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提高10KV配电线路电压质量之我见

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2009/6/19 17:19:51   

 关键词:  配电线路

摘要:电压质量作为衡量电能质量的一个指标,既是用电客户生产生活的需要,也是供电企业保证电网安全、可靠和经济运行重要条件。配电网是直接向用电客户供电的电力网络,10KV配电线路的电压质量显得尤为重要。本文主要阐述了提高10KV配电线路的三种措施:1、利用变电站无功补偿提高10KV配网线路电压质量;2、利用变电站变压器调压的方式提高10KV配网线路电压质量;3、利用10KV线路并联电容器的方式提高10KV配电线路电压质量。

  1、变电站无功补偿提高10KV配网线路电压质量

  在变电站,为了保证电网系统无功平衡,在设计上要配置一定容量的无功补偿装置。补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等。在35KV降压变电站中主要采用无功补偿装置为并联电容器。并联电容器一般连接在变电站10KV母线上。主要目的是接近向配电线路前端(靠近变电站的线路)输送无功,提高配电网的功率因数,同时实现调压的目的。并联电容器的容量按变电站主变压器容量的15%-30%原则配置。

  变电站无功补偿的原理:利用并联电容器的投、退改变无功功率在电抗上产生的电压降的纵向分量的大小,达到调压目的。

图1

假定高压母线为无穷大系统,按照母线电压U1不变。则

如上图所示:

1)电容器没有投入时,变压器低压侧母线电压U2如下式所示:

U2=    (1)

电容器投入时,假定负荷不变,变压器低压侧母线电压U2′如下式所示:

U2′= (2)

分析以上两种情况可以看到:

U2< U2′

即在变电站内部投切并联电容器,提高10KV配网线路电压质量有一定的积极作用。

在实际运行中往往采用分组是电容器,在设备铭牌上单组电容器型号如:BAMH 11/ -600-1×3W,分组式电容器如BAMH 11/ -600+600-1×3W。

按照公式(2)分析很容易得出结论:分组式电容器在变电站内无功补偿和调压方面更加灵活。

  另外,《渭南电力系统调度规程》明确规定了:变电站电容器投、停的原则为保证变电站10KV母线电压在10-10.7KV范围内,投入容量应就地补偿无功不向系统到送无功为原则。分组电容器在本站负荷较小时投入一组,负荷较大时全部投入。可见,分组式电容器更适合无功补偿、电网电压调整和电网经济运行的要求。

2、调整变电站主变器分接头的方式提高10KV配网网线路电压的方式

  变压器调压分为:顺调压、逆调压和常调压三种方式。其中:

  逆调压是在高峰负荷时升高电压,低谷负荷时降低的调压方式。顺调压是在供电线路不长,负荷变动不大的情况下,高峰负荷时降低电压,低谷负荷时升高电压的调压方式。常调压是保持电压为一基本不变的数值的调压方式。

  由于10KV配电线路广泛采用大树干、多分支单向辐射性供电方式。高峰负荷时,线路电压偏低,低谷负荷时线路电压偏高。所以,对于35KV/10KV降压变电站大多采用逆调压的调压方式,即在高峰负荷时升高电压,低谷负荷时降低电压。

  变压器调压的原理;

  设变压器一次侧电压为U1,二次侧电压为U2,变压器变比为K。因为:

K=

  高峰负荷时,U2降低,要提高电压,就需要减少变压器变比K,即减少变压器一次侧线圈匝数,同理,低谷负荷时,U2升高,要降低电压,就需要增大变压器变比K,即增加变压器一次侧线圈匝数。

  现场运行人员在实际工作中,要按照《变电站现场运行规程》规定,将电容器的投切和变压器档位的调整要相互配合,来达到提高10KV配电网线路首端即变电站10KV母线电压在规定的范围内,

  3、10KV配电线路上装设高压并联电容器

  10KV配网线路的特点是:负荷率低,负荷季节性波动大,配电变压器的平均负荷率低,供电半径长,无功消耗多,功率因数低,线路损耗大,末端电压质量差。所以,在10KV配电线路上宜采用分散补偿的方式,来提高线路的运行性能,降低电能损耗,提高网络的电压质量。

  配电线路分散补偿,是指把一定容量的高压并联电容器安装在供电距离远,负荷重、功率因数低的10KV架空线路上。如下图所示:

图2

10KV配电线路上利用并联电容器无功补偿来提高电压质量的原理:

图3

假定图3中AB段线路的阻抗为R+jX

(1)线路电容器不投入时,线路末端电压U2如下式所示:

U2=    (3)

(2)线路并联电容器投入时,线路末端电压U2′如下式所示:

U2′= (2)

可见并联电容器后,10KV配网线路的电压质量有一定程度的提高。

  4、10KV配电线路无功补偿安装位置的确定和装设容量原则

  (1)就近补偿适应于线路主干线长度超过10KM,超过经济电流密度运行的中负荷吸纳路,电压质量差的线路;

  (2)防止轻载时想电网到送无功,容量选择以补偿局部电网中配电变压器的空载损耗总值为度。

  (3)合理选择安装位置。和补偿容量

  无功补偿装置安装位置选择应符合无功就地平衡的原则,尽可能减少主干线上无功电流为目标。补偿容量以每个补偿点不超过100-150kvar为依据。补偿位置遵循2n/(2n+1)规则,每条线路上安装一处为宜,最多不超过两处。

  在实际运行中,在设备选型方面,要尽可能选择具有根据电压质量和负荷变化情况自动投切功能的高压线路并联电容器。

  5、结束语

  在实际运行过程中,要保证10KV配网线路电压质量,需要将变电站无功补偿、变压器调压与10KV线路并联电容器无功补偿装置配合调压,以此来提高10KV配网线路电压质量。另外,另外,随着电网自动化水平的不断提高,10KV配电线路的无功补偿可以与配电网自动化建设同步开展,实现无功补偿的自动化管理。

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