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高压户外柱上无功补偿装置ZRTBBZW  

1、简述

根据全国几大供电网络的统计,我国在供电线路上损失的电力平均为总输电功率的10%,而欧美及发达国家在供电线路上的损失仅占总输电功率的3%,如果采取措施,把供电线路上的损耗降到5%,仅此一项,我国在电力传输网上的损耗每年可节约600多亿元。所以对供电线路进行无功补偿来降低线路损耗并提高供电质量,是贯彻国家加快建设节约型社会战略部置的具体措施之一。

2、无功补偿的原理

从电工学可知,供电网上传输的总功率S,包含传输的有功功率P和无功功率Q,三者的关系为:S= 简称功率三角函数,而P/S=cosΦ被定义为电力网的功率因数,其物理意义是:供给线路的有功功率P占线路视在功率S的百分数。在电力网上输送电力时,希望功率因数越高越好,也就是供电网传输极大的有功功率,极小的无功功率。因此,在线路上,把具有容性功率负荷的装置并接在电网感性功率负荷处,这样,感性负荷所需要的无功功率由容性负荷输出的无功功率来补偿,而无须由电源来提供,确保整个电力传输网的功率因数较高,目前国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。

3、无功补偿提高功率因数的意义:

当前我国城乡供电网中,10KV线路为主干线,尤其是农村配电网,供电半径大、负荷季节性强、用电时间集中,所以功率因数非常低,有的地区的功率因数低于0.6,整个供电网长期处在无功不足的状态下运行,造成线路损耗极大,电压质量极差,故对10KV供电网加装无功补偿提高功率因数已迫在眉睫。

3.1 无功补偿提高功率因数可极大地减少线路的损失

当线路通过电流I时,供电线路上的有功损耗为ΔP=3I2R=3R(P2+Q2)/U2=3R(P/UcosΦ)2

  =3RP2/U2cos2Φ

所以线路有功损失ΔP与cos2Φ成反比,cos2Φ超高,ΔP越小!

表1功率因数降低与有功损耗增加的关系表

功率因数由1.0降到右列数值时

5.3 系统的结构特点

   (1)补偿柜主体结构为一体化箱式设计,壳体采用2mm冷扎铁板或不锈钢板焊接成型,达到防护IP53等级。箱体内装有,高压PT-CT,高压电容器真空投切开关、喷逐式熔断器、电力电容器组,而控制器单独安装在防雨箱内。

(2)ZRTBBZW-I型无功自动补偿系统采用单杆安装,即以电杆为中心,横梁上安装电容器成套装置及固定组电容器;

ZRTBBZW-Ⅱ型无功自动补偿系统采用双杆安装,即在主电杆旁再加立副电杆,把Ⅱ型补偿柜固定在主杆和副杆的横梁上,控制器固定在主杆上

两种型号的补偿系统都具有安装方便,安全可靠等特点

(3)作为投切动作元件的高压交流真空接触器,采用固体绝缘,具有免维护、无重燃、寿命长、可频繁动作等优点。

(4)每台电力电容器组都有内置自放电阻和内熔丝,并装有电力电容器单台保护熔断器,可进行相间短路保护及对地短路保护,当某个电力电容器组发生故障时,其高压熔断器将会熔断,该电力电容器组退出,不会影响整个系统的安全运行。

(5)高精度开启式电流互感器,具有较高的灵敏度,安装于10KV配电网的A相,在安装过程中不截断用户的高压线。电流互感器测出的电流信号通过二次线的方式并传送到控制器,从而避免了沿面放电击穿事故的发生,真正达到了安全可靠。

(6)无功功率自动补偿器,具有智能化程度高、灵敏度好、使用寿命长、可配置无线遥控操作等特点,通过专用手持控制仪,可以人工操作补偿装置,还可以无线读取运行参数、设计运行模式、修改设定值、查看运行记录,并且方便地和微机相连将运行数据传输给微机进行统计处理。

4.4 系统的安装调试

   (1)对于ZRTBBZW-I型补偿系统仅需单杆架设,无需副杆,而对于ZRTBBZW-Ⅱ型补偿系统需双杆架设,需要加立副杆。并且都必须按图施工,所需外配器件,如跌落式熔断器、氧化锌避雷器开启式电流互感器等均选用优质产品,以确保设备安全运行。

(2)高精度开启式电流互感器安装于10KV电网A相,把A相主线固定在电流互感器顶端两半园孔中,电流互感器标注箭头应与A相电流方向一致。

(3)在确认一切接线正确完好后,合上跌落式熔断器,给整个系统加电,并按照使用说明书进行:电源检查、倒送电检测、控制器连接测试、初始数据的测试与调整、真空接触器分合闸检测、控制模式和投切点设置等工作,调试完毕后按下自动运行键,则系统进入自动运行工作。

3.2 无功补偿提高功率因数可减少线路电压损失

电力传输网上电压的损失ΔU=(PR+QX)/U由此可知,影响ΔU的因素有四个:线路的有功功率P,无功功率Q,线路电阻R和电抗X。如果采用容抗为XC的电容来补偿,则电压损失为ΔU=[PR+Q(X-XC)]/U,故采用补偿电容来提高功率因数后,电压损失ΔU减小了,同时电压质量也提高了!

3.3 无功补偿提高了电力网的传输能力

视在功率与有功功率之间的关系为P=S cosΦ,由此可知,在传送有功功率P恒定的条件下,cosΦ越高,所需视在功率也越小,所以在负荷功率因数较高的情况下,线路就可传输较高的有功功率,提高了供电网的送电能力。

4、10KV供电线路无功补偿位置和容量的确定

目前,10KV供电电源侧都采用了无功集中补偿的方法,而对于10KV供电线路侧采用无功分散补偿的方法,即把一定容量的高压并联电容装置分散安装在供电线路距离远、负荷重、功率因数低的10KV架空线路上。所以无功补偿装置安装地点的选择应符合无功就地平衡的原则,尽可能减少主干线上的无功电流。一般对于均匀分布无功负荷的供电线路,其补偿容量和安装位置按2n/(2n+1)(其中n为不小于1的整数)规则。对于负荷在线路上的分布状况不同,安装地点也不相同,并根据负荷分布特点和容量的大小计算确定。见表2

表2 配电线路分散补偿电容器装置的安装参数

负荷沿主干线分布状况

电容补偿

安装组数ZRTBBZW户外线路补偿 高压户外线路补偿 户外线路电容器成套

电容器安装容量与

线路无功功率比

安装位置位于主干线首端长度

均匀分布

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