配電體系無功補償技術(shù)方案比較

變電站集中補償體例的技術(shù)應(yīng)用

　　為了調(diào)整變電站的電壓，通常行使無功補償裝配（一樣平常是并聯(lián)電容器組）結(jié)合有載調(diào)壓抽頭來調(diào)節(jié)。通過兩者的和諧來進行電壓和無功功率的控制，且這一方面的技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)積累了雄厚的經(jīng)驗，九區(qū)圖便是一種變電站電壓和無功功率控制的有用方法，然而操作上照舊較為麻煩的，由于限值必要隨不同的運行體例進行響應(yīng)的調(diào)整，在某些區(qū)上會產(chǎn)生振蕩征象，而且現(xiàn)實操作中，抽頭調(diào)節(jié)和電容器組投切次數(shù)是有限的，但九區(qū)圖沒有響應(yīng)的判斷。現(xiàn)行九區(qū)圖的調(diào)節(jié)結(jié)果也不是數(shù)學(xué)上證實的最好結(jié)果，因此九區(qū)圖的應(yīng)用還有待進一步改善。文獻［1］行使模糊數(shù)學(xué)的概念建立了數(shù)學(xué)模型，得出了模糊邊界的無功功率調(diào)節(jié)判據(jù)，它的特點是將九區(qū)圖中固定的無功功率上下限邊界改變成受電壓影響的模糊邊界，其邊界的斜率可根據(jù)詳細(xì)的投切邊界條件進行調(diào)整，依據(jù)這種思路，設(shè)計出一種新型的變電站電壓無功功率微機綜合控制裝配，它可以在保證電壓合格和無功功率最佳補償結(jié)果的情況下，有載變壓器分接頭的調(diào)節(jié)次數(shù)比同類裝配或人工調(diào)節(jié)約削減1／3，進步了變電站電壓合格率，線損降低約20％。

　　1．2　低壓集中補償體例

　　目前，國內(nèi)較普遍采用的另外一種無功補償體例，是在配電變壓器380 V側(cè)進行集中補償，見圖1中的體例2。在這種體例下，補償裝配通常采用微機控制的低壓并聯(lián)電容器柜，容量在幾十至幾百千乏不等，它是根據(jù)用戶負(fù)荷水平的波動，投入響應(yīng)數(shù)量的電容器進行跟蹤補償。重要目的是進步專用變壓器用戶的功率因數(shù)，實現(xiàn)無功功率的就地平衡，對配電網(wǎng)和配電變壓器的降損有肯定作用，也保證該用戶的電壓水平。這種補償體例的投資及維護均由專用變壓器用戶承擔(dān)。目前國內(nèi)各廠家生產(chǎn)的主動補償裝配通常是根據(jù)功率因數(shù)來進行電容器的主動投切，也有為了保證用戶電壓水平而以電壓為判據(jù)進行控制。這種補償體例雖然利于保證用戶的電能質(zhì)量，但對電力體系并不可取。由于線路電壓的波動重要由無功量轉(zhuǎn)變引起，而線路的電壓水平由體系情況決定。當(dāng)線路電壓基準(zhǔn)偏高或偏低時，無功功率的投切量可能與現(xiàn)實需求相差甚遠(yuǎn)，可能出現(xiàn)無功功率補償過多或補償不足的情況。

　　對配電體系來說，除了專用變壓器之外，還有很多公用變壓器，而面向廣大家庭用戶及其他小型用戶的公用變壓器，其通常安裝在戶外的桿架上，進行低壓無功功率集中補償則是不實際的，難維護、控制和管理，容易成為生產(chǎn)安全隱患。如許，配電網(wǎng)的補償度就受到了限定。

　　1．3　桿上無功補償體例

　　文獻［2，3］提出了在配電體系桿上進行無功補償?shù)男枰院头椒?。因為配電網(wǎng)中大量存在的公用變壓器沒有進行低壓補償，補償度受到限定。由此造成很大的無功功率缺口必要由變電站或發(fā)電廠來填，大量的無功功率沿線傳輸，配電網(wǎng)網(wǎng)損居高難下。因此可以把10 kV戶外并聯(lián)電容器安裝在架空線路的桿塔上（或另行架桿）的方法來進行無功補償（見圖1中的體例3），以進步配電網(wǎng)功率因數(shù)，達到降損升壓的目的。因為桿上安裝的并聯(lián)電容器闊別變電站，容易出現(xiàn)珍愛不易配置，控制成本高，維護工作量大，受安裝環(huán)境和空間等客觀條件限定等工程題目。因此，桿上無功功率優(yōu)化補償必須結(jié)合以下現(xiàn)實工程要求來進行：

　　a）補償點宜少。一條配電線路上宜采用單點補償，不宜采用多點補償。

　　b）控制體例從簡。桿上補償不設(shè)分組投切。

　　c）補償容量不宜過大。補償容量太大，將會導(dǎo)致配電線路在輕載時過電壓和過補償征象。桿上空間有限，太多的電容器同桿架設(shè)，既不安全，也不利于電容器散熱。建議按重載補償后電源節(jié)點功率因數(shù)不超過0．95和輕載時功率因數(shù)達到1左右即可的方法行止理。

　　d）接線宜簡單。最好是每相只配置一臺電容器裝配，以降低整套補償設(shè)備的故障率。

　　e）珍愛體例也要簡化。分別用熔絲和氧化鋅避雷器分別作為過流珍愛和過電壓珍愛。

　　f）防止電容器安裝后產(chǎn)生諧振征象。

　　顯然，桿上無功補償重要是針對10 k V饋線上沿線的公用變壓器所需無功功率進行補償，文獻［3］提出了這種補償體例的最優(yōu)地點和容量的算法。因這種補償體例具有投資小、回收快、補償服從較高、便于管理和維護等好處，適合于功率因數(shù)較低且負(fù)荷較重的長距離配電線路，但是因負(fù)荷經(jīng)常波動，而該補償體例又是長期固定補償，適應(yīng)能力較差，重要是補償了無功基荷，在線路重載情況下，補償度一樣平常是不能達到0．95。