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所屬欄目:電力論文 發布日期:2011-07-19 17:22 熱度:
【摘要】:本文主要結合電力系統配電線路的實際情況,由多年的工作生產實踐,對電網線損從管理方面、技術方面提出了具體的措施,從這幾個方面雙管齊下,尋找降損節能的途徑,以提高農電企業的經濟效益。
【關鍵詞】:電力系統;配電網線路;無功補償;線損
電力系統配電線損管理直接對考核電力部門經濟效益是關鍵的一項重要技術指標,而線損率的高低卻是電力企業規劃設計水平、生產技術水平和管理水平的綜合反映。線損是動態的,它隨負荷的變化而變化,怎樣抓好農網線損管理工作,有效降低線損,筆者認為可以從以下方面入手。
1配電線路進行無功補償的效果
(1)減少線路的有功損失:
當電流通過線路時,其有功功率損耗為:
△P=3I2R×10-3
或△P=3×(P/UcosΦ)2×R×10-3
式中△P--線路的有功功率損耗kW
I--線路通過的電流A
R--線路每相電阻Ω
P--線路輸送的有功功kW
Q--線路輸送的無功功率kvar
cosΦ--線路負荷的功率因數;
由上式可知,有功功率損失和功率因數的平方成反比。提高功率因數可以大量降低線損。當功率因數由0.6提高到0.8時,銅損下降將近一半。
(2)改善用戶電壓質量:
線路電壓損失的公式為:
△U=(PR+QX)/U×10-3
式中△U--線路電壓損失kV
U--線路電壓kV
P--線路有功負荷kW
Q--線路無功負荷kvar
X--線路感抗Ω
R--線路電阻Ω
由上式可以看出,提高系統功率因數,減少線路輸送的無功負荷,則電壓損失莫玌將下降。
(3)減小系統元件的容量,提高電網的輸送能力:
視在功率S=P/cosΦ,由此可以看出,提高功率因數在輸送同樣的有功功率情況下,設備安裝容量可以減少,節約了投資。如設備安裝容量不變則可增大有功功率輸送量。安裝電容器提高輸送有功功率所得的效益,可按下式確定:
△P/Q=(cosΦ2-cosΦ1)/cosΦ2(tgΦ1-tgΦ2)
式中△P--有功功率的增加量
Q--達到△P所需要的無功功率
cosΦ1、cosΦ2--補償前、后的功率因數
如果cosΦ由0.8提高到0.95,每kvar電容器節約配電線路上的變壓器及其它設備安裝容量約為0.38kVA。而網絡上每kVA安裝容量的造價為每kvar電容器價格的幾十倍以上。
2配電線路無功補償的做法及分配方案
(1)無功補償的做法:
將低壓自愈式電容器裝設在配電變壓器低壓出口處,隨變壓器同時投切,直接補償變壓器本身消耗的無功及補償部分感性負載所需的無功。
(2)分配方案:
①補償容量的選擇:
補償容量由電力負荷及補償前和要求補償提高后的功率因數值決定。計算公式如下:
Qbch=Ppj(tgΦ1-tgΦ2)
或Qbch=Ppj(1-tgΦ2/tgΦ1)
式中Qbch--所需的補償容量kvar
Ppj--最大負荷月的平均有功負荷kW
Qpj--最大負荷月的平均無功負荷kvar
tgΦ1--補償前的功率因數cosΦ1的正切值
tgΦ2--補償后要求達到的功數因數cosΦ2的正切值
另外,我們必須注意cosΦ2值的確定必須適當。當功率因數由0.95提高到1時所需的補償容量增加得很多,得不償失。因此將功率因數提高到1是不合理的。
②配電線路各支線電容器的合理分配:
輻射狀的配電網絡中,設Q1、Q2、Q3……Qn為補償前各條支線的平均無功負荷;Qbc1、Qbc2……Qbcn為各條支線上要安裝電容器的無功功率;R1、R2、R3……Rn為各條支線的計算電組(其數值為每一支線的電阻值乘以系數α而得,一般α取0.55)。
裝設電容器的所有各條線路的等值電阻Rd為:
Rd=1/(1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn)
計算結果表明,符合下式的條件時,電容器的無功補償效果最好,即:(Q1-Qbc1)R1=(Q2-Qbc2)R2=……=(Q-Qbc)Rd
因此,安裝于各條支線上電容器無功功率的最合理分配為:
Qbc1=Q1-(Q-Qbc)Rd/R1
Qbcn=Qn-(Q-Qbc)Rd/Rn
式中Q-整條線路補償前的無功負荷
Qbc-整條線路補償后的無功負荷
3配電線路上裝設電容器后的效果實例
以某線路為例,該線路總長76.264km(線號為LGJ-70導17.30km,LGJ-50導線3.538km,LGJ-25導線22.432km),配電變壓器105臺合計7100kVA(各廠礦專用變壓器沒有統計在內)有兩個鄉用電。該線路的有功電量為45.41萬kW•h,無功電量為74.44萬kvar•h。功率因數為:
cosΦ=45.41/45.412+74.442=0.61
配電變壓器無功消耗計算值:
Qtr=7100×0.08×720=40.896萬kvar•h
由此看出配電變壓器的無功損耗占該線路總無功電量的55%。
線路傳輸的無功電量理論值為:Qx1=22.305萬kvar•h,占該線路總無功電量的29.6%,剩下的11.239萬kvar•h(15.4%)是其它感性無功損失。由此說明配電變壓器的固定無功損耗所占比重大,是整個配電網功率因數偏低的主要原因。根據理論計算在線路分散裝設了800kvar低壓自愈式電容器后,通過實測,該線路功率因數從0.61提高到0.90左右,用戶電壓提高了10~15V,線損率由補償前的21%下降到14%左右。由此可見,分散裝設電容器效果顯著。
低壓無功就地補償總體效益的初步分析:
(1)農村用電的特點是分散性和季節性,功率因數和負載率都很低,無功損耗十分嚴重。對此,采用低壓無功就地補償,把補償范圍延伸到低壓側的做法,從整體節能來考慮是比較徹底的,其經濟效果顯著。
(2)采用低壓電容器就地補償無功,減少了無功功率傳輸過程中的有功及無功損耗,提高了有功輸送能力。
(3)和集中補償比較:從理論計算和實際效果看,在減少配電線路線損、降低電壓損失,增加設備出力方面都優于集中補償。從運行及投資方面看,分散補償的電容器利用率低,但使用靈活、設備簡單,不需要維護。通過幾年時間的運行,國產低壓電容器運行狀況是良好的。由于分散方式減少了傳輸無功損耗,所以較集中補償,電容器總容量小,總體造價較低。
文章標題:關于電力系統配電網與無功補償的探討
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