【摘要】電力網(wǎng)的運行電壓對電力網(wǎng)中各元件的空載損耗均有影響,一般在35kV及以上供電網(wǎng)絡(luò)中,提高運行電壓1%,可降損1.2%左右。提高電網(wǎng)電壓水平,主要是搞好全網(wǎng)的無功平衡工作,其中包括提高發(fā)電機端口電壓,提高用戶功率因數(shù),采用無功補償裝置等。本文將主要探討面向35kV配電網(wǎng)運行監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】35kV配電網(wǎng);運行監(jiān)測;關(guān)鍵技術(shù)
在電網(wǎng)實際運行中,除了個別連續(xù)性生產(chǎn)的工業(yè)專線帶有平穩(wěn)用電負(fù)載外,大部分配電饋線都是變動負(fù)載,在不同時刻配電網(wǎng)絡(luò)的損失率各不相同;也由于在不同負(fù)載下其可變損耗與固定損耗的比例各不相同,則電壓調(diào)整對不同負(fù)載時區(qū)的損失率影響的效果也各不相同。將變壓器安裝在負(fù)載中心點和在無功平衡的前提下調(diào)整變壓器的分接頭[1]。由于空載損耗約占總損耗的50%~80%,特別是在深夜,因負(fù)載低,空載損耗的比例更大,所以應(yīng)根據(jù)用戶對電壓偏移的要求,適當(dāng)降低電壓運行。對于低壓電網(wǎng)其空載損耗很少,宜提高運行電壓[2]。在電網(wǎng)運行中,大量采用有載調(diào)壓設(shè)備可以在不同的負(fù)載情況下合理地調(diào)整電網(wǎng)的運行電壓。
1.35kV變電所的主接線
(1)變電所的主接線,應(yīng)根據(jù)變電所在電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定并應(yīng)滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。
(2)當(dāng)能滿足運行要求時,變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。
(3)35kV線路為兩回及以下時,宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時,宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。35kV線路為8回及以下時,亦可采用雙母線接線。
(4)在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV主接線中,當(dāng)不允許停電檢修斷路器時,可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時,首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線。當(dāng)35kV線路為8回及以上時,可裝設(shè)專用的旁路斷路器。
(5)當(dāng)變電所裝有兩臺主變壓器時,6~10kV側(cè)宜采用分段單母線。線路為12回及以上時,亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時,可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)6~35kV配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時,不宜設(shè)置旁路設(shè)施。
(6)當(dāng)需限制變電所6~10kV線路的短路電流時,可采用下列措施之一:變壓器分列運行;采用高阻抗變壓器;在變壓器回路中裝設(shè)電抗器。
(7)接在母線上的避雷器和電壓互感器,可合用一組隔離開關(guān)[3]。
2.運行電壓與供用電設(shè)備之間的關(guān)系
運行電壓的變化與系統(tǒng)供電設(shè)備損耗的關(guān)系是很復(fù)雜的,它不但影響整個系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行,而且對系統(tǒng)的各供用電設(shè)備的影響也很大。主要表現(xiàn)在如下幾點:
(1)當(dāng)實際的輸送功率大于該網(wǎng)絡(luò)(或該線路)的經(jīng)濟輸送功率時,適當(dāng)提高運行電壓可取得降損效果,反之,則降低運行電壓有利。
(2)在輸送功率一定的前提下,當(dāng)Cgt;1時,提高運行電壓有降損效果;當(dāng)Clt;1時,降低運行電壓有利。
(3)對于網(wǎng)絡(luò)中主要設(shè)備、線路和變壓器,其使用年限和壽命,主要與其過負(fù)載能力、運行的溫度和運行電壓三大因素有關(guān)。就運行電壓而言,過高的提高電壓,將使其絕緣老化程度加劇。必然要降低其使用壽命,甚至在產(chǎn)生過電壓時被擊穿損壞。
(4)電容器提高運行電壓可以增加其出力;但它的使用年限卻與運行電壓的7~8次方成反比。如運行電壓提高10%,其使用壽命就會降低一半。故規(guī)程中規(guī)定,電容器的工作電壓超過10%時,要自動切除。
(5)根據(jù)異步電動機的運行特性,當(dāng)負(fù)載在80%以下時,在頻率廠不變的情況下,轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比。而磁轉(zhuǎn)矩是通過電流的升高來達到平衡的,即電壓的升高,磁化電流將增大。所以提高運行電壓,電流非但不會下降,反而會上升[4]。目前在農(nóng)村配電網(wǎng)中,小型異步電動機的負(fù)載率一般在50%~70%之間,甚至更低。因此,電壓的升高只會使電流上升,損耗增大,對降損節(jié)電是不利的。故對負(fù)載端的電動機用戶來說,應(yīng)保持在額定電壓下運行為佳。而盲目的提高運行電壓,不但增加了耗電量,而且也加劇了電動機的老化并降低其使用壽命。
3.面向35kV配電網(wǎng)運行監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
注意監(jiān)測電網(wǎng)諧波含量,適時調(diào)整并聯(lián)電容器及其串聯(lián)電抗器參數(shù)。在快速發(fā)展的電網(wǎng)中,隨著系統(tǒng)的發(fā)展和各類用戶負(fù)荷的投入,會引起配電網(wǎng)諧波的變化,應(yīng)定期對系統(tǒng)和用戶側(cè)的諧波狀況進行監(jiān)測。根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)及諧波變化情況,及時對并聯(lián)電容器及其串聯(lián)電抗器參數(shù)的配置進行驗算,必要時作適當(dāng)調(diào)整,避免因諧波含量過大引起電容器損壞。具體原則是電網(wǎng)諧波含量較小時配小電抗器(1%以內(nèi)),主要為5次及以上諧波(3次諧波小)時,配(4.5-6.0)%的電抗器;主要為3次及以上、無3次以下諧波時,配(12~13)%的電抗器,也可以考慮(4.5~6.0)%和(12~13)%的電抗器混裝。有3次以下諧波時應(yīng)特殊設(shè)計,或根據(jù)系統(tǒng)諧波及系統(tǒng)短路阻抗計算后進行配置,使裝置盡可能地遠(yuǎn)離該諧波的諧振點,同時對主要諧波源負(fù)荷點,應(yīng)要求在負(fù)荷側(cè)裝設(shè)濾波裝置[5]。
(2)選擇合適設(shè)計場強的電容器,提高電容器運行可靠性。當(dāng)系統(tǒng)(或變電站)負(fù)荷中各種電子非線性負(fù)荷增長較快,造成諧波污染現(xiàn)象日趨嚴(yán)重時,一方面要加強諧波源的監(jiān)測和治理工作,另一方面,在電容器組訂貨時對產(chǎn)品場強提出明確要求,選擇合適設(shè)計場強的電容器。對國產(chǎn)集合式電容器的設(shè)計場強要求控制在50kV/mm以下。
4.結(jié)論
總而言之,35kV配電系統(tǒng)在運行中由于受到諸多因素的影響,加上系統(tǒng)本身的復(fù)雜性,不可避免地發(fā)生線路故障,從而影響35kV配電系統(tǒng)的正常運行,為此,需要相關(guān)人員,做好故障分析,從中找到具體原因,并采取措施加以解決,確保35kV配供電系統(tǒng)運行的安全、可靠性,進而創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻
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