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電網(wǎng)改造中,在配電變壓器的低壓側(cè)可以安裝一個(gè)一定容量的補(bǔ)償電容器,這個(gè)電容器可以起到無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔茫粌H可以提高電網(wǎng)的功率因數(shù),減少電網(wǎng)中電能的損耗,還可以增強(qiáng)供電能力,起到了無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>
就目前的觀點(diǎn)來(lái)看,有人認(rèn)為安裝的配電變壓器容量的補(bǔ)償容量比較小,不能完全補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)所有的無(wú)功負(fù)荷。筆者以為,這種觀點(diǎn)是一種誤解。因?yàn)榕渥兊蛪簜?cè)無(wú)功補(bǔ)償,僅僅是用來(lái)減少變壓器自身或者配電網(wǎng)方面的功率損耗的,它并不能減少向負(fù)荷輸送的無(wú)功功率,這是因?yàn)橄蜇?fù)荷輸送的無(wú)功功率要經(jīng)過(guò)低壓線路的電抗或電阻,因此,配電線路上的功率損耗并不能減少。根據(jù)以上分析,配電低壓側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償容量的選擇是無(wú)用過(guò)大的,過(guò)大反而是一種浪費(fèi)。并起不到多大作用。采取用戶端就地補(bǔ)償和配變低壓側(cè)補(bǔ)償組合的方式無(wú)疑是最佳的結(jié)合方式。
1、節(jié)電原理分析
在電網(wǎng)中,發(fā)電機(jī)、變壓器等電力負(fù)荷基本都屬于感性負(fù)荷,這些設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候是需要無(wú)功功率的。如果在電網(wǎng)中安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,就等于給這些感性負(fù)荷提供了它們所消耗的無(wú)功功率,減少了電網(wǎng)向這些感性負(fù)荷提供無(wú)功功率,降低了線路和變壓器等設(shè)備在輸送電能過(guò)程中的損耗。
2、無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x及具體實(shí)現(xiàn)方式
2.1就無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x而言,筆者以為可以從以下幾個(gè)方面闡述:
⑴對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償后,電網(wǎng)中的有功功率的比例常數(shù)無(wú)疑得到了提高;
⑵電網(wǎng)中,進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后,減少了相關(guān)的投資成本,減少了發(fā)電、供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量。特別是對(duì)改建或者新建的工程項(xiàng)目,可以考慮采用無(wú)功補(bǔ)償?shù)霓k法,減少其設(shè)計(jì)容量,達(dá)到投資成本的控制問(wèn)題;
⑶在電網(wǎng)中進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后,可以減低線路中的線損。因?yàn)闊o(wú)功補(bǔ)償后,可以提高電網(wǎng)中的功率因數(shù),這樣的結(jié)果是電網(wǎng)中的線損率也得到了控制,提高了電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù),這可以直接影響到供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。
2.2電網(wǎng)中,比較常用的無(wú)功補(bǔ)償方式可以概括為以下幾種方式:
(1)集中補(bǔ)償?shù)姆绞剑杭醒a(bǔ)償?shù)姆绞街饕窃谂潆娋€路中安裝相應(yīng)的并聯(lián)電容器組,達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康模?/p>
(2)分組補(bǔ)償?shù)姆绞剑悍纸M補(bǔ)償?shù)姆绞街饕窃谟脩糗囬g配電屏和配電變壓器低壓側(cè)安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器,達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康模?/p>
(3)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償?shù)姆绞剑涸趩闻_(tái)電動(dòng)機(jī)處安裝相應(yīng)的并聯(lián)電容器。
根據(jù)筆者的具體經(jīng)驗(yàn),無(wú)功補(bǔ)償容量在確定的時(shí)候,有以下兩點(diǎn)注意事項(xiàng):
(1)為了避免造成倒送無(wú)功功率造成功率損耗的增加,一定要避免過(guò)補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象,尤其是在輕負(fù)荷的情況下,過(guò)補(bǔ)償是不能出現(xiàn)的,過(guò)補(bǔ)償是一種不經(jīng)濟(jì)的做法;
(2)在一般情況下,功率因數(shù)越高,補(bǔ)償容量所能降小的損耗將隨之變小,因此,功率因數(shù)提高至0.95是一種比較合理的補(bǔ)償方式。
2.3具體實(shí)現(xiàn)方式探討
在電網(wǎng)中,設(shè)計(jì)并聯(lián)連接電路,將具有容性功率負(fù)荷的設(shè)備與具有感性功率負(fù)荷的裝置并聯(lián)在同一電路中,使得能量可以在這兩種負(fù)荷之間實(shí)現(xiàn)交換,已達(dá)到感性功率負(fù)荷的無(wú)功功率由容性負(fù)荷的無(wú)功功率相互補(bǔ)償?shù)哪康摹>唧w的補(bǔ)償容量可以通過(guò)下面的公式計(jì)算所得:
tgΦ1=√1-cos2Φ1/cosΦ1
tgΦ√1-cos2Φ/cosΦ
Qk=p(tgΦ1-tgΦ)(kvar)
式中:cosφ1、cosφ的意義如前所述;
Qk:-所需補(bǔ)償容量(kvar);
p-線路總功率(KW)。
3、配電變壓器無(wú)功補(bǔ)償容量的選擇分析
配變低壓側(cè)補(bǔ)償容量過(guò)大不但不經(jīng)濟(jì),而且還會(huì)造成過(guò)補(bǔ)償,造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。一般的過(guò)補(bǔ)償容易發(fā)生在變壓器空載運(yùn)行或者電網(wǎng)中負(fù)荷較輕的情況。過(guò)補(bǔ)償可使得功率因數(shù)角超前、電源電壓升高或者出現(xiàn)無(wú)功功率向電力系統(tǒng)倒送的情況。功率因數(shù)角超前具有一下壞處:
(1)功率因數(shù)角超前可以減少電源的有功出力,所以電源與電容器之間仍有無(wú)功功率的交換情況;
(2)功率因數(shù)角超前,電網(wǎng)中傳輸容性無(wú)功功率的現(xiàn)象仍然會(huì)造成電網(wǎng)中有功功率的損耗;
(3)功率因數(shù)角超前可以造成無(wú)為的投資,造成投資成本的浪費(fèi)。
配變低壓側(cè)的補(bǔ)償容量過(guò)大,還會(huì)造成以下?lián)p失:當(dāng)配變低壓側(cè)的補(bǔ)償容量過(guò)大時(shí),如果出現(xiàn)電源缺相的情況,有可能發(fā)生鐵磁諧振過(guò)壓,造成電容器或者變壓器的燒毀現(xiàn)象。這不但造成投資的浪費(fèi),而且對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行埋下了隱患。為了有效防止配變低壓側(cè)無(wú)功功率補(bǔ)償現(xiàn)象的發(fā)生,其補(bǔ)償容量不能超過(guò)配變的無(wú)功功率,這是配變低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t。
變壓器總的無(wú)功功率:Qb=Qb0+QbH?(S/Se)2
Qb=[I0%/100+Ud%/100?(S/Se)2]?Se
式中:Qb0-變壓器空載無(wú)功功率,kvar;
QbH-變壓器滿載無(wú)功功率,kvar;
I0%-變壓器空載電流百分?jǐn)?shù);
Ud%-變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù);
S-變壓器實(shí)際負(fù)荷,kVA;
Se-變壓器額定容量,kVA。
在應(yīng)用過(guò)程中,為方便起見,將變壓器負(fù)載時(shí)總無(wú)功功率與額定容量之比的百分?jǐn)?shù)稱作ΔQb。則滿負(fù)載時(shí):
ΔQb%=Qb/Se?100%=I0%+Ud%
4、結(jié)論
通過(guò)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓?jié)電原理及對(duì)變壓器低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量的選擇進(jìn)行分析探討,可以得出:在配變低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí),補(bǔ)償容量的選擇是不能過(guò)大的。在具體實(shí)行補(bǔ)償時(shí),將用戶端就地補(bǔ)償與配變低壓側(cè)補(bǔ)償相結(jié)合的補(bǔ)償方式,不僅可以提高功率因數(shù),而且可以減少低壓線路損耗,無(wú)疑是取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益的最佳途徑。