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对农村电网进行科学合理的无功补偿,有利于农网稳定和经济运行。首先介绍了农网进行无功补偿时需遵循的原则,在此基础上对现有无功补偿方式进行分类,并对各种补偿方式优缺点及应用情况进行详细阐述;其次对某地区10 kV农网无功补偿系统构成进行描述;最后总结了农网进行无功补偿的重要意义。
农村电网线路长、分支多、结构分散、负荷不均匀等特点,导致农村电网功率因数较低,远未达到国家相关标准。此外,随着农村家用电器使用量逐年增加,对无功功率消耗也急剧增大。农网无功容量补偿不及时、功率因数低会造成电能的损耗和经济效益低下,严重时造成系统电压崩溃。对农网进行科学合理无功补偿,可提升农村电网经济运行水平和电压质量,为农村发展提供可靠、优质、经济的电能。
1 农网无功补偿原则及方式
1.1 农网无功补偿原则
按照我国农网无功补偿的原则,确定补偿方案时应综合考虑无功补偿装置的最优化布局和各补偿方案的经济性,具体包括以下几方面。
第一,为减少因无功功率流动引起的网损,充分利用该区域电网的无功补偿设备,应遵循无功就地平衡的原则,并将该区域无功平衡与分区、县、站的无功平衡综合考虑。
第二,对于35 kV及以下电压等级线损较大的农网,无功补偿时应以降低网损为主,同时兼顾调压。
第三,以分散补偿为主,并与集中补偿并存。应对配电网进行逐级补偿,既要在配电线路处进行分散补偿且配电变压器低压侧及用户处有就地补偿装置,同时也要求在变电站配置集中补偿设备。
1.2 农网无功补偿方式
遵循以上原则,农网无功补偿方式可分为:变电站集中补偿、低压集中补偿、线路补偿、随机补偿和随器补偿。
变电站集中补偿。目前在农网中除大容量客户外,县级电网基本采用该补偿方式。在变电站10 kV(6 kV)母线上集中装设无功补偿装置,用于补偿高压输电线路和变电站主变无功损耗,提高终端变压器线路电压、改善功率因数。集中补偿装置主要有:并联电容器、同步调相机和静态补偿装置。该补偿方式利于补偿设备管理及维护,但对10 kV农村配电网降损效果不佳。
低压集中补偿,又名跟踪补偿。在配电变压器0.4 kV低压母线处装设多组电容器(包括固定补偿容量和投切容量)进行集中补偿,主要用于补偿变压器出线及农网无功损耗,对减少配电线路的电能损耗作用不大。固定补偿容量用于补偿用户本身的基础无功负荷,可随设备补偿;投切容量用于补偿无功峰荷,补偿容量可根据无功负荷情况进行投切,如:时间段、无功负荷大小及功率因数等。为避免农网变压器空载或轻载运行时无功过补偿,低压集中补偿容量不宜过大。对于大容量用户,在受单台电动机补偿容量或投运时间的限制时,相较于随器、随机补偿,跟踪补偿无需调整补偿额度,仅通过调整各电容器组的投切时间段即可达到较好的补偿效果。跟踪补偿可跟踪无功负荷变化进行投切,运行方式简单灵活,运维工作量较小,但跟踪补偿所需的自动投切装置功能较复杂,投资也较随机、随器补偿的控制保护装置要大。
线路补偿。这种补偿方式在农网应用较多,通过在线路杆塔上装设并联电容器,为路径长、功率因数低、负荷重的线路和公用变压器提供无功补偿。线路补偿装置一般在距离出线变电站较远距离处安装,受安装环境影响较大,不宜设置过多的线路补偿点;线路补偿装置相关控制设备成本高,不宜采用分组投切控制;补偿容量应适中,不应出现过补或欠补;保护装置应尽可能简单,可采用避雷器作过电流保护、熔断器作过电压保护。
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