采用低压电容器对无功补偿的经济效益

发布日期:2016-9-26

1.集中补偿的不足之处

  目前,在无功补偿方面,变电所(站)和大用电客户大多采用集中补偿的方式,即供电部门将高压电容器集中安装在变电站的10千伏母线上,电力用户将低压电容器柜集中装设在0.4千伏母线上。集中补偿的优点是设备利用率高,便于维护管理,电容器的总容量相对少一点,但集中补偿存在以下不足之处:

  (1)在变电站的10千伏母线上安装高压电容器,只能改善10千伏母线及以上供电设备的功率因数,对于10千伏配电线路的功率因数还是没有改善,10千伏线路的电能损耗不会减少。

  (2)电力用户在0.4千伏母线上安装的低压电容器柜,只能改善用户配电变压器及10千伏电网的功率因数,对用户内部0.4千伏线路上的电能损耗还是起不到减少的作用。

  (3)电力用户的负荷是经常变化的。当用户负荷减少或停了以后(如夜间停止生产或星期天),就必须及时将电容器减少或切除。否则无功电流将向电力系统倒流,引起线路电压升高,加大电能损耗,给系统带来极为不利的影响。如果用手动投切电容器,将增加麻烦;采用自动投切装置将增加投资。

  一些地区的供电部门为了防止用户功率因数超前,就采用加装反向无功电能表的方法,把用户在轻负荷时因功率因数超前而向系统倒流的无功电量也计人用户从系统吸收的无功电量之中。这就使用户在装了电容器的情况下功率因数仍然达不到供电部门规定的标准。不但花钱装了电容器,而且仍然因功率因数计算值低而被罚款。

  (4)目前供电部门考核用户的加权平均功率因数是根据用户有功和无功电能表连续累计的数字计算的,采用集中补偿能够实现用户加权平均功率因数符合供电部门的要求,但这反映不出用户在系统高峰负荷时瞬间的功率因数值。即使用户的加权平均功率因数都达到规定的标准,但在高峰负荷时可能功率因数是偏低的,而高峰负荷时正是特别需要节能的时候。

  (5)集中补偿不但如上述需要配电柜和自动补偿装置,而且还需建房子或在配电室中占面积,一次性投资大。

  2.分散补偿的优越性

  所谓无功分散补偿,就是供电部门在10千伏配电线路变压器的低压侧装设电容器以补偿变压器的无功损耗;电力用户在10千瓦以上的异步电动机旁,配备相应容量的低压小型电力电容器以补偿电动机的无功功率。即对哪一部分的无功就在哪一部分补偿,使无功分散补偿,就地平衡;并使无功补偿更接近于负荷线路末端,从而把电能损失减少到最低限度。它有以下几方面的优越性:

  (1)供电部门可以使10千伏配电线路的损耗减小。

  (2)电力用户不仅可以满足供电部门对功率因数的要求,而且可以使用户内部0.4千伏低压线路上的损耗减。?褂没?〉梦薰Σ钩サ淖罴丫?眯б。特别是在农村电网里,由于点多、线长、面广,负荷季节性强,以及大马拉小车等多种因素,自然功率因数很低,有的竞在O.4以下,更适宜采用无功分散补偿。

  (3)电容器和电动机直接并联在一起,一起投入和停用,可以保证无功不倒流,使用户的功率因数始终处于滞后的状态下。

  (4)使用户内部0.4千伏低压线路的无功电流大量减少,从而“释放”出富裕容量,减少电气设备的投资。

  (5)无功分散补偿安装简单、方式灵活多样,既不需要专用配电柜和自动补偿控制器,也不需要另外建房屋或在配电室中占地位。虽然在电容器的总容量上相对于集中补偿会稍多一些、价格稍贵一点,但从总投资上比较相对于集中补偿还少一点,至多相当。也可以分期分批地装设,在设备投资方面用户容易接受。

  (6)将电容器安装在异步电动机附近,可以提高电动机的端电压,相应减少电动机的电流,延长电动机的使用寿命。

  以上是无功分散补偿的优点,但在某些情况下安装的电容器数量会较多,过于分散会给运行维护带来某些麻烦。这就需要与局部集中补偿配合使用,以求得最佳的技术经济效果。

  3.如何确定电容器安装的位置

  (1)供电部门在10千伏线路上安装时,可以把电容器放到变压器低压侧的内侧,当变压器停运后电容器可以向变压器发电。这样只要变压器运行电容器就投入,以提高电容器的利用率。

  (2)电力用户安装时,可以安装在0.4千伏母线上,用三根导线把电容器并到母线上即可,不需配电柜、开关和刀闸。只是在检修0.4千伏母线时要注意对电容器放电。对已装集中补偿柜的电力用户,如果改装,可以利用原有的配电柜,只是把电容器容量减少(按Q=I/SW预留)。将多余的电容器拆下分散安装到大电动机上和负荷比较集中的地方。

  (3)给异步电动机并联电容器时,可以把电容器并到电动机控制器的负荷侧或电动机进线处,电容器和电动机一起投入和停用。

  4.应用实例

  采用了低压小型电力电容器进行无功分散补偿后,可取得明显的经济效益,同时将10千伏农网的线损率降低找到了一条切实可行的途径。

  例135kV德明变电所2008年底对10千伏线路上的117台配电变压器分别安装了总容量为628千乏不同容量的低压小型并联电容器。经过10个月的运行,与2007年1~10月份同期相比,线路输送有功电量增长38%,无功电量下降19.5%;功率因数由0.16提高到0.79;线损率由14.57%下降到11.02,下降3.6%。2009年1~10月总的供电量719万千瓦时,少损25.5万千瓦时,平均每月节电2.55万千瓦时。如电价按0.1元千瓦时计,每月可节约2550元。而投资的电容器费用为3万元,不到12个月就可收回全部投资。

  例2开发区一企业有一台560千伏安变压器,有三台总容量为312千乏的电容器柜,月用电量17Zf千瓦时。2010年7月,为了解决职工的防暑降温问题,安装了两台75千瓦冷冻机组。

  因现有变压器容量已满,这两台冷冻机组无法投入运行。原计划将560千伏安变压器增容为750千伏安,这样需投资32万元。2010年8月,该厂将原有三台补偿柜进行改造,只保留一台96千乏容量的柜子,将其余单只容量14千乏的电容器全部拆除,并到30千瓦以上的异步电动机和负荷比较集中的地方,在10千瓦~22千瓦的26台异步电动机上全部并上小型电力电容器。进过这样改造以后,将一台75千瓦的冷冻机组起动起来,变压器高压电流才26安,低于额定电流30安。只投资8000多元就解决了原计划需32万元才能办的事。同时功率因数还保持0.99以上,每月还节电6000多千瓦时,为释放0.4千伏系统的富裕容量找到了一条可供借鉴的途径。