10KV馈线无功补偿的选点和容量工程计算 点击:2428 | 回复:0



飞哥0

    
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发表于:2006-09-07 09:57:00
楼主
10KV配电网在输配电网络中处于电网末端,其基本特点是:单电源、辐射型、多分支、长线路,加上一般的变电站配网无功补偿装置多安装于变电站10KV侧,因而大部分10KV馈线出线电压质量不良、功率因数较低、线损严重,基于这些原因进行配电网10KV馈线无功补偿具有很重要的意义。
    在进行馈线无功补偿中,如何合理的选取补偿点是很重要的,通常选点的方法有:1)通过测算电压无功灵敏度系数(电压无功灵敏度系数表示为SUQ=〔∂Q/∂U〕-1,该式可以通过潮流雅可比矩阵求逆得到,其中元素SUQ(i,j)为i节点电压对j节点无功的灵敏度),将系数较大的节点作为候选点,从中选定最优补偿点及容量;2)通过推导损耗电压系数,即节点相连线路的无功损耗与该节点电压的相互关系,来分析各个节点无功补偿的重要性,由系数最大的节点开始优化计算其补偿容量,再选系数次之的节点同样进行,依次推导直到优化目标无变化后,得出所有补偿节点和容量;3)通过计算节点的无功二次精确矩指标(无功二次精确矩定义为:
    ,式中:Rdi表示从i节点直接到源节点所有支路电阻之和,Qbi为流入i节点的支路无功功率,Qbs为流入节点s的无功功率,s表示i节点直接相邻点),考核节点无功补偿的降损作用,指标最大的几个节点就选为补偿点;4)双阶段选取法:首先计算各个节点有功对无功的灵敏度,选择数值大的作为候选补偿点,同时由遗传算法确定初始最优补偿点及其容量,然后计算替换后的新状态下各个节点的有功对无功灵敏度,最后在灵敏度最大的末选节点上增加无功补偿,来提高优化目标。以上几种常用方法都是在基本潮流分析的基础上进行的,通常出现的问题就是往往在线路末端或者重负荷区域的多个临近节点指标接近,因而选择出的无功补偿点相对集中、补偿范围出现重叠,造成布点不均匀等现象。
    针对传统方法的不足,结合当前的技术发展方向,应用电力系统最优潮流模型分析馈线节点数据,然后结合实际无功经验布点,可以有效达到无功补偿目标要求。

        无功补偿安装图例如上。
    无功补偿的容量理论计算:补偿前的功率因数为COSφ1,需要提高功率因数到COSφ2,已知补偿前有功功率P,则所需电容器的容量Q按下式计算:Q=P(SQR(1/ COSφ1-1)-SQR(1/ COSφ2-1))。
    无功补偿的经验估算:当COSφ1约在0.6~0.7时,可按馈路实际负荷的15%左右补偿;或按无功缺口的2/3补偿。一般情况下分二至三个点安装,选择馈路长度距电源三分之二处及剩余长度的中部偏后处附近安装,具体应根据实际负荷分布情况确定。
    以上计算出的补偿容量为额定容量,由于馈路实际电压往往较低,容量会有很大降低,计算补偿容量时也应考虑此因素。假如某线线路三分之二处实际电压约为8.5kV,由Q=ωCU2可知,当额定容量Q=300kVar时,实际补偿容量为Q1=Q(U12/U2)=300(8.52/112)=179kVar,式中U额定电压、U1实际电压。所以设计中还应考虑电压系数Vk,其值约为馈路实际电压(单位:万伏)的平方。例如馈路无功最大值约在700kVar,按2/3原则,补偿电容选为480kVar。分两柱安装,每柱配置三台100kVar电容器,每柱共计300kVar,考虑电压因素后大约为200~260kVar。
    考虑到兼顾降低线损、提高力率与电压的效果,安装位置尽可能选在线路远离电源或负荷较集中的地方,两个安装点一般选在整条线路的2/3和1/4处。实际安装中,考虑负荷分布和安装的方便性,一般都选在上述两点附近或负荷集中点前已有断联的电杆处,用户应提供线路的头、尾及中间关键节点的电压、容量的实际参数做参考;但是,应避免片面追求安装方便,选在现成断联点安装,而忽视线路负荷,使补偿效果不佳。                   



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