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淺談如何提高縣級電網(wǎng)功率因數(shù)

更新時間:2012-09-27      瀏覽次數(shù):2321

淺談如何提高縣級電網(wǎng)功率因數(shù)——從桐柏電網(wǎng)提高功率因數(shù)談起

  隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展,電力需求不斷提高,現(xiàn)代用電企業(yè)中,在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設(shè)備連接于電力系統(tǒng)中,以致電網(wǎng)傳輸功率除有功功率外,還需無功功率。功率因數(shù)是決定發(fā)供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的一個極為重要的因素,它直接反映了系統(tǒng)中有功功率與無功功率的分配 ,對于發(fā)供電系統(tǒng)來說, 對負(fù)荷不但要求有高的負(fù)荷率,而且也要求有高的功率因數(shù) 。

  根據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》5.9規(guī)定, 電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定:高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶,功率因數(shù)為0.90以上,躉售和農(nóng)業(yè)用電,功率因數(shù)為0.80以上。

  我局位于南陽電網(wǎng)的末端,負(fù)荷類型多為礦山、化工和農(nóng)電為主。根據(jù)我局2008年的統(tǒng)計分析,桐柏電網(wǎng)的功率因數(shù)平均只為0.85,雖然能滿足農(nóng)業(yè)用電的需要,但對于高壓供電的工業(yè)用戶來說顯然達(dá)不到要求,離我局真正成為省級*供電企業(yè)還有不小的差距,*:無功補償設(shè)備提供必要的無功功率,以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),降低能耗,改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量.

  一、 原因分析

  為配合我局爭創(chuàng)“*”供電企業(yè),使其達(dá)到*縣供電企業(yè)對電網(wǎng)硬件的標(biāo)準(zhǔn)和要求,我局陸續(xù)新建或改建了12個變電站為綜合自動化站,達(dá)到了無人值班變電站的要求。全部設(shè)備達(dá)到“五遙”功能,調(diào)度能實現(xiàn)遠(yuǎn)方對變電站設(shè)備進(jìn)行遙控操作,各項數(shù)據(jù)能實現(xiàn)實時遙測,調(diào)度自動化也順利通過了省級調(diào)度自動化驗收,這為我們制定出切實符合我局實際情況的方案并順利組織實施并達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

  我局在未進(jìn)行綜自改造前,變電站無功調(diào)壓投切電容器實時性差,變電站人員主要根據(jù)顯示的電壓手動執(zhí)行投切電容器。由于負(fù)荷受時段負(fù)荷波動的影響,導(dǎo)致電網(wǎng)電壓偏移幅度增加,要求調(diào)節(jié)的實時性較大。而大部分變電站無功平衡的自動控制未完善,自動化程度差,無法實現(xiàn)對無功電壓進(jìn)行實時調(diào)節(jié),導(dǎo)致功率因數(shù)偏低。綜合分析看來,造成電網(wǎng)功率因數(shù)低的主要原因是:

  1、變電站未裝設(shè)功率因數(shù)表或功率因數(shù)表不準(zhǔn)確;

  2、電壓過高或過低時沒有相應(yīng)的提示信號;

  3、補償無功方法只是投退電容,沒有根據(jù)負(fù)荷潮流變化、母線電壓、有功、無功功率和功率因數(shù)的變化等諸多因素合理安排電容器的投切;

  4 人員實時監(jiān)控電壓變化時效性差。

  二、制定方案

  提高功率因數(shù)問題的實質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。為了zui大限度地減少無功功率的傳輸損耗,提高輸配電設(shè)備的效率,無功補償設(shè)備的配置,應(yīng)按照總體平衡與局部平衡相結(jié)合、集中補償與分散補償相結(jié)合,降損與調(diào)壓相結(jié)合的原則,實現(xiàn)就地補償,就地平衡。各變電站的功率因數(shù)調(diào)度要隨時掌握,根據(jù)《電壓無功技術(shù)導(dǎo)則》按照無功電力分層就地平衡的原則,無功補償容量配置應(yīng)達(dá)到主變壓器容量的10%-30%。供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響,當(dāng)人員注意到電壓不合格,采取調(diào)壓措施,實施電容投切時,往往電壓已經(jīng)在不合格范圍內(nèi)運行了一段時間,無法實現(xiàn)動態(tài)無功調(diào)壓,應(yīng)該把各站母線電壓控制在合格范圍內(nèi),把功率因數(shù)和無功功率相配合投退電容,解決以前存在投上過補,切下欠補的問題。同時對于10KV線路電容器,我們要求有關(guān)部門全部投入,以盡量達(dá)到無功就地補償?shù)囊蟆?/span>

  三、組織實施

  在我局新建或改建的12個綜合自動化變電站工程中,把各綜自變電站各段母線電壓、各回路電流、有功功率、無功功率、各站電容器無功補償功率和主變高、中、低壓側(cè)功率因數(shù)等主要數(shù)據(jù)通過光纖全部上傳至調(diào)度的一次系統(tǒng)圖中,各項數(shù)據(jù)能實現(xiàn)實時遙測,充分發(fā)揮調(diào)度自動化的“五遙”功能,實現(xiàn)遠(yuǎn)方對變電站電容器遙控投切,為確保各站母線電壓控制在合格范圍內(nèi)(10kv用戶的電壓允許偏差值,為系統(tǒng)額定電壓的±7%,35kv電壓變動幅度,應(yīng)不大于系統(tǒng)額定電壓的10%),調(diào)度自動化設(shè)置了母線電壓不合格語音報警,當(dāng)電壓過高或過低時提醒值班調(diào)度員注意。我們根據(jù)各變電站負(fù)荷潮流變化、母線電壓、有功、無功功率和功率因數(shù)的變化等諸多因素合理安排電容器的投切(如表所示),防止欠補或過補現(xiàn)象的發(fā)生,變電站主變壓器的有載調(diào)壓經(jīng)濟(jì)效果首先建立在電網(wǎng)無功就地平衡的基礎(chǔ)上,經(jīng)濟(jì)調(diào)壓切實做到先合理投切電容器組,后適當(dāng)調(diào)整主變分接頭,合理調(diào)整變壓器分接頭,以達(dá)到功率因數(shù)和電壓的平衡。采用“逆調(diào)壓”的方法合理調(diào)節(jié)變壓器檔位,當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷高峰時,調(diào)整有載調(diào)壓開關(guān)分接頭位置,把母線電壓提高到10.5kV左右;在低谷時把母線電壓調(diào)低到10.2kV左右,這樣就可以把電壓波動范圍控制在2-5%之間,不僅保證了母線電壓,而且也保證了10kV配電線路末段和配變二次出口電壓在合格范圍。變壓器消耗無功的主要成份是它的空載無功功率,它和負(fù)載率的大小無關(guān)。因而,為了改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù),變壓器不應(yīng)空載運行或長其處于低負(fù)載運行狀態(tài)。有兩臺主變的變電所,由于變壓器之間技術(shù)特性存在差別,以及變壓器的有功損耗和無功損耗是隨著負(fù)荷成非線性變化的,經(jīng)過計算,我們將變壓器經(jīng)濟(jì)運行方式的臨界運行區(qū)確定下來,調(diào)度值班員密切注意負(fù)荷變化,隨時調(diào)整變壓器的運行方式,將電網(wǎng)上變壓器的損耗降至zui低。經(jīng)過以上的措施,即保證了35kV、10kV母線的電壓合格率,降低了網(wǎng)損,又使主變高壓側(cè)功率因數(shù)均在0.95左右。

  電壓和無功與電容器的配置表

  序號 電網(wǎng)電壓與無功的狀況 電容投切

  1 電壓無功合格,穩(wěn)定工作區(qū) 不調(diào)節(jié)

  2 電壓偏高,無功平衡 強切電容

  3 電壓偏高、無功偏少 強切電容

  4 電壓合格,無功偏少 投電容

  5 電壓偏低、無功偏少 投電容

  6 電壓偏低,無功平衡 強投電容。

  7 電壓偏低,無功偏多 強投電容

  8 電壓合格,無功偏多 切電容

  9 電壓偏高,無功偏多 切電容。

  10 電壓過低, 投電容。

  11 電壓過高 切電容

  四、效果檢查

  根據(jù)方案從2009年3月到12月將近一年的實施情況來看,效果還是很顯著的,據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,電網(wǎng)的平均功率因數(shù)已由以前的0.85提高到0.95,達(dá)到預(yù)期效果。對桐柏電網(wǎng)的貢獻(xiàn)表現(xiàn)為:

  1、 提高設(shè)備的利用率。

  對于原有供電設(shè)備來講,在同樣有功功率下,因功率因數(shù)的提高,負(fù)荷電流減少,因此向負(fù)荷傳送功率所經(jīng)過的變壓器、開關(guān)和導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲備,從而滿足了負(fù)荷增長的需要。

  2、降低系統(tǒng)的能耗

  我們通過計算:補償前后線路傳送的有功功率不變,當(dāng)功率因數(shù)從0.70~0.85提高到0.95時,可求得有功損耗將降低20%~36%。我們曾在試點線路做過測試,10KV線路功率因數(shù)為0.85時,線路電流為40A,當(dāng)線路功率因數(shù)達(dá)到0.95時,線路電流為相同值時,線損降為原來的0.649倍,即降損在三分之一,效果明顯。

  3、改善電壓質(zhì)量。

  變電站母線電壓合格率都是100%,合理補償無功功率,有利于線路末端電壓的穩(wěn)定,有利于大電動機的起動。
 

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