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农村电网无功补偿方式的优化

来源:美端电气   发布时间:2019-01-05 15:24


1 引言
  农村电网由于变电所数量相对较少,长距离供电是一种普遍现象。农网负载大多为电动机,感性无功消耗大。根据大量的调查(diào chá)统计,农村电网中的总无功损耗中,配电变压器和用户的无功损耗约占84.8%,应作为农村电网无功补偿的重点。
  2 10kV长线路无功补偿实例
  该10kV线路全长20km,输电线为LJ-70铝绞线,所接配变总容量为6900kVA。该线路170#杆及其附近安装(ān zhuāng)有2500kVA配变,从末端至170#杆线路长5km,配变容量为1770kVA。首端至170#杆线路长15km,配变容量为2630kVA。线路改造前,因线路较长感性无功过大使得末端电压低,线损率大。根据用电负荷调查该线路8~9月份用电量zui大,平均在100万kW·h左右,而3~4月份平均用电量仅有60万kW·h左右。170#杆以后高峰用电量为70万kW·h,低峰用电量为40万kW·h。线路的自然功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数为0.69。1为近似负荷等效。
 

 
 
供电公司(Company)因资金所限补偿点只设一个,从负荷观点看在170#杆装电容器较合适,该处明显为负荷中心,故补偿点选择在170#杆处。供电公司确定改造后的技术指标为:在用电高峰期补偿后线路功率因数不小于0.85,在用电低谷期功率因数控制在0.97以内。
按照补偿技术标准经过计算(calculate ),实际取三相额定容量(Capacity)为390kvar的电容器。补偿改造(refome)后实测数据(data)如表1所示。
表1 补偿前后比较

 
 
由表1可见高峰负荷时,功率因数未达到要求额定值(rated value)0.85。
3 无功补偿方式的改进探讨
MATLAB软件学习简单、使用(use)方便,具有强大的矩阵处理功能。变压器综合测试台是集空载短路、变比、直阻、交流耐压、控制于一体的专用测试设备,各种试验间可随意转换,具有体积小、重量轻、精度高、测试简便,单种试验仪器还可以拿出来单独出试验室试验,是电力部门更新换代的理想产品。而且具有专门针对电力系统的强大工具箱PSB(POWERSYSTEMBLOCKET)。因此我们可以用MATLAB仿真(simulation)软件来模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)现场实际情况,这种技术的掌握可以将技术人员从繁杂的计算(calculate )中解放出来,取得较精确的数据(data),具有很强的实践意义。
我们利用MATLAB软件中的PSB工具箱根据1建立了MATLAB仿真,如2所示。变压器空负载测试仪能同时测量单相或三相电力变压器的交流电压有效值,电压平均值、有效值、有功功率、功率因素和频率等电量参数,测量精度为0.1级,智能化、专业化设计、适用于电力变压器空载、负载、感应等试验的测试。
 

 
 
2 MATLAB仿真
仿真中利用测量元件测量线路、负载的电流、电压,有功、无功。
由表1可见实测功率因数与技改要求尚存在一定差距,这是由于线路存在电压(voltage)损失(loss)所造成的,因此在设计时计算(calculate )无功补偿容量时可以按低峰时完全补偿加以计算。变压器综合测试台是集空载短路、变比、直阻、交流耐压、控制于一体的专用测试设备,各种试验间可随意转换,具有体积小、重量轻、精度高、测试简便,单种试验仪器还可以拿出来单独出试验室试验,是电力部门更新换代的理想产品。
当完全补偿时,所需无功功率为:
实取600kvar。将经计算所得到的390kva
  R、600kvar补偿容量(Capacity)分别代入仿真系统,仿真结果如表2所示。
从表1、表2可以看出,在欠补偿的情况下仿真(simulation)结果与实际值差别不大。通过表2我们还可以看出采用完全补偿比欠补偿时各项指标均有提高。这说明改进方法可提高电容器出力,更好地起到升压降损的作用。
表2 完全补偿前后比较

 
 
改进后的设计(Design)方法(method)不仅可以升压降损同时还能获得更佳的经济效益(benefit)(Economic performance)。若以0.5元/kW·h计,不同的处理方法所产生经济效益如表3所示。
表3 经济效益(Economic performance)表

 
 
显然合理进行完全补偿是行之有效的补偿策略。
4 结论
在实际工程(Engineering)中应用MATLAB仿真软件,能比较快速、精确的模拟现场情况(Condition),获得较精确的仿真数据(data),再根据这些数据即可选择(Select)满足运行要求的zui佳补偿策略(strategy)。这项技术(Technology)的推广将能把相关技术人员从繁杂的计算中解脱出来。

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