農(nóng)村10kv供電線路電網(wǎng)無功補償裝置設(shè)計與研究

李艷超

關(guān)鍵字：供電線路 無功補償 功率因素 供電質(zhì)量

電能的供應(yīng)對促進農(nóng)村的發(fā)展具有積極的價值，而基于農(nóng)村供電線路在設(shè)計及配置上相對較低，電網(wǎng)供電質(zhì)量常受到影響，如有功功率低及安全性能差等對其供電安全造成了嚴重影響，且影響了其經(jīng)濟效益。功率因素對供電質(zhì)量的保證具有積極的價值及意義。結(jié)合現(xiàn)有供電系統(tǒng)運行而言，耗能大為主要的問題。而加大電網(wǎng)無功補償技術(shù)在變電線路中的應(yīng)用應(yīng)作為實現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵進行考慮,以便為后期該技術(shù)的應(yīng)用及保證供電質(zhì)量提供參考及借鑒。

1 影響供電網(wǎng)絡(luò)供電質(zhì)量因素分析

基于現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò)實際情況，從供電本身因素考慮，功率因數(shù)屬于供電網(wǎng)絡(luò)運行的主要因素，即通常，該值的控制應(yīng)在0.8-0.9范圍內(nèi),如大于0.9,這說明電網(wǎng)供電質(zhì)量好，而當功率因數(shù)小于0.8,則表示電網(wǎng)供電質(zhì)量差,應(yīng)采取措施。實際供電中，如發(fā)現(xiàn)或檢測所得功率因數(shù)小于0.5,供電線路將停止供電,以確保供電的安全性及保證其經(jīng)濟效益。從供電線路運行而言，對于供電線路功率因素對供電質(zhì)量的影響，主要有以下幾點：其一，在電網(wǎng)供電電壓及負荷一定的情況下,功率因數(shù)越低則電流越大；而在供電電網(wǎng)阻抗越大的情況下,電網(wǎng)損耗大,電能浪費多。其二，電網(wǎng)供電中,由于從傳輸電流增加,進而造成電網(wǎng)壓降增加,則必然造成電網(wǎng)的電壓降低。綜合以上考慮，采取有效技術(shù)保證功率因數(shù)在0.8-0.9范圍內(nèi)，可為提高供電質(zhì)量發(fā)揮積極價值。

2 農(nóng)村中壓配電網(wǎng)無功補償應(yīng)用現(xiàn)狀及實施無功補償?shù)谋匾杂懻?/h2>

2.1 農(nóng)村中壓配電網(wǎng)無功補償應(yīng)用現(xiàn)狀分析

綜合現(xiàn)有農(nóng)村配電網(wǎng)實際情況,對于其電網(wǎng)運行而言,耗能大是主要的問題。無功補償技術(shù)的應(yīng)用可解決以上所述的耗能問題,可起到節(jié)能及保證供電效率的目的。結(jié)合現(xiàn)有情況,應(yīng)用無功補償技術(shù)現(xiàn)狀主要包括以下幾方面內(nèi)容,具體如下：其一,設(shè)備的選擇是該技術(shù)取得較好應(yīng)用的關(guān)鍵,如設(shè)備的可靠性問題?，F(xiàn)有無功補償應(yīng)用中，由于設(shè)備故障而造成的事故比較常見，使得該技術(shù)應(yīng)用受到限制。其二,系統(tǒng)設(shè)計問題,如控制方式的選擇等,采取常規(guī)的控制技術(shù)很難起到應(yīng)有的作用,且耗費人力等嚴重,不利于后續(xù)的運行管理。其三,補償容量的確定問題,如一般情況下無功補償容量占變電容量的20%左右,如大于該數(shù)值，應(yīng)對系統(tǒng)進行重新設(shè)計,以滿足無功補償要求及實現(xiàn)最佳效果。

2.2 農(nóng)村電網(wǎng)實施無功補償?shù)谋匾杂懻?/h3>

結(jié)合現(xiàn)有農(nóng)村電網(wǎng)供電質(zhì)量差及安全隱患多的問題，在對農(nóng)村電網(wǎng)實施無功補償技術(shù)用于改變供電質(zhì)量的必要性主要有以下幾點，具體如下：其一，無功補償?shù)氖褂脤τ诮档忘c網(wǎng)中的有功功率損耗和電能損失具有積極意義。利用線損與功率因數(shù)的平方成反比的原理，當受電端安裝無功補償裝置，可以減少負荷與電源間的功率傳輸，減小系統(tǒng)中無功功率的比例份額，從而提高功率因數(shù)，降低線路損耗。其二，改善電壓質(zhì)量。即當線路中的無功功率減少后，電壓損失也會逐步減少。其三，提高設(shè)備的供電能力，即當設(shè)備的視在功率一定時，如果功率因數(shù)提高，有功功率也隨之增大，對于保證供電能力具有積極作用。

3 農(nóng)村配電網(wǎng)無功補償主線路無功補償系統(tǒng)設(shè)計分析

3.1 10KV配電主線路無功補償系統(tǒng)設(shè)計分析

從變電站無功補償?shù)脑O(shè)計來講，其主要結(jié)構(gòu)應(yīng)包括以下幾個組成，如包括補償支路、采集支路、微機控制等部分。以上三個部分，在其應(yīng)用中存在不同的功能。如補償支路主要是由真空斷路器、進閘管閥組及電抗器等組成。采集支路又有互感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片等組成。實現(xiàn)對無功補償系統(tǒng)的設(shè)計，可從以下方面進行考慮：其一，補償支路的設(shè)計，可通過TSC閥組來對信號實現(xiàn)控制，以最終達到控制對整個補償回路控制的目的。其二，轉(zhuǎn)換支路的設(shè)計，可通過互感器的使用實現(xiàn)調(diào)壓及穩(wěn)壓的目的。其三，微機控制，如通過有效的數(shù)據(jù)采集及分析，對整個電網(wǎng)的供應(yīng)情況進行了解，并實現(xiàn)對無功補償功率的控制，可使得控制更加的安全及有效。具體設(shè)計示意圖如下圖1所述：

圖1 10KV變電站無功補償系統(tǒng)設(shè)計示意圖

3.2 配電線路主接線方式的選擇與分析

關(guān)于實施對農(nóng)村無功補償設(shè)計，相關(guān)單位及人員應(yīng)采取有效的措施加以應(yīng)對及保證供電質(zhì)量。而對于該種問題，做好主接線的選擇及控制是關(guān)鍵，也是重點，以下將對其進行分別分析與論述，具體如下：

1）接線方式選擇；如對于高壓電容器組，則采用一次接線方式進行接線。如目前采用的有：單星型接線。而電容器的電壓的規(guī)范也有多種，為了適應(yīng)多種電壓等級的系統(tǒng)；需要采用不同接線，具體常見接線方式如下圖2所示。

2）低壓電容器組的一次接線方式采用分散補償時，額定電壓為400V的電容器接線有兩種：即單獨補償時電容器直接連接至用電設(shè)備與帶有放電電阻經(jīng)過單獨開關(guān)和熔斷器。而對于該種接線方式，如下圖3所示：

圖2 高壓電容器組節(jié)選方式選擇

圖3 低壓無功補償裝置接線圖

關(guān)于以上兩種接線方式，其應(yīng)在實際應(yīng)用中根據(jù)供電方式、線路的布置情況對其進行選擇與確定，以保障供電線路的接線安全及保證供電質(zhì)量。對于該種情況下，結(jié)合實際情況，結(jié)合供電方式情況，可綜合具體情況進行應(yīng)對。

3.3 實施效果分析及評價

在配電網(wǎng)絡(luò)運行中，由前面所提到的功率因數(shù)越高，則電網(wǎng)在供電中為用戶所提供的有用功率則越大，即電能的有效利用率則越高。無功補償設(shè)計將起到很大作用。如以某10KV供電線路來講，該線路有功負荷為3000kw，線路總長度約5.0km，下、線路所選用的導(dǎo)線電阻率值為0.33/km。通過測算，在未加無功補償設(shè)備的情況下其功率因數(shù)為0.8，通過計算，線路電壓需在達到10.6kv的情況下才能保證供電線路負荷端10KV的供電電壓要求。而對于此，為提高電路功率因數(shù)及減低無功功率，采用無功補償技術(shù)對其實施改造，如將功率因數(shù)提高至0.95以上，則線路的壓降為0.417KV，即比未采用無功補償技術(shù)前有效下降，從電壓、電阻與功率的關(guān)系可以得出，線路的損耗有了明顯的減低，進而使得電路有效功率提高，可實現(xiàn)較好的經(jīng)濟收益及價值，可在日常線路管理中推廣使用。

4 結(jié)束語

綜上所述，電網(wǎng)供電質(zhì)量是各供電單位控制的關(guān)鍵，也是這些年各電力公司重點突破的重點課題，而無功補償?shù)募夹g(shù)的應(yīng)用很好解決了上述問題，對提高供電質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。無功補償是保證供電安全及質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，相關(guān)單位及人員應(yīng)采取有效措施加以應(yīng)對，以實現(xiàn)供電安全的有效管理即使用。