在農村配電網中,進行無功功率補償,對提高功率因數、降損節能和提高供電質量有著非常重要的作用和意義。近些年,10 kV線路上的無功自動補償出現了一些新的技術和產品,我局針對所屬10 kV線路的特點,積極與設備廠家合作,開展這方面的應用。應用中,我們特別提出了相關的安全保護技術條款,與廠家共同探討實施方案,并收到了較滿意的效果。對此,我們有一些體會和收獲,歸納整理出來與大家探討。
1 農電10 kV配網系統無功補償概況
對于農網主要使用的10 kV配網系統,完整的無功補償應該包括變電站集中補償、10 kV線路補償和用戶端低壓補償,再加上隨機補償,即“3級補償+隨機補償”(“3+1”模式)。
目前,實際應用相對廣泛的主要是在變電站的二次側進行集中補償,以及用戶端的低壓補償。變電站集中補償是在站內,室內環境,有人工值守;低壓補償雖然是戶外環境條件下工作,但技術難度相對低一些。10 kV線路的無功補償由于技術和環境等多方面的問題,只是有少量的線路實行了固定補償,或人工控制補償。顯然,10 kV線路早期的這種補償方法存在過補或欠補、人工勞動強度大等問題。通常,這種方法補償電容器的容量只能配置線路平均無功缺額的30%左右,補償效果很不理想。
根據線路運行狀況,自動判別并實現10 kV線路無功自動補償,是10 kV無功補償技術和產品的發展方向。
近幾年,隨著科學技術的發展和相關專業廠家的努力研發,10 kV線路自動化的無功補償裝置逐漸開始應用。但實際應用中還存在著許多問題,有待提高和解決。
2 問題的提出
10 kV配電線路屬于高壓配電,其掛網設備的技術性和安全性要求也相對要高。無功補償裝置正是安裝于線路中的某個位置(即某號桿,單桿或雙桿架設),野外環境,長年累月掛網運行,同樣,可靠性和安全性要求極高。
2000年,一家國外知名公司在中國展出了他們的10 kV線路無功自動補償裝置。可以說,至此,10 kV線路無功補償的自動化設備正式亮相。盡管國內曾有過這方面的很多嘗試,但畢竟,國外的先進產品帶來了新的啟迪,推進了國內廠家研發的步伐。然而,國外這些產品并不能大范圍地直接應用在中國的電網上,問題就在于缺乏安全保護措施。
發達國家的電網環境相對要好得多,用電戶,特別是特殊的工廠,都在與輸送電網之間采取了隔離措施,阻止可能影響輸送電能質量的各種情況發生,使得電網很“干凈”。而中國電網的情況就差很多,存在許多影響電能質量的不利因素,相當于電網受到了“污染”。
事實上,在后來出現的類似產品的應用中,使得產品的安全保護功能顯得尤為重要。據掌握的信息,以及我們自己應用的實踐經驗:缺乏安全保護措施,或者安全保護做的欠缺,都使得設備損壞率高,正常工作周期一兩個月,甚至更短。又由于設備工作在野外,發生故障時不易及時發現,造成長期停運,而失去補償作用。故障嚴重時,還可能殃及其它設備。
因此,保證設備自身的高可靠運行和安全保護是十分重要的,也是產品設計很重要的一個方面,是我們使用方必須要求的指標。
從哪些方面考慮和增強安全保護措施呢?要考慮周圍環境,如高低溫、潮濕、雷雨,以及空氣污染、廢氣鹽霧等等客觀條件,也要考慮電網自身狀況,如電壓高低、三相電流平衡、諧波、浪涌沖擊,以及用電高峰低谷,甚至特殊的異常現象等等。
設備應該具備相當的識別技術和保護措施,除了具備智能化控制外,還應具備如飛機“黑匣子”一樣的功能,記錄線路運行的參數和動作記錄,為整個線路運行提供相關的歷史數據和參考資料。
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