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【解析】电网无功补偿及补偿效益分析

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【解析】电网无功补偿及补偿效益分析

发布日期:2017-07-11 作者: 点击:

      无功补偿能提高系统电压水平,增强电网稳定裕度,降低线损,并由此产生经济效益。为了确保功率因数达到考核指标,保证电网供电的政策运行,无功补偿就显得尤为重要。本文着重对无功补偿在电力电网中的应用进行分析。


      无功补偿是电力网建设和改造的重要组成部分,它是保持网络无功平衡,提高电压质量,降低网络损耗的有效措施,是降损措施中投资少回报高的方案。通过无功补偿来降低网损和提高电压是一种投资少回报高的方案。因此,解决好配电网络无功补偿以及效益分析的问题,对节能降损有着重要的意义。


1、配电网无功补偿所面临的具体问题

      随着当前配电网无功补偿水平的全面发展,低压侧无功补偿这一项补偿措施于配电体系里也逐渐开始全方位的普及。补偿方式自静态至动态,自有触点至无触点皆获得了极为实际的现实经验。但在实践普及的过程中,也相应地暴露了部分需要重视的问题。


1.1 优化升级

      现阶段,无功补偿的起始视野通常都集中于用户侧,只关注对用户的功率因数补偿。但是,如果要完成卓有成效地降低损耗,就必然需要自整个电力系统的视野出发,利用分析所有电网的无功潮流,具体地制订出配电网补偿方式、地点以及优化容量,才可以在应用少量资金的前提下,发挥出最优质的实际效益。无功补偿优化升级的配置目标是能够确保配电网电压作用能力的同时,最大限度地降低电网消耗。因为其需要对无功补偿之后的运行费用和与此相对应的装置成本同一阶段下最小化,其计算十分繁琐。


1.2 量测问题

      如今,10kV配电网线路中的负荷点通常没有电能表统计,而且工作人员的专业能力、职业素养以及管理水平存在极大的差异性,在进行电能表实际统计时,缺乏一定的准确性,这不仅增加了民众与电力系统的矛盾可能,也带给配电网无功优化计算造成了极大的阻碍。380V终端用户往往只进行了有功电能表的装置,无法实现功率因数的测量。当然,这也是低压无功补偿无法普及的重要因素。


1.3 无功倒送

      无功倒送会极大的加强配电网的耗损程度,增强线路所承受的压力,这在整个电力系统中是无法被允许的。特别是通过了补偿方式属于固定电容器的用户,在一定程度上负荷低谷阶段形成无功倒送问题,无功功率倒送危害应当受到足够重视。


1.4 谐波

      电容器自身基本拥有具某种程度的抗谐波水平,但抵抗的同时也会扩大谐波的副作用。一旦谐波处于相对饱和状态下,便容易对电容器寿命造成影响,有时会直接使得电容器损坏。不仅如此,电容器在放大谐波水平的过程,会让系统中谐波干扰更加严重。因此,在行无功补偿的过程中,就一定要综合考衡关于谐波的管束工作,在存在比较严重的谐波干扰的同时,也需补偿无功地点,权衡之下,可以加设滤波设备。


2、电力电网中无功补偿的使用

      般无功补偿设备是在用户的负载点或者配电室进行补偿,供电部门会与用户进行协商,鼓励用户在用电处安装无功补偿设备,减少电费支出,进而提高功率因数,使功率因数符合考核标准。相关资料表明,无功功率约有40%是消耗在变压器和电线线路,剩余的则消耗在客户的用电设备中。为此,供电部门要与用户加强沟通,共同做好无功补偿设备的配置,保证电力资源的高效合理使用,减少能源浪费。


2.1 无功补偿设备的选定

      无功补偿设备的选定要按照合理布局、就地平衡、全面规划的原则。保证电力电网的无功补偿取得最佳的经济效益和社会效益。合理的无功补偿设备容量设定是决定其是否能够实现节能降耗的重要因素,在实际工作中,电力企业首先要根据不同的负荷隋况,以及供电部门的要求确定无功补偿后应该达到的功率因数,然后计算无功补偿设备应具有的实际容量大小。


2.2 并联电容器的无功补偿

      提高功率因数最常用的办法就是与电感性负载并联静电电容器,并联补偿的电力电容器,根据电压高低的不同内部接线也不同,高压电容器组一般宜接成中性点不接地星形;低压变压器组一般结成三角形。目前我国使用的补偿方式有单独就地补偿、低压集中补偿、高压集中补偿三种。


(1)单独就地补偿

      相比其他两种补偿方式,单独就地补偿的补偿范围最大,补偿效果也最好,电力企业一般优先采用这种方式进行补偿。单独就地补偿的电容器组是使用电设备自身的绕组电阻来放电,它是将并联补偿电容器组装在需要进行补偿的用电设备附近,它可以直接补偿安装部位的变压器和所有高低压电线线路的无功功率。


(2)低压集中补偿

      低压集中补偿主要用于补偿高压配电线路、电力系统以及车间变电所低压母线前车间变电所的无功功率,可以使用专门的放电电阻或者白炽灯的灯丝进行放电,使用成本较低,运行和维修也比较方便安全。


(3)高压集中补偿

      高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6~10kV母线上,因此,这种补偿方式只能补偿6~10kV母线前的所有线路的无功功率,而母线后的电线线路的无功功率得不到有效补偿。


3、无功补偿的效益分析

      在现代用电企业中,在数量众多、容量大小不等的感性设备连接与电力系统中,以致电网传输功率除有功功率外,还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70~0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%~90%,如果把功率因数提高到0.95左右,则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入,会给用电企业带来效益。


      (1)节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的,因为在国家电价制度中,从合理利用有限电能触发,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,低于规定的数值,需要多收电费,高于规定数值,可相应地减少电费。可见,提高功率因数对企业有着重要的经济意义。


      (2)提高设备的利用率。对于原有供电设备来讲,在同样有功功率下,因功率因数的提高,负荷电流减少,因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备,从而满足了符合增长的需要;如果原网络已趋于过载,由于功率因数的提高,输送无功电流的减少,使系统不至于过载运行,从而发挥原有设备的潜力;对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量,减少投资费用,在一定条件下,改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此,使用无功补偿不但减少初次投资费用,而且减少了运行后的基本电费。工业用户合理配置无功补偿,可提高功率因数,提高设备的出力率,降低电费的支出,获得可观的经济效益,同时也能改善电网的功率因数和电压质量,提高电力系统的供电稳定性。


      在进行无功补偿设备配置和管理的过程中,坚持集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主,对分散补偿的配置要从实际出发,确保无功补偿之后可以达到功率因数的审核标准。对于供电公司而言,无功补偿设备过于分散,导致企业的设备维护量大,工作难度较大,为此,大多采用变电站集中补偿和配变就地分散补偿相结合的方式。


      能源建设是我国国民经济建设的战略重点之一,在进行能源建设的过程中,我国坚持贯彻实施科学发展观,要求相关部门在加强能源开发的过程中,不断提高资源的使用效率,使有限的能源发挥尽可能多的经济效益,同时减少在使用过程中的能源浪费。为此,在电力电网内出现大负荷欠补偿时,供电企业、发电企业和用电企业要协同合作,共同把无功补偿工作搞好。电力电网通过无功补偿节约电能,不仅可以降低工厂的生产成本,而且可以为国家积累更多的财富,促进国民经济的快速可持续发展。


4、结语

      电力电网中使用电容器进行无功补偿,一方面,可以使电网中的功率因数和电压在每个使用时段内都可以达到审核标准;另一方面,可以降低电网的有功损耗,节约电能,提高电网运行的合理性、科学性。无功补偿的使用,可以促使电力企业进一步改善电能质量,节能降损,提高输变电设备的有功出力,使有限的电能更好地为人民服务,为社会主义服务。


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