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低电压案例分析

2015年10月15日     字号:         每日学习网

长期以来,农网10kV线路,受供电半径大、负荷集中在线路末端、线径小、线路老化等因数的影响,存在着电压质量差、功率因数低、线损大、影响用户正常用电等问题。
低电压案例分析
因此提高配电网供电质量,降损节能、提高经济效益是我公司迫切需要解决的问题,也是城乡电网规划和建设改造的主要目标之一。

经过对现有线路运行数据进行具体分析,综合考虑各种因素,对不同方案进行分析、对比,经多方考察,我公司采用“某公司”生产的10kV “柱上式自动投切高压并联电容器补偿装置”(以下简称“补偿装置”),安装于10kV架空线路上进行线路无功补偿,通过采用无功补偿技术,提高功率因数、减少线路损耗、节约电能、提高线路末端电压,改善供电质量并取得一定效果。

以我公司深土供电所10kv丹山线为例,该线路长12公里,线路大部分用户为鲍鱼养殖厂,使用的设备主要为三相电机(抽水机、增氧机等),且负荷集中在线路末端,线路电压、功率因数较低。

序号

参数名称

参数值

单位

备注

1

主干线长度

12

km

2

线路总容量

2800

kVA

3

主干线型号

LGJ-70、LGJ-50

补偿容量及补偿点选择分析

为了能够合理有效的对线路进行补偿,更好的节能降损,在线路上安装2台无功补偿装置。安装点选在线路的106#(塔底支线)、110#(鲍鱼支线)杆附近。

补偿容量选择以平时负荷的基础上留有一定的余量,并根据容量大小选择补偿级数。

  • 补偿容量计算

无功补偿容量计算公式:

Q:所需补偿容量 P:线路有功功率

COS¢1:补偿前功率因数 COS¢2:补偿后功率因数

  1. 106#(塔底支线):

线路总安装容量:1600KVA,线路的功率因数0.85,欲提高到0.95,则:

所需的补偿容量为:395kvar

线路空载损耗(按变压器空载损耗为1.5%计算):

Q=1600×0.015=24kvar

  1. 110#(鲍鱼支线):

线路总安装容量:1200KVA,线路的功率因数0.85,欲提高到0.95,则:

所需的补偿容量为:296kvar

线路空载损耗(按变压器空载损耗为1.5%计算):

Q=1200×0.015=18kvar

经过分析、计算,考虑线路空载无功损耗,以及用户的用电性质,采用固定补偿和动态补偿相结合的方式,装置具体配置:

补偿容量(kvar)

300

补偿方式

固定动补

100kvar

动态补偿

200kvar

装置由跌落式熔断器、氧化锌避雷器、电压互感器型电源变压器、电容器投切专用高压真空接触器、电流互感器、全膜高压并联电容器、高压无功补偿控制器及箱体等组成。

装置通过对电网运行数据进行实时采样、分析,实现自动补偿。

  • 运行效果分析

为了比较投运前后的效果,我司通过远程控制方式,将补偿装置的动态补偿部分电容进行人为切除;对比分析投运前、后的效果。

鲍鱼支线运行效果对比:

运行效果对比分析

经过对不同日期、同一时段补偿装置安装处的运行结果进行分析、对比,线路功率因数从0.85-0.92左右提高到0.89-0.97左右,基本达到预期效果(补偿前的功率因数为固定补偿100Kvar投入运行时的数据,实际没有固定补偿时,功率因数将更低)。

线路电压从8.9-9.5kV提高到9.3-9.7kV左右(补偿前的电压为固定补偿100Kvar投入运行时的数据,实际没有固定补偿时,电压将更低)。

  • 降损计算

线损和电流的平方成正比,输电线上的电流越大,线损就越大,如果我们在不改变电网输送能力的前提下,提高电网的功率因数,就能够有效的减小输电线上的电流大小,也就能有效减小线损。

因为没有对整段10kv母线进行系统的补偿,无法得到具体的线损率,下面仅从理论上进行分析:

10kV 线路主干导线型号为LGJ-70,补偿前后的功率因数分别为0.82提升至0.93。

安装点距离出口处的主线长约为5.5km左右;线路的电阻和感抗为:

取有功功率平均值:

未投入补偿时:鲍鱼支线:548kw 塔底支线:391kw

投入补偿时: 鲍鱼支线:548kw 塔底支线:181kw

取无功功率平均值:

未投入补偿时:鲍鱼支线:300kw 塔底支线:305kw

投入补偿时: 鲍鱼支线:300kw 塔底支线:136kw

补偿前电压平均值:9.1kv

补偿后电压平均值:9.4kv

  • 节省电费:

按平均每天16小时,电费0.5元/小时计算,每年可节省电费:

12×365×16×0.5=3.504万元

根据以上计算可知,共可节约费用约为3.5万元/年(按目前实际运行负荷计算,当线路负荷增加时,效果将更明显),与设备投资费用相比,投资费用约3年即可收回成本。

为简化计算量,以上为近似计算结果,且计算时没考虑上级配网的线损,以及因供电质量提高给用户带来的经济效益。

  • 总结
    1. 通过我公司深土供电所10kv丹山线为例,采用补偿装置进行无功补偿, 不但简单可靠, 而且设备投资小,在补偿无功功率、降低线路损耗、提高设备利用率的同时,对提高线路末端电压具有一定的作用,起到了预期的效果,是提高电能质量的有效途径。
    2. 由于线路负荷变动、用电分布不均等现象,根据现有10kv线路出口的数据,无法相对准确得知线路中某个具体预安装位置的电力潮流,对补偿装置安装点的选择主要靠理论分析和实际运行经验相结合。

若要有效的提高供电质量,降低线路损耗,需对整条线路进行系统分析,选择合理的安装位置和补偿容量。