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行業新聞 CONPART ELECTRIC
專業生產低壓電容器,并聯電容器
應用于電力、冶金、工業制造、建筑、家電生產、太陽能、風能等領域
淺談提高無功電壓及力率合格率的措施
發布時間:2012-6-16 14:27:30

電力系統中的電壓和力率是電網運行的兩個重要參數,電力系統中的電壓和力率與電網中無功潮流有密切關系,電力系統的無功平衡是保證電壓質量和力率合格率的基本條件。有效的電壓控制和合理的無功補償,不僅能保證電網提供合格的電壓,而且還能提高電網運行的穩定性和經濟效益。
  省調通過對330kV、110kV中樞點母線電壓及110kV變電站高壓側力率的考核,來保障地區電網的穩定、經濟、高效運行。目前,省調對 330kV、110kV中樞點母線電壓考核的原則是:在用電高峰時段,盡可能少吸收主網的無功,低谷時段不向主網上送無功,而是從主網上吸收適當的無功,以滿足逆調壓的要求。具體考核指標為:330kV中樞點母線電壓允許的波動范圍在338-358kV、110kV中樞點母線電壓允許的波動范圍在 112-117kV,110kV變電站高壓側母線電壓合格率為99%、高壓側力率不低于0.9,達不到以上指標均為考核不合格。作為地區一級電網要滿足省調無功電壓和力率的考核要求,保證電網的安全、經濟運行,必須對地區電網無功電壓以及力率管理中存在的問題進行認真的分析。
1無功電壓及力率管理存在的問題
  地區電網無功電壓及力率管理存在的問題是多方面的,既有技術和設備上的問題,也有管理上的問題,主要表現在以下幾個方面:
  1.1規劃設計時沒有注重無功補償設備配置。在傳統管理模式中,地區電網主要側重于電能質量和線損的管理與控制,主變高壓側的受電力率未引起足夠的重視,所以,在電容器的配置、主變分接開關的選擇上,往往只考慮電壓要求,未充分考慮力率的因素,不能在源頭上對無功補償設備進行科學配置。
  1.2電容器配置不合理。主要表現在兩個方面:一是變電所配置的無功補償容量不足,按《電網公司電力系統無功補償配置技術原則》規定:35kV~110kV變電站的容性無功補償裝置以補償變壓器的無功損耗為主,并適當兼顧負荷側的無功補償。容性無功補償裝置的容量按照主變壓器容量的10%—30%配置,并滿足35kV~110kV主變壓器大負荷時,高壓側功率因數不低于0.95。而現運行的110kV變電只在低壓側設置并聯電容器,中壓側不設置并聯電容器,這樣設置僅能補償低壓側所缺無功,中壓側所缺無功不僅無法在中壓側得到補償,反而增加了變壓器的損耗;二是單組電容器的設計容量偏大,造成電容器的投退對電壓的影響較大,容易造成過補或欠補現象的發生。例如海西公司察爾汗地區為工業負荷,波動較大,在鹽湖鉀肥生產高峰時期負荷約7MW,而在鹽湖鉀肥停產后,平均負荷只有2.0MW。110kV察爾汗變主變容量為2*40MVA,只配置1組6兆乏的低壓電容器,在負荷較低時,投入電容器會出現向主網倒送無功的現象,在負荷高峰時投入電容器補償不足,電壓調整困難。
  1.3運行管理不夠到位,對無功管理的精細化程度要求不高。電網運行人員在日常運行管理中主要考慮滿足有功的需求,側重于電網的安全管理;對無功管理以及電網的經濟運行未能足夠重視,僅僅通關負荷低谷時退出所有電容器,負荷高峰投入所有電容器的辦法來控制、調整電壓,但這樣并不能使力率合格率有較大提高,有時甚至會起到相反作用。在無功管理中,有時對無功補償分層、分區、地平衡的原則把握不夠,對逆調壓的要求執行不夠到位,從而使得中、低壓電網無功潮流分布不夠合理,不僅增加了網損,力率合格率也不能得到保證。
  1.4對用戶的無功補償設備補償管理存在不足。用戶的無功補償設備配置不夠合理,對電容器的運行管理不夠規范,現在雖然對用戶實行利率電費政策,由于海西電網負荷以高耗能高壓供電用戶為主,用戶力率考核辦法按0.9進行獎罰,但用戶力率是通過月度有功、無功電量來計算的,只能反映一個時段的無功補償情況,并不能滿足實時的管理要求。同時用戶運行人員對無功的管理還沒有形成自覺的意識,部分電力用戶不能及時向供電部門報送電壓質量和無功補償設備的安裝容量和投入情況,不能根據電網情況及時投切電容器,造成用戶從主網吸收無功過大,影響電網經濟運行。

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  1.5地區電壓受330kV主系統影響偏高。2010年海西電網330kV主網架雖然已形成了雙電源單環網的供電方式,但由于線路過長、負荷分布不均,造成主網電壓偏高,海西電網電抗器投運率為88%,電容器投運率為18%。尤其是青藏沿線的變電站當35kV母線檢修,電抗器退出運行時,末端沱沱河變35kV母線高達39kV。而部分農網變電站串接在同一條聯絡線上,供電線路長、“T”接用戶多,運行中峰谷差大,電壓調整困難。
2 提高無功電壓和力率合格率的措施
  由于無功電壓和力率是相互關聯、相互影響的,有時還存在一定的矛盾性,根據以上存在的問題,在實際工作中,應采取如下技術和管理措施,以提高無功電壓和力率合格率。
2.1技術措施
  2.1.1建立合理完善的電力網絡
  一個合理的完善的網絡結構是保證系統電壓質量和供電可靠性基礎,在電力系統規劃設計中首先應對地區電網的110kV網絡之間加強聯系及電壓支持,逐步形成一個堅固的110kV網絡系統。
35kV及以下電壓等級中、低壓電網的供電范圍合理,應根據線路電壓損失的允許值、線路負荷大小、無功潮流及供電可靠性要求,盡可能使供電半徑保持在合理的范圍內,并留有一定的裕度,滿足負荷的增長。
  2.1.2要實時保證無功電源與無功負荷之間的平衡。不但要保證整個電力系統的無功平衡,同時也要做好分層、分區及每個點(變電站)內的無功平衡;在規劃、建設時,無功電源應與有功電源同步進行;同時還要求電力系統中應有足夠的無功電源備用容量和補償裝置,并分散裝設于無功平衡和電壓調整比較敏感的變電所內。
  2.1.3配置合理的無功補償設備
電力系統分層、分區及每個變電站內配置合理的無功補償設備是搞好無功電壓管理、降低線損、提高力率合格率的基礎。
  2.1.3.1 配置足夠的無功補償設備。各變電站都應按《電力系統電壓和無功電力技術導則》要求配置足夠的無功補償設備,不能因一時電壓的高低而不配置或少配置電容器;對變電所電纜線路較多時,由于電纜線路是容性負荷,在切除并聯電容器組后,有可能還會出現向系統到送無功現象,這時應在變電所的低壓母線上裝設并聯電抗器,以加大該變電所的無功負荷,達到無功地平衡。
  2.1.3.2無功補償設備的容量要配置合理。變電所內的無功補償設備的單組容量不宜過大,如容量過大,在負荷輕時,不投電容器,會使力率偏低,線損增大;投入電容器,又會造成向系統倒送無功。在配置無功補償設備時還應考慮負荷的增長,以便于運行操作。
  2.1.3.3合理配置與選擇變壓器變比和采用有載調壓變壓器。各電壓等級變壓器的額定變比、調壓方式、調壓范圍及每檔的調壓值,都應滿足發電廠、變電所母線和用戶受電端電壓質量的要求,并考慮電力系統中長期電源建設和結構變化的影響。地區供電網中110kV及以下電壓等級的變壓器應全部采用有載調壓變壓器。
  2.1.3.4采用先進的科技技術?;捎夢薰?、電壓自動調節設備,提高電網自動化水平。如用戶安裝的高、低壓電容器組,采用按功率因數及電壓自動投切方式;變電所的電容器組和電抗器組變電所安裝的有載調壓變壓器,采用無功功率和電壓控制通過AVC實現。
2.2管理措施
  2.2.1做好用戶端的無功平衡、力率管理,新投用戶必須在本戶變壓器高壓側或低壓側配置并聯電容器,電容器的安裝容量不宜過大,一般應為配電變壓器總容量的0.3-0.4%,并逐步采用功率因數和電壓綜合控制的自動投切裝置。
  2.2.2 110kV及以下變電站的無功補償設備投入容量,應隨時與本站所供的無功負荷相平衡,不得出現向高壓側電網倒送無功現象。地方電廠發電機無功出力、大客戶的無功補償設備、出力,接受地調調度,嚴禁用戶向電網到送無功。
  2.2.3同一變電所中如裝有無功補償設備和有載調壓變壓器,在調壓時應遵循一下原則:電壓高時,先調節分接頭,直到主變無能力調節時,再切電容器;電壓低時,先投電容器,直至投完,且無功不向上級系統到送,再調分接頭。
  2.2.4調度運行人員應注意監視設備的運行狀況,充分利用電網中無功電源、無功補償及電壓調節設備,結合實際運行情況,進行有功電力調度和無功電壓調整,從而保證無功電力的地平衡。

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