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增加配网无功补偿 改善低电压

发布时间:2012-03-23 11:20:54   来源:农村电气化   点击:
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农网一般供电线路半径较长,供电变压器容量较小,供电线路的线径较细,无功补偿设备少,线路电压损失较大,加之“家电下乡”政策的落实,农村用电不断攀升,用电负荷大幅增长,线路末端电压低的情况越发严重。农网用电负荷季节性、时间性强,峰谷差大。农闲季节,白天用电负荷小,晚间负荷大;农忙季节,白天负荷大;采用固定无功补偿装置会造成电压时高时低,不稳定。因此,农网存在并急需解决线路的末端的电压较低且不稳定问题。
 

1 项目研究内容及解决方案


1.1 研究内容及工作思路


以改善农村低压客户端电压质量为重点,根据农网实际状况,采取中压和低压协调补偿的方式,提高电网无功补偿能力,优化电压无功,改善电压质量,解决“低电压”问题。
 

建立无功优化技术综合补偿网络,对辽阳电网进行分析,以提高线路末端电压为目标,对10 kV线路、配电变压器低压侧进行优化补偿,综合解决农网末端电压低及电压不稳定的问题。确定无功补偿安装位置及容量,并完成设备安装,解决辽阳县末端电压低及电压不稳定的问题。


1.2 解决方案


1.2.1 无功补偿对线路末端电压的影响


无功功率过少使系统电压降低,线路中无功电流越大,造成的系统电压降落也越大,末端电压也就越低。采取对10 kV线路、配电变压器低压侧进行优化补偿的方式,可减小线路中无功功率,减小线路电压的损失,保证末端电压保持在合格基础上。图1为系统无功补偿方式的配置图。在10 kV线路上安装线路高压无功自动补偿装置;在每台配电变压器低压侧安装台区低压无功自动补偿装置。为了解决农网负荷波动大的问题,线路高压无功补偿装置和台区低压无功补偿装置,均采用分组自动投切补偿装置。


无功补偿控制器具有电压时间控制、功率因数控制和电压无功控制三种控制方式。
 

电压时间控制:首先,按整定的时间划分投切时段,当时间处于投时段时,再按电压控制,即当系统电压低于设定的电压投入门限时投入电容器,当系统电压大于设定的电压切除门限时,切除电容器。功率因数控制:功率因数低于功率因数下限定值时,投入电容器,功率因数高于上限定值时,切除电容器。电压无功控制:此方式首先为电压优先原则,系统电压低于设定的电压投入门限时投入电容器,系统电压高于切除门限时切除电容器,若系统电压在两者之间时,以无功作为投切判据,当无功量小于无功下限时,电容器投入,当系统无功量高于无功上限时,切除电容器,当系统无功在无功上限与无功下限之间时,装置不动作。


为了满足公司对无功补偿设备的监测与低电压治理,所有无功补偿装置均具有数据上传功能。多级容量补偿既可解决由于无功过多造成末端电压低的问题,也能解决农网负荷波动大而造成电压不稳定的问题。


1.2.2 辽阳县末端用户低电压情况


辽阳县电压过低主要发生在农忙负荷高峰期和每天晚上用电高峰期。对穆家小张等变电站供电的线路及所属台区电压和无功进行测试分析。以穆家变电站穆古线为例, 穆古线主干线路长6.65 km,未安装线路无功补偿装置,末端电压较低。图2为2010年8月10日,穆古线末端潘家三组台区配变低压侧电压随时间变化曲线。
 

从图2 中可以看出, 潘家三组台区低压侧电压在190~225 V之间波动,每天中午和晚上电压偏低,最低达到190 V。其他台区也有和潘家三组台区低压侧电压偏低类似的情况。
 

综上所述,辽阳县由于线路半径长,缺少无功补偿设备等原因,确实存在末端电压过低的情况。
 

1.2.3 解决方案


选择功率因数低的线路,增加线路高压无功自动补偿,并在线路末端台区配变低压侧增加低压无功自动补偿装置,通过中压和低压无功优化补偿,提高线路末端电压,解决台区末端用户低电压问题。
 

2 项目实施情况
 

在穆古线、隆南线等9条线路上安装10 kV高压线路无功自动补偿装置,共计2700 kvar,在潘家三组、郭家一组等30个“低电压”治理试点台区安装低压无功自动跟踪补偿装置,总计1300 kvar。仍以穆家变电站穆古线末端潘家三组台区为例,在距穆家变电所2/3距离# 5 8 线杆处增加一套3000 kvar,10 kV线路高压无功自动补偿装置,如图3所示。在潘家三组台区80 kVA配变低压侧增加一套24 kvar低压无功自动跟踪补偿装置,如图4所示。


图5为2010年8月10日和2010年11月20日潘家三组40 kVA配电变压器低压侧母线电压分布曲线。


从图5中可以看出,补偿后潘家三组配电变压器低压侧每天电压在213~229 V之间波动,电压明显提高且波动小。
 

3 应用效果分析


结果表明,增加无功补偿设备后,电网电压稳定,设备利用率得到提高,可降低线损率,并有效提高线路末端电压,所有试点台区低电压情况都得到了显著改善。另一段采用分组自动投切无功补偿装置,根据负荷变化提供不同的无功补偿量,在全天各个时段,末端电压均符合电压质量要求,达到预期研究目标。
 

4 结论


无功优化补偿建设研究项目,是基于辽阳县电网无功实际状况,采取线路与低压台区无功自动优化补偿,提高电压质量的一项技术措施,是配电网和低压台区无功补偿的一种实用模式。

关键词:无功补偿