一、引言
由于技術降損對農網安全、優質、經濟運行具有重要作用,因此技術降損是電力部門和用戶共同關注的問題。合理選擇技術降損方案,能有效提高系統的電壓穩定性,保證農網的電壓質量,提高輸變電設備的利用率,降低農網有功網損。農村電網規模巨大,因此技術降損對節約電能,改善電壓質量意義重大。筆者結合當前人們關注的農網降損問題,重點介紹四種技術降損方式供參考。
二、四種農網技術降損方式
農網降損方式有變電站集中補償降損方式、配電變壓器低壓補償降損方式、配電線路固定補償降損方式和用電設備分散補償降損方式。
(一)變電站集中補償降損方式
變電站集中補償裝置包括并聯電容器等,主要目的是平衡電網的無功功率,改善電網的功率因數,提高系統終端變電所的母線電壓,補償變電站主變壓器和輸電線路的無功損耗。補償裝置一般集中接在變電站10kV母線上,因此具有管理容易、維護方便等優點,但這種補償方案對10kV配電網的降損節能不起作用。
為實現變電站的電壓/無功綜合控制,通常采用并聯電容器組和變壓器有載調壓抽頭協調調節控制。協調調節控制原理中,九區圖法是一種常用的有效方法。但實際應用表明,投切過于頻繁會影響電容器開關和分接頭的使用壽命,增大運行維護工作量,通常在實際中要限制抽頭調節和電容器組操作次數。
鑒于變電站無功補償降損方式對提高高壓電網功率因數,維持變電所母線電壓和平衡系統無功有重要作用,因此應根據負荷的增長安排、設計好變電站的無功補償容量,運行中在保證電壓合格和無功補償效果最好的情況下,盡可能使電容器組投切開關的操作次數為最少。
(二)配電變壓器低壓補償降損方式
配電變壓器低壓補償降損方式是目前應用最普遍的降損方式。由于用戶的日負荷變化大,通常采用微機控制、跟蹤負荷波動,分組投切電容器補償,總補償容量在幾十至幾百千乏不等。目的是提高專用變壓器用戶功率因數,實現無功的就地平衡,降低配電網損耗和改善用戶電壓質量。
配電變壓器低壓補償降損方式的優點是,補償后功率因數高,降損節能效果好。但于配電變壓器的數量多、安裝地點分散,因此補償工程的投資較大,運行維護工作量大,也因此要求廠家要盡可能降低裝置的成本,提高裝置的可靠性。
采用接觸器投切電容器的沖擊電流大,影響電容器和接觸器的使用壽命;用晶閘管投切電容器,能解決接觸器投切電容器存在的問題,但明顯的缺點是裝置存在晶閘管功率損耗,需要安裝風扇和散熱器來通風與散熱,而散熱器會增大裝置的體積,風扇則影響裝置的可靠性。
低壓補償裝置安裝地點分散、數量大,運行維護是補償工程需要重點考慮的問題;另外,配電系統負荷情況復雜,系統可能存在諧波、三相不平衡,以及防止出現過補償等問題。這些問題在工程實踐中應引起注意。
(三)配電線路固定補償降損方式
大量配電變壓器要消耗無功,很多公用變壓器沒有安裝低壓補償裝置,造成的很大無功缺額需要變電站或發電廠承擔,大量的無功沿線路傳輸使得農網的網損居高難下,這種情況下可考慮配電線路固定補償降損方式。
線路固定補償降損方式即通過在線路桿塔上安裝電容器實現無功補償降損節能。由于線路補償遠離變電站,因此存在保護難配置、控制成本高、維護工作量大、受安裝環境限制等問題。因此,線路補償降損方式的補償點不宜過多;控制方式應從簡,一般不采用分組投切控制;補償容量也不宜過大,避免出現過補償現象;保護也要從簡,可采用熔斷器和避雷器作為過電流和過電壓保護。
線路固定補償降損方式主要提供線路和公用變壓器需要的無功,工程問題的關鍵是選擇補償地點和補償容量。線路補償具有投資小、回收快、便于管理和維護等優點,適用于功率因數低、負荷重的長線路。線路補償一般采用固定補償,因此存在適應能力差,重載情況下補償度不足等問題。
(四)用電設備隨機補償降損方式
在10kV以下電網的無功消耗總量中,變壓器消耗占30%左右,低壓用電設備消耗占65%以上。由此可見,在低壓用電設備上實施無功補償十分必要。從理論計算和實踐中證明,低壓設備無功補償降損方式的經濟效果最佳,綜合性能最強,是值得推廣的一種降損節能措施。
感應電動機是消耗無功最多的低壓用電設備,故對于廠礦企業的較大容量電動機,應該實施就地無功補償,即隨機補償。與前三種降損方式相比,隨機補償降損這一方式更能體現以下優點:
1、線損率可減少20%。
2、改善電壓質量,減小電壓損失,進而改善用電設備啟動和運行條件。
3、提高線路供電能力。
由于隨機補償降損方式的應用面大、投資大,確定補償容量需要進行計算,以及管理體制、重視不夠和應用不方便等原因,目前隨機補償降損方式的應用情況和效果都不理想。因此,對隨機補償降損方式需加強宣傳力度,增強用戶節能意識,同時應針對不同用電設備的特點和需要,推薦使用體積小、造價低、易安裝、免維護的智能型用電設備無功補償降損節能裝置。
根據以上常用降損方式的分析、討論,我們可歸納、整理出四種降損方式的特點和基本性能如表1所示。
三、結語
農網技術降損是一項具有很好經濟效益的措施,對農網安全、優質、經濟運行有重要作用。技術降損工程是對供電企業和用戶雙方都有利,雙方都應充分重視并逐步解決這一問題。
責任編輯: 江曉蓓