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            低壓電網中的無功補償之探究

            無功補償在低壓電網中的配比及作用是維持電流順暢的重要條件因素,也是提高電網工作效能的核心因子。供電過程中注意無功補償的合理運用,可以獲得好的技術和經濟效益。文章論述了低壓電網中無功補償的必要性和低壓電網的無功補償要求,以及低壓集中補償方法,降低能效值;中間同步或靜止補償,保持補償的順暢性;用戶終端分散補償,提高電壓利用率等低壓電網中無功補償的方法。

            根據現代電力工作運行規律,我們可得出:在供電的過程中,利用無功補償的方式進行配送電流,能夠穩定電壓和降低損耗的作用。由此可見,探討無功補償在低壓電網中的合理運用,一方面,能夠提高電網工作的效率;另一方面,能夠降低電能損失,為電力的健康發展獲得雙贏。

            一、低壓電網中無功補償的必要性

            (一)無功補償是穩定低壓的必然選擇

            電壓的穩定是電網輸送過程中的重要條件,也是電力輸送質量不可缺少的重要方面。利用無功補償的方式進行傳輸電流,則可達到上述的要求,降低損耗。

            (二)無功補償是企業開支節流的有效途徑

            根據國家電價制度,對不同企業的功率因數規定了要求達到的不同數值,按照一定的數值進行收取電費。對此,很多企業特別注重對機器設備的節能保養,以便減少開支。無功補償的運用則可達到上述要求,能夠幫助企業減少在正常開機后的損耗,節約成本。

            (三)無功補償有利于降低系統的能耗

            我們可根據P=IUCOSφ的計算公式來測算無功補償降低電力系統能耗的作用情況。根據I1/I2=cosφ2/cosφ1來計算,線損P減少的百分數為:ΔP%=(1-I2/I1)×100%=(1-cosφ1/cosφ2)×100%,也就是說當功率因數從0.75提高到0.90時,由上式可求得有功損耗將降低25%~40%。這是意想不到的效果。

            (四)無功補償能夠穩定電壓

            根據電壓損耗的計算公式可知,變壓器的電壓幾乎全為輸送無功負荷Q產生的,功率Q在電壓穩定中具有不可替代的作用。對此,若在輸電過程中,盡量地減少無功功率Q,則不僅能夠保持電壓的穩定,還能夠保證大型電動機的順利起動。

            二、低壓電網的無功補償要求

            (一)同機補償,減少損耗

            在輸電之前將低壓電容器組與電動機進行連接,在此基礎上進行同時工作。這樣既可降低電流流通過程中損耗,又可提高電流的工作效能,達到無損耗值要求。

            (二)用器補償,彌補損耗

            我們可將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二側,一方面,能夠補償配電變壓器空載無功;另一方面,可彌補變壓器因運行而帶來的一定損耗。

            (三)隨時補償,穩壓供給

            在補償的過程中以無功補償投切裝置作為控制保護裝置,將低壓電容器組補償在大用戶0.5kV左右的母線上。這樣,不僅可以上滿足述兩種補償要求,還能夠發揮穩壓的作用,減少電器受損。

            三、低壓電網中無功補償的方法

            (一)低壓集中補償方法,降低能效值

            低壓集中補償方法主要是在配電變壓器380V側進行集中補償,通常采用微機控制的低壓并聯電容器柜。這樣的補償方法具有如下作用:(1)補償的容量較大,可用于上千容器;(2)跟蹤性能較好,即可根據用戶負荷水平的波動情況進行相應數量的補償,做到供給平衡;(3)補償的經濟效率好,這種補償方式對配電過程的損耗有一定的幫助,且投資和維護費用均由專用變用戶承擔,減少供電企業的成本投入。

            筆者根據現有的資料進行整理發現:目前國內各廠家生產的自動補償裝置通常是根據功率因數來進行電容器的自動投切的。一旦運用集中補償的方法,不僅能夠達到上述的目標要求,還能夠使企業能夠及時地發現和解決問題。這種集中補償方法,一方面能夠引起電力供應部門的關注,便于檢查電壓的運行情況;另一方面能夠使電壓的數值始終在一定的范圍之內。

            (二)中間同步或靜止補償,保持補償的順暢性

            筆者在近幾年的工作實踐中發現,在遠距離輸電線路中間裝設同步調相機或靜止補償裝置,能夠產生如下的效果:(1)有助于電壓的穩定,能夠減少在輸電過程中的不斷充電現象;(2)提高輸電的容量水平,即在多條線路的輸電過程中,及時補充其損耗,起到穩壓增容的作用;(3)調節性能強,因這種補償在線路的中點,能夠起到配給和補償的功效,從而大限度地發揮其調節功能。

            在實際的操作過程中,應該注意以下幾方面:(1)選擇合理的調節點,即輸電網的電壓支撐點與調壓輸電網與受電地區的低一級電壓的電網相聯的樞紐點設計無功補償裝置;(2)確定合理的補償調節范圍,減少其手外力的影響;(3)不斷地進行跟蹤維護,盡管這種補償的自動化程度較高,但也會出現一些諸如受惡劣天氣影響等問題,應該注意隨時觀察,發現異常情況進行及時校正。

            (三)用戶終端分散補償,提高電壓利用率

            用戶是輸電過程中的終結環節,如果能夠在用戶終端進行分散補償,不僅能夠提高電壓利用率,還能夠使得用戶的電器設備始終保持在一定的穩壓值之內,減少破壞現象的發生。筆者以為,用戶終端分散補償的必要性主要體現在:(1)城鎮電力用戶的用電量日益增多,需要節省資源成本;(2)使用電器的頻率較以往有所提高,實行這樣的補償方式,能夠有一定的發展空間;(3)符合國家的用電規范要求《供電系統設計規范》(GB50052-1995)指出,容量較大,負荷平穩且經常使用的用電設備無功負荷宜單獨就地補償??梢赃@么說,用戶終端分散補償方式是較為合理的方法之一。

            對此,筆者以為應該建立用戶終端分散補償來提高電壓的利用率。我們可針對小區用戶終端,應該開發一種新型低壓終端無功補償裝置。這樣的無功補償方式,一方面,能夠使得電壓釋放系統能量,提高線路供電能力;另一方面,使得電壓始終保持在一定的穩定數值范圍之內,有助于保護電氣設備。除此之外,運用這樣的補償方法,可使線損率減少20%。

            總之,在低壓電網的無功補償中,不僅要分析低壓線路的具體特征,還應該從無功補償的運用方法出發,精心設計符合電壓運行的節能模式,一定能夠提高低壓電網的運行效率。

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