要對(duì)象，明確無(wú)功補(bǔ)償配置需要遵循的原則，以及其安裝、布局和選擇電器等內(nèi)容，以便為電網(wǎng)企業(yè)無(wú)功補(bǔ)償工作的開(kāi)展提供參考和依據(jù)。
關(guān)鍵詞：110kV變電站；無(wú)功補(bǔ)償；研究
交流同步電網(wǎng)中，無(wú)功功率是重要的內(nèi)容，電網(wǎng)的供電水平、電能的質(zhì)量、穩(wěn)定運(yùn)行以及損耗等都與其有些密切的關(guān)系。實(shí)際中，很多電網(wǎng)中的元件以及用戶都需要消耗無(wú)功功率，而且也只能從網(wǎng)絡(luò)上獲得消耗的無(wú)功功率，無(wú)功功率的傳輸還會(huì)受到很多因素的限制，就出現(xiàn)了無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功平衡之間的問(wèn)題。
1 分析110kV變電站的無(wú)功補(bǔ)償
110kV變電站的無(wú)功補(bǔ)償裝置確定，需要依據(jù)主變壓器的容量，并實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償變壓器的無(wú)功損耗以及負(fù)荷側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償。如果主變壓器的容量超過(guò)40MVA，就需要使用兩組容性無(wú)功補(bǔ)償裝置。選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置額容量時(shí)，應(yīng)將主變壓器容量的20%作為選擇的依據(jù)，[1]并考慮最小的負(fù)荷以及變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際要求。
2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t、裝置選擇、安裝、補(bǔ)償容量以及分組分析
2.1 無(wú)功補(bǔ)償遵循的原則
無(wú)功補(bǔ)償?shù)念~定電壓需要配合不同運(yùn)行方式下的電壓，有助于變電站的就地平衡，避免電線線路出現(xiàn)損耗。也就是說(shuō)變電站的無(wú)功補(bǔ)償需要做到科學(xué)挑選變電站窩工補(bǔ)償?shù)难b置種類，確定合適的補(bǔ)償以及保護(hù)形式，實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行與檢修。在實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合具體的環(huán)境以及變電站運(yùn)行情況進(jìn)行科學(xué)的施工。
2.2 選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置需要遵循的原則
選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，應(yīng)選擇并聯(lián)的電容器和電抗器，并保證這些設(shè)備的成本投入少，損耗不多，并且能夠分組投切。為了更好地滿足電能質(zhì)量，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就需要安裝靜止無(wú)功補(bǔ)償器或者是發(fā)生器，在此過(guò)程中需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及技術(shù)等因素。無(wú)功出力會(huì)受到靜止無(wú)功補(bǔ)償器和發(fā)生器的快速調(diào)整，能夠?qū)ω?fù)荷快速變化而出現(xiàn)的波動(dòng)和閃變的電壓進(jìn)行有效的限制，使得電壓質(zhì)量得到優(yōu)化，保證在干擾情況下，電力系統(tǒng)依舊能夠穩(wěn)定運(yùn)行，但是由于裝置的造價(jià)比較高，存在著很大的損耗，所以在使用過(guò)程中還需要進(jìn)行充分的論證。與此同時(shí)，需要對(duì)比經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平以及補(bǔ)償目標(biāo)的控制情況挑選合適的靜止無(wú)功補(bǔ)償器以及發(fā)生器，常見(jiàn)的無(wú)功缺額的情況，應(yīng)該使用可以分組投切的并聯(lián)電容器和電抗器。輸電系統(tǒng)中，依據(jù)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定以及抑制系統(tǒng)振蕩的實(shí)際需要，[2]需要使用響應(yīng)速度較快的靜止無(wú)功補(bǔ)償器和發(fā)生器。由于經(jīng)濟(jì)因素的影響，應(yīng)使用混合型的安裝。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償容量。
2.3 裝置的安裝
變電站中，一般主變壓器的低壓一面是用作對(duì)輸電線路充電功率補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電抗器，如果有需要也可以將其安裝在高壓一面。如果在高壓一面設(shè)置并聯(lián)電抗器，成本投資會(huì)比較大，并且不會(huì)跟隨負(fù)荷變化出現(xiàn)比較頻繁的投切。不能對(duì)低壓一面的電壓進(jìn)行有效的控制，所以需要將電抗器首先安裝在主變壓器的低壓一面。但是如果補(bǔ)償?shù)娜萘勘容^大，電抗器安裝在低壓一面會(huì)影響向負(fù)荷供電，就需要安裝在高壓一面。有調(diào)查顯示，我國(guó)的變電站并聯(lián)電容器一般是安裝在低壓一面的。在主變壓器的主負(fù)荷一面安裝并聯(lián)電容器，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的無(wú)動(dòng)補(bǔ)償效果。
2.4 補(bǔ)償容量
通常情況下，110kV變電站并聯(lián)電抗器組之所以進(jìn)行補(bǔ)償就是為了要對(duì)電纜線路充電功率進(jìn)行有效的補(bǔ)償，并聯(lián)電抗器補(bǔ)償?shù)目偭繎?yīng)超過(guò)線路充電功率總和的100%。[3]變電站運(yùn)行之初，負(fù)荷比較少，尤其是最小負(fù)荷運(yùn)行中，輸送容量不多，這時(shí)并聯(lián)電抗器需要的量是最大的，會(huì)影響變電站安裝電抗器的總體容量。
2.5 科學(xué)進(jìn)行分組裝置
不同組合形式下，電容器的分組裝置投切不能引發(fā)比較嚴(yán)重的諧波諧振和危害。諧振是諧波嚴(yán)重程度的極限狀態(tài)，會(huì)使得電容器出現(xiàn)過(guò)載情況，導(dǎo)致電容器出現(xiàn)異常振動(dòng)、聲音等，外殼出現(xiàn)變形，甚至損壞。為了避開(kāi)諧振點(diǎn)，設(shè)計(jì)電容器時(shí)就需要對(duì)系統(tǒng)諧波的含量進(jìn)行科學(xué)的測(cè)量與分析，結(jié)合電抗率進(jìn)行優(yōu)化配置，計(jì)算諧振容量，分組容量不能與諧振容量相撞。正式投入使用時(shí)，需要對(duì)投切進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)系統(tǒng)諧波分量的變化情況進(jìn)行測(cè)量，如果出現(xiàn)諧振，就需要及時(shí)采取有效的措施加以解決。
3 挑選合適的電容器與導(dǎo)體
3.1 選擇額定電壓需要遵循的原則
當(dāng)串聯(lián)電抗器對(duì)電容器組連接之后，電容器一端的電壓就會(huì)增高，為了防止過(guò)電壓下，電容器組的長(zhǎng)期運(yùn)行出現(xiàn)的不利現(xiàn)象，需要明確電容器組額定電壓升高的情況。以往有些工程設(shè)計(jì)中并不考慮這些問(wèn)題，使得電容器在過(guò)高電壓的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，在電容器正常運(yùn)行時(shí)，不能將電容器允許的1.1倍運(yùn)行裕度進(jìn)行占用，如果運(yùn)行不正?？赡軙?huì)導(dǎo)致端電壓多于1.1倍的額定電壓，使得電容器組退出運(yùn)行。所以在選擇電容器組的額定電壓時(shí)需要有效避免這一問(wèn)題的出現(xiàn)。
3.2 導(dǎo)體等問(wèn)題
對(duì)于并聯(lián)電容器裝置中的分組回路，在選擇回路道題截面時(shí)，需要依據(jù)1.3倍的并聯(lián)電容器組額定電流進(jìn)行確定，分組回路的導(dǎo)體截面與并聯(lián)電容器組的均壓線以及匯流母線導(dǎo)線截面是一樣的。當(dāng)有電流從匯流母線和均壓線中流過(guò)時(shí)，其電流數(shù)量不會(huì)多于分組回路的最大值，因此要提高安全性，選擇導(dǎo)線時(shí)應(yīng)依據(jù)回路的最大電流進(jìn)行，使得導(dǎo)線的種類規(guī)格減少，避免安裝時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
4 科學(xué)設(shè)計(jì)電容器組框架
在對(duì)電容器組框架進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，停電之后，需要做好檢查、清理以及問(wèn)題電容器的更換工作。檢查過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有對(duì)電容器框架設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的維護(hù)，框架上不能站腳，使得電容器的更換、清掃等工作開(kāi)展不便。因此設(shè)計(jì)框架過(guò)程中需要保證電容器組能夠得到有效的維護(hù)與檢修。工程建設(shè)中需要減少地面的占用面積，實(shí)現(xiàn)分層布置，減少用地。
5 結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜起來(lái)，無(wú)功調(diào)節(jié)的方法逐漸增多，影響也比較大，傳統(tǒng)的對(duì)電壓優(yōu)化控制的方法與當(dāng)前的電力系統(tǒng)需要是無(wú)法相適應(yīng)的，因此需要使用有效的方法和策略實(shí)現(xiàn)110kV變電站的無(wú)功補(bǔ)償。
參考文獻(xiàn)
[1]閆佳庚.探究110kV變電站無(wú)功功率補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].企業(yè)家天地（下半月刊），2014，02：91.
[2]盧奕城，王素英.深圳110kV變電站無(wú)功補(bǔ)償配置研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014，23：146-147.
[3]李韶芬.關(guān)于110kV變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯縖J].能源與節(jié)能，2015，09：52-53.
