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几种低压无功补偿装置运行与管理情况分析           
几种低压无功补偿装置运行与管理情况分析
作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:06:28
                                                   作者：苏 剑

1  几种无功动态补偿装置的技术性能比较    

　　在配电系统中安装并联电容器可改善电压分布，提高功率因数，减少电网损耗，且简便易行，因此该技术正在应用中不断发展中。

　　目前，市场上存在着多种形式的低压无功补偿装置，供电部门应当根据地区电网运行实际需要，科学合理的选择无功补偿方式。

　　根据南通电网降损节电措施计划，南通供电公司对市郊低压线路开展了无功补偿的试点分析比较工作，先后安装使用了4种型号的低压无功补偿装置，经过一段时间的配网运行观察，对4种无功动态补偿装置的实际运行使用情况进行总结与比较，见表1。

　　表1  4种无功动态补偿装置技术性能比较


　　2低压无功补偿装置运行情况分析

　　2．1 LTB型柱上配变无功补偿箱

　　LTB型柱上配变无功补偿箱为1997年设计生产的早期产品，采用可控硅控制电容器组自动投切。由于设计未考虑低压负荷的三相不平衡问题，交流采样信号为A相实时负荷，通过计算采样相功率因数，控制电容器组三相同时投切，补偿容量较小，不分组投切。其中5

　　台安装在三相负荷均较重的啬园地区的台片基本上能发挥补偿作用，安装前变压器出口侧力率为0．68，安装后力率提高到0．77。但通过对安装在新村里的2台补偿箱进行多次检查，电容器投入运行指示灯一直未亮，据分析因采样相负荷较低，无功功率未达到装置设定启

　　动值，电容器一直未能投入。由于该补偿装置仅采集一相(A相)实时负荷进行计算，不能准确全面的反映电网实际三相无功缺额，在三相负荷不平衡时可能造成未采样相过补偿或电容器组无法投入。同时，设计选择功率因数做为控制物理量，在轻负荷情况下也会造成过补

　　偿，且装置易发生投切振荡，因此目前单一按功率因数控制方式已不能适应电网需要。

　　2．2 JKY无功补偿装置

　　JKY型属电压型无功补偿装置，装置安装接线方便，原理简单、成本较低，电容器根据电网运行电压投切，程序设定电网电压在175～198 V时电容器全部投人，电压在198～235 V时根据电压变化情况实现电容器分组投切。该装置具有通信接口，可进行远红外数据通信。由于电压型无功补偿装置是根据电压波动来决定电容器投切，所以适合安装在自然功率因数比较低且负荷稳定的地方，能取得较好的补偿效果。运行中，应对安装点的电网电压和负荷情况进行定期监测，对于运行负荷变化大的安装地点，为使补偿效果达到最优，补偿装置投入启动电压的设置须在地面进行跟踪修改，对运行维护要求较高。在电网电压波动较大的情况下，装置投入启动电压的选择要经过慎重计算，如选择不当可能出现无功补偿装置恒投、恒切情况。由于装置未对运行电流进行采样分析计算，无法直接计算低压线路的实际无功情况，只有通过运行电压间接反映电网无功负荷变化情况，电容器组难以实现准确投切，在非理想运行条件下易造成过补或无法投入，因此要求选择适合的安装地点，以体现其方便、高效、简单的灵活性。

　　2．3 JKFA型户外式低压无功补偿箱

　　JKFA无功补偿箱以无功功率和电压为控制参量进行复合控制，由单一参数控制发展多参数控制，无投切振荡和补偿死区，是今后低压无功补偿技术的方向趋势。采用固体开关和交流接触器并联程序控制投切，控制器具有RS-232通讯接口，能利用便携式电脑读取当前各相电压、无功，总有功、功率因数以及电容器投入时间等参数，无历史数据存储功能(已向厂家提出改进意见，并得到升级完善)。

　　JKFA无功补偿箱有2种型式：一种型式是电流互感器布置在补偿箱内，安装中只须将低压线直接串进接入补偿箱，优点是接线简单快捷，低压线路开断后只需引下7根导线(6根相线、1根零线)，通过铜铝线夹接至补偿箱桩头，无二次电流连接线；另一种型式是分别接人电压线、电流线，3只户外式电流互感器分别从线路穿过，其二次电流线按照同一极性引出至补偿箱内，4根电压线同时从低压杆上引下，安装点容易选择，而接线较复杂，杆上接线对电流极性要求严格。

　　选择在负荷较重的南郊村台片安装了2台JKFA无功补偿箱，容量分别为45 kvar与90 kvar。实际使用中发现，由于负荷基本集中在变压器杆周围，因此受安装条件的限制，无功补偿箱后段线路无功负荷达不到启动点。如90 kvar电容器安装在变压器台架附近的2号杆上，据配电变压器25 m，线路后段无功功率只有25～28 kvar，电容器不能投入使用，而变压器杆第一分支接有2个用户，有功40～50 kW。此外，电容器杆另一方向的线路负荷有40～60 kW，力率均在0．68左右，根据当地负荷特点(24 h连续工作，平均力率水平0．70，个体私营织布企业生产状况相差不大)和电压状况(电容器投人前电压为398 V)，为发挥无功补偿效果，因此在现场将电容器投入方式临时改为按电压(390～407 V)投入。电容器投入后电压达到405 V，配变台区下低压网络无功就地平衡，且不存在向10 kV系统倒送无功的可能性。另一台45 kvar电容器补偿装置，因选择的安装地点无耐张杆，无法开断低压线路，安装时临时采用在原低压线路并接一段大截面导线的方式，在其中串人电流互感器，经估算互感器仅测量了70％的线路电流(互感器穿入60 cm长120导线并接于50导线上)，计人装置的无功负荷仅23 kvar，装置只投入第一组15 kvar电容器，厂家将机内CT变比由实际300／5调为425／5重新运行后，现场自动投入第二组30 kvar电容器。投入前力率为0．68，投入15 kvar后力率为0．93，投入30 kvar力率提高到0．99。通过将自动补偿装置内CT变比修正后，二次电流更接近负荷情况，从而使电容器组能够充分发挥作用。

　　2．4 XCJ一1型智能低压无功补偿装置

　　XCJ一1型智能低压无功补偿装置采用TPM2000型配电监控仪作为电容投切的控制器，功能比较多，可测量低压线路的电压、电流(包括零序电流)、功率因数、有功功率、无功功率、电压电流总畸变率、频率、有功无功电度，能够统计日最大最小电流、电压、功率及出现时刻，并统计整点各相的电压、电流、功率、力率等参数和电容器投切次数，可储存2个月的资料，电容器可分相投入。

　　经过数月的实际运行观察，通过读取的有关数据分析，XCJ一1型智能低压无功补偿装置运行效果良好。我们将一台60 kvar的xcJ一1型补偿装置安装在距变压器(177408号杆，200 kVA)95 m处的一条支路上，低压导线型号为LGJ～50，电容器投运前，相电压195～205 V，每相电流110～120 A，三相功率约50kW，功率因数0．70。电容器投入运行后，发现电容器每天投切8～12次，绝大部分时间是45 kvar投入运行，相电压提高到210～220 V，功率因数提高到0．9～0．95，电流降低了20 A，每月可降低400 v线路损耗约300 kW·h。

　　通过读取控制器存储的运行数据，获得了整点的电压、电流、功率、功率因数及峰值和15 min最大值，绘制出运行期间电压、电流、有功、无功、功率因数等的波动曲线。这些详细运行数据的获得，使我们对电网运行情况及电容器投切效果一目了然，为今后进一步分析研究配电网络情况，提高低压配网运行的经济运行水平创造了有利条件。

　　3结论与建议

　　(1)选择低压无功补偿装置应优先考虑科技含量高、技术原理先进、质量可靠、功能完善、便于运行维护与分析的智能型设备l 2l。

　　(2)合理选择电容器补偿的安装地点十分重要。应尽量选择在低压台区负荷中心，以取得最优的就地补偿效果，减少无功潮流在配电网络中的长距离传输，达到经济运行的最终目的。

　　(3)根据市郊地区公用配变的容量、负荷与自然功率因数情况，应当合理选择低压无功补偿装置的补偿容量，一般以30～60 kvar为宜。补偿容量太小难苏剑：几种低压无功补偿装置运行与管理情况分析以达到效果，容量选择过大有可能导致一定比例的电容器组发挥不了作用。

　　(4)低压配电网络具有分布范围广、节点多、负荷特性不一、负荷变化大等特点，以往仅仅根据大概估计与人工短时测量的方法对低压配电网进行监视，安全性、可靠性与准确度均较低，无法了解各相有功、无功负荷的变化情况。根据现代配电网络的运行管理需要，无功补偿设备也应具有先进的数据采集与储存分析功能，通过高速率采样监测电网各种交流量，并整点记录，便于对电网运行数据进行总结与分析。

　　(5)装置应提供远红外或串行口通讯功能，可实现就地抄表，并提供强大的后台软件对历史运行数据进行分析与计算。对电网中存在的少量谐波源负荷，在电容器投入后要求智能化补偿装置能较为准确的计算出负荷的谐波含量与变化情况。对出现谐波超标严重的情况，应当立即自动切除电容器组，保护无功补偿装置的安全可靠运行。

　　(6)为便于现场安装，电流互感器可采用穿过与正线并联导线的安装方式。在软件中根据电流分配关系调整CT变比值，在不开断导线的同时同样能达到判断实际负荷电流目的，或选用成本较高的钳型电流夹式互感器。

　　(7)电流型无功补偿装置建议厂家在软件中对电流互感器设计一电子开关，在电流极性方向有误时能够判别并自动纠正，使安装中互感器接反或配变改造时不需停电处理。

　　(8)由于配网负荷普遍存在三相负荷不平衡情况，建议在负荷较大的配变台区安装具有分相投切的无功补偿装置，根据“取平补齐”原则，以共补2～4组、分补1组或2组为宜。

　　(9)为便于配电部门以后的运行维护，要求厂家将无功补偿箱及附件锁采用通用钥匙。手持式数据采集器，应能够采集20组以上的多路装置运行存储数据。

　　(10)无功补偿箱体上的电容器投切指示灯建议统一安装在箱体下方，且应选用高亮度指示灯，否则白天肉眼无法看清电容器运行指示，生产厂家设计时予以改进完善。

　　(11)为使低压无功补偿收到实效，有效降低配网线损、改善电压质量，在安装实施无功补偿后还要重视监视维护与分析工作，不能“只装不管”，因电容器组的安装只是无功补偿工作的开始。因此，供电部门应考虑制定相应的低压无功补偿设备运行维护制度，明确职责，落实到人，通过定期检查、采集运行数据与分析补偿效果，保证设备的安全可靠运行，并发挥实效。

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