中、低压配电网无功优化补偿主要采用配电变压器低压侧补偿和10kV线路补偿的方式。配电变压器低压侧补偿主要补偿配电变压器无功功率损耗和低压无功基荷, 实现低压电网无功就地平衡。10kV线路无功补偿主要补偿线路感性电抗所消耗的无功功率和配电变压器励磁无功功率损耗。补偿容量都以中压无功优化计算结果来确定。
一、中、低压配电网无功优化补偿目标
(1)100kVA及以上配电变压器最大负荷时低压侧功率因数应不低于0.95;其他电力用户功率因数应不低于0.90。
(2)农业用户配电变压器低压侧功率因数应在0.85及以上。
(3)10kV三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7% 。
(4)10kV电压正弦波畸变率应小于等于4%。
二、中、低压配电网无功优化补偿典型模式
中压配电网、低压配电网无功优化补偿主要有五种模式:
①在10/0.4kV 配电变压器低压侧设置低压并联电容器并在10kV线路上设置高压并联电容器;
②在10/0.4kV配电变压器低压母线上设置低压并联电容器;
③在10kV线路上设置高压并联电容器;
④对于谐波污染较严重地区, 可加装滤波无功综合治理装置; ⑤在 o. 4kV线路上设置集中并联电容器。
(1)模式A,配电变压器低压侧集中补偿十中压线路补偿。适用范围:供电半径长、负荷重、功率因数低的1okV馈线,可选用公用配电变压器低压侧集中补偿与中压线路补偿相结合的无功补偿模式。
采用动态平滑调节无功补偿装置的特点:
1)补偿效果好, 能够自动跟踪无功负荷变化平滑改变无功补偿容量, 有效减少线路和配电变压器上无功电流的流动, 可有效降低线路和配电变压器损耗。
2)能有效避免中压馈线和配电变压器轻载时出现过补偿和电压升高问题, 有效改善线路的输电性能。
3)可提高无功补偿的准确性、快速性、稳定性,可减少电容器投切次数, 延长电容器及其投切开关的使用寿命。
4)维护工作量小,成本高,回收周期长。
采用自动投切无功补偿装置的特点:
1)补偿效果较好, 能够自动跟踪无功负荷变化而改变无功补偿容量, 可有效减少线路和配电变压器上无功电流流动, 降低线路和配电变压器损耗。
2)能有效避免馈线和配电变压器轻载时出现过补偿和过补偿引起的电压升高问题, 能有效改善线路的输电性能, 提高功率因数和供电电压质量 。
3)补偿电容器分组越多,补偿精度越高,成本越高,维护工作量较大, 回收期较长 。
采用固定无功补偿装置的特点:
1)因其不能跟随线路和配电变压器无功负荷变化而及时改变无功补偿容量, 所以负荷波动幅度较大时补偿效果不理想, 容易发生过补偿或欠补偿现象。
2)在仅补偿无功基荷的场所使用时,补偿效果较好,投资省。
3)维护工作量较小,成本较低,回收周期较短。
(2)模式B,配电变压器低压侧集中无功补偿。适用范围:供电半径较短、负荷轻的10kV馈线, 可选用在配电变压器低压侧进行集中无功补偿的模式。主要补偿配电变压器消耗的无功功率, 实现低压配电台区就地无功平衡, 有效减少配电变压器和配电线路的损耗。
该模式的适用范围与模式A的不同,其特点与模式A相同。
(3)模式C,中压线路补偿。适用范围:供电半径较长、负荷轻且较为集中的中压馈线, 可选用中压线路无功补偿的模式。
根据无功补偿装置类型的不同, 该模式具有以下主要特点:
采用动态平滑调节无功补偿装置的特点:
1)补偿效果较好, 能够自动跟踪线路无功负荷变化而平滑改变无功补偿容量, 有效减少中压线路上无功电流流动, 降低线路损耗。
2)能有效避免中压线路轻载时出现过补偿和过补偿引起的电压升高问题, 改善线路的输电性能。
3)可提高补偿的准确性、快速性、稳定性,大幅度减少电容器投切次数, 延长电容器及其投切开关的使用寿命。
4)维护工作量小,成本高,回收周期长。
采用自动投切无功补偿装置的特点:
1)补偿效果较好, 能够自动跟踪线路无功负荷变化而改变无功补偿容量, 可有效减少中压线路上无功电流流动, 降低线路损耗 。
2)能有效防止线路轻载时出现过补偿和过补偿引起的电压升高问题, 显著改善线路的输电性能, 提高功率因数和供电电压质量 。
3)补偿电容器分组越多,补偿精度越高,成本越高,维护工作量较大, 回收期较长。
采用固定无功补偿装置的特点:
1)补偿效果不理想, 不能跟随线路无功负荷变化而改变无功补偿容量。
2)适用于负荷波动不大的场所, 负荷波动较大时容易出现过补偿或欠补偿现象。
3)维护工作量小,成本低,回收周期短。
(4)模式D,无功补偿十滤波。适用范围:容易产生谐波污染的厂矿、大型企业、铁路等高压用户的专用配电变压器以及谐波污染较为严重的配电台区, 可选用配电变压器低压侧装设带有谐波滤波单元的无功补偿模式。既可补偿配电变压器无功功率损耗, 又可兼顾谐波治理功能 。 无功补偿与滤波相结合补偿方式如下图所示。
该模式的主要特点是:
1)能有效补偿配电变压器消耗的无功功率, 同时还可有效减少谐波源的谐波分量,抑制电压波动、闪变,改善三相负荷不平衡状况,具有综合经济效益。
2)可有效减小电容器对谐波的放大作用, 保证电容器组的安全运行 。
3)一次性投资较大,回收周期较长。
(5)模式E,低压线路补偿。适用范围:供电台区内容量小于5kW的动力用户较多时, 可选用低压线路无功补偿的模式。其他可参照中压线路补偿模式。