云南电网有限责任公司楚雄大姚供电局,云南楚雄 675400
摘要:在配电线路中应用无功补偿技术,可有效降低线路损耗与电能的消耗。我国积极推进乡村振兴发展战略,农村用电量持续增加,使得配电线路电流负荷较大,已无法满足人们的用电需求,将无功补偿技术应用到农网10kV配电线路中,可有效解决用电难的情况。对此,本文首先对10kV线路无功补偿技术进行介绍,然后对无功补偿技术的应用原则进行分析,并对无功补偿技术在农网10kV配电线路中的应用方式进行详细探究。
关键词:无功补偿技术;10kV配电线路;应用
我国乡村建设力度不断加大,使得农村用电量显著提升,配电线路电流负荷过大,同时供电距离也持续加长,使得配电线路损耗较大,电压水平较低。在应用无功补偿技术后,可有效提升电网系统的电压水平。因此,亟需对农网10kV配电线路无功补偿技术开展深入研究。
一、10kV线路无功补偿技术
在配网线路中应用无功补偿技术,可有效降低投入成本,减少电路的消耗,进而提升配电网线路的运行效率。配网线路无功补偿技术类型比较多,包括低压分无功补偿散方式、变电站集中配网方式等各种方式。在电力系统中,需科学合理的布置和准确应用配电网线路无功补偿技术,该技术对配网线路的创建水平和人们用电均会产生一定的影响,与整个电网系统的运行安全性相关联。如果无功补偿技术出现各种问题,将会使得电力体系无法正常的运行,同时为无法配网线路中的供电电压提供可靠保证。
(一)变电站集中补偿。
在配电线路中应用变电站集中进行补偿,可有效减少电路的损耗,进而提升供电网络无功功率的稳定性。在变电站集中补偿中,可将同步调相机、静止补偿器等进行并联。在变电站中,应用这一类型集中补偿方式,可对输电线路功率数值与输电网进行优化调整,将相应的设施与变电站总线路相连,可有效的管控该设施,使得后续的检修与养护工作更加简单。但是,集中补偿方式也存在一定的不足,即无法大幅减少配电网线路的损耗[1]。
(二)低压分散无功补偿。
在电网系统运转过程中应用低压分散无功补偿技术,可在变压器电压系数最低时,设置适宜的设施组件,可将对应的电容器进行分散固定容量补偿。低压分散无功补偿可避免电容器并联集中补偿时出现容量上升现象,使得涌流增大的情况,进而有效改善配电网的供电与输电效率,并减少配电线路的消耗,发挥节能的作用。在电压负荷较低的情况下,变压器将停止工作,可避免发生补偿过大的情况,由于低压分散无功补偿这一方式可应用在很多设备装置中,可有效减少成本的投入,提升电力企业的经济效益。但也存在一些问题,投切的次数较多,使得技术人员在作业时,出现失误的概率大大增加,容易造成补偿较少和补偿过大的情况。
(三)无功功率就地补偿。
在配电线路中应用无功功率就地补偿技术,可将相关的应电容器与感应负载进行并联,并由电机开关进行控制,如果电机处于暂停运行状态,可为相关的电容器进行供电,且可不用其他的供电形式。通常情况下,电容器可为电机供应相应的无功功率,在应用无功功率就地补偿时,在电能交换过程中所使用的时间较少,可有效减少配电线路电能的消耗。在同样的运行状态中,电能的消耗与电流的数值两者之间的关系为正比例,因此,应用无功功率补偿技术可减少线路电能的消耗,使得企业经济效益不断提升。
二、无功补偿技术的应用原则
在农网10kV线路中应用无功补偿技术,可应用以下几种补偿形式,例如沿线路分散方式、电站集中补偿方式、随机补偿方式等等。其中,较为常见的是沿路线分散补偿方法以及变电站集中补偿方法。农网10kV配电线路的长度比较大,线直径较小,对此,通过应用配电线路补偿方式,可有效减少配电线路消耗两,对配电线路输送中所出现的无功输送情况进行有效控制,进而对运行功率的因数进行控制,提高输电稳定性[2]。在农网10kV输电线路中应用这一方式时,需遵照以下几个准则。
(1)在应用无功补偿技术前,需对农网配电线路进行详细的分析,制定出现切实可行的实施方案,科学合理的组织规划工作,据此开展就地平衡和分散补偿作业。另外,还需重视在应用补偿方式时,有两种类型,包括分散方补偿式与集中补偿方式,尽量应用分散补偿方式。在应用无功补偿技术时,需尽量减少配电线路维修概率,同时还需减少配电线路输电消耗。
(2)在应用无功补偿技术时,关键设备为并联电容器,相关人员在设置和选用并联电容器过程中,应当确保当输电线路负荷最低时,不能沿变电站方向进行无功输送。另外,相关人员还需综合考虑电容器容量的大小的问题,如果总体容量较大,需合理设置自动投切设备的安装位置。在应用无功补偿技术时,需与输电线路相连接,并确定该技术可应用于农网10kV配电线路中,进而提升输电效率。
三、无功补偿技术在农网10kV配电线路的应用分析
(一)无功补偿方式。
将无功补偿技术应用于农网10kV配电线路中,主要指的是配电线路感性电抗会消耗无功功率,通过应用无功补偿技术,即可对配电变压器进行补偿。补偿方法包括:固定补偿方式、动态补偿方式等,主要控制方式包括:无功功率、功率因数、电压等等
[3]。
(二)明确补偿容量。
在对配电线路补偿容量大小进行计算时,需增加功率因素。对于配电网运行中,每日最大负荷的平均有功功率,可设为;而补偿之前的功率因数则为
;另外,补偿过后的功率因数则为
。
(1)
在上述公式中,为补偿容量数值,而
为最大负荷每日的平均有功功率,另外,
为最大负荷每日的平均功率因数,
为功率因数期望的系数。通常情况下,需将功率因数的补偿容量从0.72提高到0.90,据此使得功率因数补偿容量从0.90提高到1.00。
在高功率因数影响下,能够使得补偿收益显著减少。功率因数受到高功率因数的影响较大,使得上升率比较低。在应用过程中,需根据实际状况合理确定功率因数期望系数。
(三)明确补偿位置。
在农网10kV配电线路中,通过确定无功功率补偿容量与补偿位置,可有效减少配电线路电能的耗损,并尽量提高电能质量,使得补偿效益处于最好状态。对于电容器安装位置、安装数量、电能消耗下降率之间的关系,可以以下公式表示:
(2)
(3)
在上述公式中,为配电线路线电能消耗下降率,而L则为配电线路长度。在获得计算结果后,即可确定配电线路电能消耗下降率、电容器安装位置、安装数量。在实际状况中,电容器在配电线路中安装的数量越多,电能消耗越小。与此同时,补偿点数量较多,会使得投入成本提升。因此,需综合考虑各种因素,在对电容器组设置中,一般不超过3个。如果农网配电线路总长度为1~5km左右,需将电容器组安装在配电线路的2/3处,如果农网配电线路总长度为5~10km左右,则需将电容器组安装在配电线路的2/5与4/5处,如果农网配电线路总长度为10~15km左右,则需将电容器组安装在配电线路的2/7、4/7以及6/7处[4]。
(四)明确分散补偿容量。
在农网10kV配电线路中,为了确定并联电容器容量大小,应当遵循最佳降损的原则,并综合考虑配电线路的铺设状况计算出准确的数值。在对补偿容量数值进行计算时,需依据每个分支电流负荷的情况,计算方式为:
(4)
在上述公式中,为每个分支补偿容量的数值,而
则为每个分支初端的电流负荷数值,另外,
为配电线路的初端总电流数值,
则是配电线路补偿容量的数值。在实际情况中,对于电容器,需均匀的安装在电流负荷位置。在安装一组电容器时,其容量数值需为配电线路无功功率的2/3,而安装二组电容器后,其容量数值需为配电线路无功功率的2/5。如果农网10kV配电线路布置不均匀,则在确定分散补偿容量数值时,需按照配电线路实际电流负荷分布情况,并再次确定分散补偿容量数值。根据相关信息数据显示,在对配电线路安装补偿设施时,可科学合理的减少电网系统的损耗,与此同时,可提升配电线路功率数值与电压水平,使得企业经济效益不断增加。
四、结语
综上所述,农网10kV配电线路线运行中存在很多影响因素,在无功补偿技术应用时,应当通过科学合理的手段可确定分散补偿容量、无功补偿方式、补偿容量等。在输电线路中设置并联电容器,主要指的的就是应用无功补偿技术,提高输电水平和功率,并起到降低成本的作用,使得电力企业经济效益明显增加。因此,可将无功补偿技术推广到各个领域当中。
参考文献:
[1]杨学林.电网无功补偿技术现状及发展趋势[J].电子测试,2020(22):123-124+31.
[2]黄国兵.10kV配电网无功补偿方式分析与研究[J].中国设备工程,2020(22):91-92.
[3]刘旭阳,姜浩楠,高明.配电网电能质量分析与无功补偿方法研究[J].价值工程,2020,39(32):194-196.
[4]姜一夫.配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用探究[J].电子世界,2020(16):157-158.