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電網(wǎng)改造中,在配電變壓器的低壓側(cè)可以安裝一個一定容量的補(bǔ)償電容器,這個電容器可以起到無功補(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,起到了無功補(bǔ)償?shù)淖饔?。就目前的觀點(diǎn)來看,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)無功補(bǔ)償,僅僅是用來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)荷輸送的無功功率,這是因?yàn)橄蜇?fù)荷輸送的無功功率要經(jīng)過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)的無功補(bǔ)償容量的選擇是無用過大的,過大反而是一種浪費(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)償組合的方式無疑是最佳的結(jié)合方式。
第一、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)行的時候是需要無功功率的。如果在電網(wǎng)中安裝無功補(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功功率,減少了電網(wǎng)向這些感性負(fù)荷提供無功功率,降低了線路和變壓器等設(shè)備在輸送電能過程中的損耗。
第二、無功補(bǔ)償?shù)囊饬x及具體實(shí)現(xiàn)方式
1、就無功補(bǔ)償?shù)囊饬x而言,筆者以為可以從以下幾個方面闡述:
?。?)對無功功率進(jìn)行補(bǔ)償后,電網(wǎng)中的有功功率的比例常數(shù)無疑得到了提高;
(2)電網(wǎng)中,進(jìn)行無功補(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)計容量。特別是對改建或者新建的工程項目,可以考慮采用無功補(bǔ)償?shù)霓k法,減少其設(shè)計容量,達(dá)到投資成本的控制問題;
?。?)在電網(wǎng)中進(jìn)行無功補(bǔ)償后,可以減低線路中的線損。因?yàn)闊o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)問題。
2、電網(wǎng)中,比較常用的無功補(bǔ)償方式可以概括為以下幾種方式:
?。?)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)到無功補(bǔ)償?shù)哪康模?/p>
(3)單臺電動機(jī)就地補(bǔ)償?shù)姆绞剑涸趩闻_電動機(jī)處安裝相應(yīng)的并聯(lián)電容器。
3、根據(jù)筆者的具體經(jīng)驗(yàn),無功補(bǔ)償容量在確定的時候,有以下兩點(diǎn)注意事項:
?。?)為了避免造成倒送無功功率造成功率損耗的增加,一定要避免過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象,尤其是在輕負(fù)荷的情況下,過補(bǔ)償是不能出現(xiàn)的,過補(bǔ)償是一種不經(jīng)濟(jì)的做法;
?。?)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。
第三、具體實(shí)現(xiàn)方式探討
在電網(wǎng)中,設(shè)計并聯(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)荷的無功功率由容性負(fù)荷的無功功率相互補(bǔ)償?shù)哪康?。具體的補(bǔ)償容量可以通過下面的公式計算所得:
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)。
第四、配電變壓器無功補(bǔ)償容量的選擇分析
配變低壓側(cè)補(bǔ)償容量過大不但不經(jīng)濟(jì),而且還會造成過補(bǔ)償,造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。一般的過補(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:
?。?)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功功率的交換情況;
?。?)功率因數(shù)角超前,電網(wǎng)中傳輸容性無功功率的現(xiàn)象仍然會造成電網(wǎng)中有功功率的損耗;
?。?)功率因數(shù)角超前可以造成無為的投資,造成投資成本的浪費(fèi)。
配變低壓側(cè)的補(bǔ)償容量過大,還會造成以下?lián)p失:當(dāng)配變低壓側(cè)的補(bǔ)償容量過大時,如果出現(xiàn)電源缺相的情況,有可能發(fā)生鐵磁諧振過壓,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)無功功率補(bǔ)償現(xiàn)象的發(fā)生,其補(bǔ)償容量不能超過配變的無功功率,這是配變低壓側(cè)無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t。變壓器總的無功功率:Qb=Qb0+QbH?(S/Se)2Qb=[I0%/100+Ud%/100?(S/Se)2]?Se式中:Qb0-變壓器空載無功功率,kvar;QbH-變壓器滿載無功功率,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)用過程中,為方便起見,將變壓器負(fù)載時總無功功率與額定容量之比的百分?jǐn)?shù)稱作ΔQb。則滿負(fù)載時:ΔQb%=Qb/Se?100%=I0%+Ud%
通過對無功補(bǔ)償?shù)墓?jié)電原理及對變壓器低壓側(cè)無功補(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)行無功補(bǔ)償時,補(bǔ)償容量的選擇是不能過大的。在具體實(shí)行補(bǔ)償時,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,無疑是取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益的最佳途徑。