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摘要:随着社会市场经济的发展,我国的电网建设数量及规模在不断的增大,同时对于电网的运行质量也提出了更高的要求,10KV线路运行过程中,做好其无功补偿工作是非常必要的,这能够有效的提升线路电压质量、提升线路的公路因素,对于10KV线路的节能降耗具有非常重要的作用,本文就主要结合相关的10KV配网线路的工程实例,对无功补偿在10KV配网线路中的应用进行简单分析探讨。
关键词:10KV线路;无功补偿;应用
本次选择的10KV配网线路是吴川供电局的某条线路,该线路由于供电半径长,电压偏低、电压质量下降、综合线损增高的现象比较严重,采取有效的措施,提升线路的运行质量,降低线路的损耗是非常必要的,本文就主要对无功补偿在该10KV线路中的应用进行简单探讨,以便于达到提升线路供电质量的目的。
一、10KV线路的无功补偿基本原则
用户终端的分散补偿、低压集中补偿、线路无功补偿、变电站集中补偿是我国配电网线路中常用的几种无功补偿方式,本文主要是探讨无功补偿在10KV线路中的应用,10KV线路无功补偿工作中,应该坚持以下的基本原则:(1)在10KV线路无功补偿方案制定的过程中,应该坚持分散补偿为主、集中补偿与分散补偿相结合、保持就地平衡、合理布局、全面规划的基本原则,制定无功补偿方案的过程中,其主要要实现的目标是:线路的年运行检修费用最小、末端电压得到有效提升、线路的损耗最小、线路的功率因素得到显著提升。(2)线路的无功补偿主要以变压器的低压侧集中补偿为主,高压侧的补偿为辅,在配电变压器的无功补偿装置的容量设置过程中,可以设置为变压器最大负载率的百分之七十五,负荷的自然功率因素值可以设置为0.85,当补偿到变压器的最大负荷时,其高压侧的公路因素要大于0.95。(3)在配电线路上进行并联电容器的装设时,当其线路处于最小负荷运行状态时,不能向变电站进行无功的倒送,如果实际运行过程中,配置的容量过大,则需要进行自动投切装置的装设。
二、无功补偿在10KV线路中的应用
1、无功补偿方式的分类
10KV线路无功补偿工作中,其所补偿的主要内容是:配电变压器励磁无功功率损耗以及线路感性电抗所消耗的无功功率,在实际的应用中,线路中无功补偿装置的投切控制方式是多种多样的,有无功电流、时间、电压、功率因素、无功功率等多种,滤波式补偿、固定补偿、全自动补偿、混合补偿是10KV线路无功补偿中常用的几种补偿模式。
2、线路无功补偿装置的安装位置、补偿度的确定方法
目前配电网络中10KV线路常用的无功补偿方式是固定补偿,在实际的应用中,要想取得较好的无功补偿效果,就需要最大限度的减少线路中的电能损耗值,这就要保证分散补偿电容器在相关线路中的安装位置的合理性,在对补偿电容器的损耗下降率、最佳安装位置、电容器安装组数等进行计算时,可以应用下式来进行计算:
Qx=2nQ(2n+L)
D(DP)%=4n(n+L)/(2n+L)2×100%
上式中,Qx表示的含义是:线路所补偿的电容器的容量;D(DP)%表示的含义是:线路线损的下降率;L表示的是线路长度。通过计算能够得到10KV配电线路中线损下降率、安装位置及电容器分组数之间的关系如表1所示。
由上表中的数据可以看出,在无功补偿的过程中,线路中电容器的组数越多,其降损效果越好,但是在实际的应用中,不仅要考虑其降损效果,还要综合的考虑成本因素,为了保证线路运行的经济效益,要对线路中电容器的组数进行合理选择,当10KV线路的长度在1~5Km之间时,可以将补偿电容器安装于其2/3处,当线路的长度在5~10Km之间时,可以选择安装两组补偿电容器,将其分别安装于2/5与4/5处,如果线路的长度在10~15Km,可以在线路中安装三组补偿电容器,分别将其安装于2/7、4/7、6/7处。
3、补偿容量的计算
线路无功补偿的一个重要的目标就是提升线路的功率因素的值,在其无功补偿容量计算的过程中,可以通过其功率因素来进行计算,若电力网络中最大负荷日的平均有功功率表示为:Ppj,实施无功补偿之前,线路的功率因素表示为:cosj1,实施无功补偿之后,线路的功率因素值为:cosj2,那么其补偿容量的计算可以用下式来进行:
上式中,cos2j2表示的含义是:线路的功率因素期望值;cos1j1表示的含义是:最大负荷日的平均功率因素;Ppj表示的含义是:最大负荷日平均有功功率;Qc表示的含义是:所需的补偿容量。一般情况下,将功率因素从0.9至1所需的补偿容量的值类似于将其从0.72提升至0.9,在高功率因素下,对线路实施补偿,将会导致其经济效益的下降,这主要是因为当线路处于高功率因素下时,其功率因素的上升率会逐渐变小,在实际的10KV线路无功补偿的过程中,其功率因素的期望值的确定,要充分的考虑实际情况。
另一方面,对线路的分散补偿容量进行合理确定也是非常必要的,在实际的应用中,在10KV线路无功补偿的过程中,要在线路中安装的并联电容器的容量需要根据实际的线路布局、降损要求等进行准确的计算来确定,其补偿容量计算的过程中,可以依据各条分支线的负荷电流值来进行计算,对于负荷分布较均匀的线路,如果其其线路中安装一组电容器,那么其容量值应该确定为线路平均无功功率的2/3,;如果要在线路中安装两组电容器,每组补偿电容器的容量可以确定为线路平均无功功率的2/5;如果要在线路中安装三组电容器,可以将每组补偿电容器的容量确定为平均无功功率的2/7,在实际应用中,可以根据实际需求,对补偿电容器的容量合理确定。
三、实例分析
本次研究中,主要对10KV配网线路中的A、B、C三条线路实施了无功补偿,这三条线路的供电半径大都较长,其无功负荷比较稳定,并且存在无功量叠加起伏的现象,因此,本次线路无功补偿过程中,应用的是动补与固补相结合的混合补偿方式,在线路上进行分散补偿,并应用上文中的功率因素计算方法,对电容器补偿容量进行了计算。根据上文中的分析方法,依据线路的实际长度,并结合实际的补偿要求,对其补偿装置的安装位置进行了合理设定,并计算了分散补偿容量的值,对这三条线路分别实施了相关的无功补偿,实施了无功补偿的三条10KV线路投运一年之后,将其运行效益与补偿之前一年的运行效益进行比较,发现其电压质量有了显著提升,并且成功提升了其功率因素,并且使得电网的线路损耗显著降低,这对于供电企业的经济效益的提升具有非常重要的作用。
结束语
10KV线路是我国电网的重要组成部分,线路在运行过程中,存在一定的线路损耗是难以完全避免的,对线路实施相关的无功补偿,对于其损耗的降低、运行经济性的提升具有非常重要的作用,本文就主要结合相关的实例,对10KV线路的无功补偿进行了简单分析,对于其电压质量的提升具有积极的作用。
参考文献
[1]刘从洪,邓晓林.10kV线路无功补偿技术在农网中的应用分析[J].四川电力技术,2010(12).
[2]孙国凯,洪溯,刘永亮,乔路丽.基于GPRS和PLC的10kV线路无功补偿系统设计[J].沈阳农业大学学报,2012(6).
[3]徐懿,陆东生,冯小明.10kV线路无功优化补偿系统研究[J].江苏电机工程,2010(9).
关键词:10KV线路;无功补偿;应用
本次选择的10KV配网线路是吴川供电局的某条线路,该线路由于供电半径长,电压偏低、电压质量下降、综合线损增高的现象比较严重,采取有效的措施,提升线路的运行质量,降低线路的损耗是非常必要的,本文就主要对无功补偿在该10KV线路中的应用进行简单探讨,以便于达到提升线路供电质量的目的。
一、10KV线路的无功补偿基本原则
用户终端的分散补偿、低压集中补偿、线路无功补偿、变电站集中补偿是我国配电网线路中常用的几种无功补偿方式,本文主要是探讨无功补偿在10KV线路中的应用,10KV线路无功补偿工作中,应该坚持以下的基本原则:(1)在10KV线路无功补偿方案制定的过程中,应该坚持分散补偿为主、集中补偿与分散补偿相结合、保持就地平衡、合理布局、全面规划的基本原则,制定无功补偿方案的过程中,其主要要实现的目标是:线路的年运行检修费用最小、末端电压得到有效提升、线路的损耗最小、线路的功率因素得到显著提升。(2)线路的无功补偿主要以变压器的低压侧集中补偿为主,高压侧的补偿为辅,在配电变压器的无功补偿装置的容量设置过程中,可以设置为变压器最大负载率的百分之七十五,负荷的自然功率因素值可以设置为0.85,当补偿到变压器的最大负荷时,其高压侧的公路因素要大于0.95。(3)在配电线路上进行并联电容器的装设时,当其线路处于最小负荷运行状态时,不能向变电站进行无功的倒送,如果实际运行过程中,配置的容量过大,则需要进行自动投切装置的装设。
二、无功补偿在10KV线路中的应用
1、无功补偿方式的分类
10KV线路无功补偿工作中,其所补偿的主要内容是:配电变压器励磁无功功率损耗以及线路感性电抗所消耗的无功功率,在实际的应用中,线路中无功补偿装置的投切控制方式是多种多样的,有无功电流、时间、电压、功率因素、无功功率等多种,滤波式补偿、固定补偿、全自动补偿、混合补偿是10KV线路无功补偿中常用的几种补偿模式。
2、线路无功补偿装置的安装位置、补偿度的确定方法
目前配电网络中10KV线路常用的无功补偿方式是固定补偿,在实际的应用中,要想取得较好的无功补偿效果,就需要最大限度的减少线路中的电能损耗值,这就要保证分散补偿电容器在相关线路中的安装位置的合理性,在对补偿电容器的损耗下降率、最佳安装位置、电容器安装组数等进行计算时,可以应用下式来进行计算:
Qx=2nQ(2n+L)
D(DP)%=4n(n+L)/(2n+L)2×100%
上式中,Qx表示的含义是:线路所补偿的电容器的容量;D(DP)%表示的含义是:线路线损的下降率;L表示的是线路长度。通过计算能够得到10KV配电线路中线损下降率、安装位置及电容器分组数之间的关系如表1所示。
由上表中的数据可以看出,在无功补偿的过程中,线路中电容器的组数越多,其降损效果越好,但是在实际的应用中,不仅要考虑其降损效果,还要综合的考虑成本因素,为了保证线路运行的经济效益,要对线路中电容器的组数进行合理选择,当10KV线路的长度在1~5Km之间时,可以将补偿电容器安装于其2/3处,当线路的长度在5~10Km之间时,可以选择安装两组补偿电容器,将其分别安装于2/5与4/5处,如果线路的长度在10~15Km,可以在线路中安装三组补偿电容器,分别将其安装于2/7、4/7、6/7处。
3、补偿容量的计算
线路无功补偿的一个重要的目标就是提升线路的功率因素的值,在其无功补偿容量计算的过程中,可以通过其功率因素来进行计算,若电力网络中最大负荷日的平均有功功率表示为:Ppj,实施无功补偿之前,线路的功率因素表示为:cosj1,实施无功补偿之后,线路的功率因素值为:cosj2,那么其补偿容量的计算可以用下式来进行:
上式中,cos2j2表示的含义是:线路的功率因素期望值;cos1j1表示的含义是:最大负荷日的平均功率因素;Ppj表示的含义是:最大负荷日平均有功功率;Qc表示的含义是:所需的补偿容量。一般情况下,将功率因素从0.9至1所需的补偿容量的值类似于将其从0.72提升至0.9,在高功率因素下,对线路实施补偿,将会导致其经济效益的下降,这主要是因为当线路处于高功率因素下时,其功率因素的上升率会逐渐变小,在实际的10KV线路无功补偿的过程中,其功率因素的期望值的确定,要充分的考虑实际情况。
另一方面,对线路的分散补偿容量进行合理确定也是非常必要的,在实际的应用中,在10KV线路无功补偿的过程中,要在线路中安装的并联电容器的容量需要根据实际的线路布局、降损要求等进行准确的计算来确定,其补偿容量计算的过程中,可以依据各条分支线的负荷电流值来进行计算,对于负荷分布较均匀的线路,如果其其线路中安装一组电容器,那么其容量值应该确定为线路平均无功功率的2/3,;如果要在线路中安装两组电容器,每组补偿电容器的容量可以确定为线路平均无功功率的2/5;如果要在线路中安装三组电容器,可以将每组补偿电容器的容量确定为平均无功功率的2/7,在实际应用中,可以根据实际需求,对补偿电容器的容量合理确定。
三、实例分析
本次研究中,主要对10KV配网线路中的A、B、C三条线路实施了无功补偿,这三条线路的供电半径大都较长,其无功负荷比较稳定,并且存在无功量叠加起伏的现象,因此,本次线路无功补偿过程中,应用的是动补与固补相结合的混合补偿方式,在线路上进行分散补偿,并应用上文中的功率因素计算方法,对电容器补偿容量进行了计算。根据上文中的分析方法,依据线路的实际长度,并结合实际的补偿要求,对其补偿装置的安装位置进行了合理设定,并计算了分散补偿容量的值,对这三条线路分别实施了相关的无功补偿,实施了无功补偿的三条10KV线路投运一年之后,将其运行效益与补偿之前一年的运行效益进行比较,发现其电压质量有了显著提升,并且成功提升了其功率因素,并且使得电网的线路损耗显著降低,这对于供电企业的经济效益的提升具有非常重要的作用。
结束语
10KV线路是我国电网的重要组成部分,线路在运行过程中,存在一定的线路损耗是难以完全避免的,对线路实施相关的无功补偿,对于其损耗的降低、运行经济性的提升具有非常重要的作用,本文就主要结合相关的实例,对10KV线路的无功补偿进行了简单分析,对于其电压质量的提升具有积极的作用。
参考文献
[1]刘从洪,邓晓林.10kV线路无功补偿技术在农网中的应用分析[J].四川电力技术,2010(12).
[2]孙国凯,洪溯,刘永亮,乔路丽.基于GPRS和PLC的10kV线路无功补偿系统设计[J].沈阳农业大学学报,2012(6).
[3]徐懿,陆东生,冯小明.10kV线路无功优化补偿系统研究[J].江苏电机工程,2010(9).