小型水电站的变压器并网中的无功补偿措施

小型水电站的变压器并网中的无功补偿措施

林春华

文成县东溪三级水力发电有限公司 浙江  温州  325300

摘要：小型水电站的选址大多集中在山区和偏僻的小村庄，而在小规模的水电工程中，无功功率输出不足或者不输出，给居民的生活带来极大的不便。在小水电工程中，加强对电网的无功补偿是一项十分必要的工作。

关键词：小型水电站；无功补偿；原因分析

引言

小水电工程的目的在于解决人民群众的日常需要，然而，由于管理者的个人私心，经常调整电厂运行时的机组，造成机组的无功出力严重短缺或者根本没有，再加上对整个机组的维修和管理不力，这些问题都会直接地影响其实用价值。

一、无功功率的相关概述

无功补偿是指在电力系统中利用无功补偿设备来增加电力网络的功率因数，减少电力变压器和输电线路的损失，从而提高电力的利用率和改善电力环境。其中，“视在功率”是指电力装置的输入电压和电流之积，用 S来表示，也就是 S= UI。视在功率为伏安（VA）或千伏（kVA）。“功率因数”是指有功和可视功率之比。从这里我们可以看到，功率因数 cosφ的大小，反映了电力供应的可用范围。功率因数 cosφ较小，表明交流磁场吞吐变换所需的无功功率较大。因此，设备利用率下降，线路功率损耗增大。在供电环节中，无功是一个重要的构成因素，对其进行合理的控制，可以有效地增强供电的效率，降低输电线路损耗，防止电网运行中的异常现象，从而有利于改善电网在恶劣的环境中的供电条件，提高电网的输出量，从而达到社会和经济效益的目的，因此加强对无功的认识是非常必要的。

二、原因分析

1.设备因素

①无功功率与无功负荷不平衡。电力系统中的无功功率与无功负载之间的均衡关系着各个电力用户的终端电压能否保持在一个稳定的水平以及各个电器的工作状况。在电网中，由于无功负荷太大，会引起用电装置的端部电压升高，而在电网中，无功负荷太低则会造成用电装置的端部电压偏高。②不科学的布线。小水电厂往往都是建在山区和偏僻的地区，网络覆盖范围很广，用电功率也有很大的差异，因此，采用的线路并不是很好。而基础网启动后，由于线路上的电阻对数字显示的电压有很大的影响，随着电阻的增大，其减小的幅度也相应减小，因此，线路的合理与否将会对其产生很大的影响。③发电机的磁场调节方法不正确。作为励磁供电设备以外的励磁设备，它可以对励磁电流进行控制和调整，在运行时，可以对发电机的励磁器进行调整，从而有效地调整励磁电压，确保并网发电系统中的无功功率分布。

2.管理因素

①我国目前对小水电工程的开发并未给予足够的关注，也没有对其进行相应的调整。一般来说，这都是0.8左右，而且大部分的小水电站，都是以利润为中心，因此，大部分的电力都是有功的。②在小水电站的电力生产中，员工违反了国家对电力网络的规定，在运行的时候，仍然采用人工的方式进行励磁，这就造成了电力的有功和无功之间的失衡，但他们却对此熟视无睹。③在产生和接收之间有一定的相位差后，就可以进行有功的传送，这样的传送是很简单的。而一旦要进行无功的传送，就必须要有一个电压的差异，这样就会限制电力的传输距离，而不会有太多的电能，只能通过调整磁场来增加。

三、改进措施

1.提高变压器的电压值

在实际应用中，利用变压率来决定其输出的电压幅度和幅度，并通过调节变压器的匝数来实现对其输出的电压的调节。通过适当使用变压器的分接头，可以实现对调压的调整。该方案的实施要求准确地对电厂的运行状态进行准确的分析，得到相关的参数，再进行设备购置。

2.对输电线路进行升级

小型水电厂大多都是建立在深山之中，因此维修保养的人并不多，再加上设计中的不科学和不合理，难免会出现线路中的过高的电阻。因此，对老旧的输电线路进行整修，采用大断面的线段，可以减少输电线路的阻力，减少线路损耗。

3.改造变压器

目前，我国在小水电工程施工中普遍采用的是低压变结构的变压器。若有关部门有足够的经费，则推荐采用升压式变压器，若没有经费，则对原有的变压器进行改造，提高线圈的匝数，提高其输出状态。

4.增大励磁电流

对发电机的励磁电流进行控制，使其输出的电压低于标准，再用人工调整的方法来实现励磁控制器的运行，从而对电源的运行和供电的品质产生重要的作用。在一些偏僻的山村和深山里，这样的做法并没有起到应有的作用，有时候，加大励磁电流也会起到相反的作用，从而造成系统的无功功率无法满足需求，因此，必须要根据实际情况来进行分析。

5.增设电力电容

首先，可以采用在低压配电网内设置并联电容进行集中的补偿。其次是包补偿，在电网的低电压端和使用电力的电网中，采用了一种采用并联电容进行补偿的方法，采用适当的无功补偿装置，可以降低功耗，提高供电效率。

电力系统的主要无功功率有以下几种：①集中补偿：在低压电力系统中设置并联电容器；②组合式补偿：将并联式电容器置于配电网的低压端及客户车间的配电屏幕上；③单台电机的现场补偿：将并联式电容等置于单台电机上。安装有无功补偿装置，既能降低功耗，又能增加系统的运行效率，又能最大限度地发挥装置的传输能力。

6.对功率因数实时监测

在运行中，可以安装一台能够实时监控电力因量的设备，从而确保在水力发电中产生的无功电力。该设备通常包括单片机和感应器，通过感应器来检测无功功率的容量，通过单片机来实现对该系统的实时监测，并将两者结合起来，从而实现对电力系统的监控，从而达到改善系统运行的目的。

结束语

因此，文章就小水电机组的无功补偿问题进行了简单的剖析，并提出了相应的对策。针对目前我国小水电发电进入千家万户的情况，提出了一种可行的解决方案，以便更好地利用小水电的发电效益。

参考文献

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