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正文內(nèi)容

有關(guān)磁控電抗器動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)資料(編輯修改稿)

2025-07-04 01:38 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工業(yè)用戶自己改善電能質(zhì)量的過(guò)程中存在一個(gè)問(wèn)題,大部分用戶只能在距企業(yè)最近的110KV\220KV變電站加裝改善電能質(zhì)量的設(shè)備,甚至自己建一個(gè)變電站接入電網(wǎng)。電力部門對(duì)企業(yè)自行運(yùn)行管理站點(diǎn)設(shè)備可能會(huì)產(chǎn)生擔(dān)憂,擔(dān)心因此影響整個(gè)電網(wǎng)安全,最終企業(yè)多數(shù)情況下會(huì)將自己投資的站點(diǎn)設(shè)備交由電力部門托管。這樣一來(lái),有些企業(yè)就認(rèn)為這是在為他人作嫁衣裳,還不如將這筆投資用于開(kāi)拓市場(chǎng),該因素大大限制了SVC的推廣應(yīng)用。而在輸電網(wǎng)中,由于廠網(wǎng)分開(kāi)后,發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)公司獨(dú)立經(jīng)營(yíng),發(fā)電廠對(duì)發(fā)無(wú)功功率積極性不高,電網(wǎng)公司所賣電量同網(wǎng)同價(jià),在沒(méi)有嚴(yán)重影響電網(wǎng)運(yùn)行的情況下,動(dòng)輒幾百萬(wàn)上千萬(wàn)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償投資對(duì)于二者而言都沒(méi)有明顯回報(bào)。這就是盡管大家都承認(rèn)SVC有改善整個(gè)電網(wǎng)的電能質(zhì)量、節(jié)能降耗等諸多好處,但實(shí)際輸電網(wǎng)對(duì)SVC的市場(chǎng)貢獻(xiàn)仍然乏力的主要原因。4 高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置行業(yè)的發(fā)展方向 SVC技術(shù)仍需進(jìn)一步發(fā)展,在國(guó)內(nèi)應(yīng)鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)多種型式的使用SVC裝置(不限于TCR、TSC和MCR 3種型式),以適應(yīng)不同用戶的需要,目前SVC仍是世界上最為通用的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置,盡管SVG(STATCOM)在構(gòu)成原理、響應(yīng)速度、補(bǔ)償特性、雙向調(diào)節(jié)以及占地面積上均比SVC優(yōu)越,但受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)因素的制約,SVG在小容量高電壓(6KV~10KV)方面有一定的市場(chǎng),因?yàn)镾VG需要變壓器進(jìn)行電壓匹配。短時(shí)間(約10年)內(nèi),在大容量高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置方面好似難以取代SVC。MCR的結(jié)構(gòu)與變壓器相似,因此在高電壓方面會(huì)有優(yōu)勢(shì)。尤其是超高壓領(lǐng)域補(bǔ)償電流不大,直接使用SVC,晶閘管需要串聯(lián)很大數(shù)目而難以發(fā)揮它的電流容量?jī)?yōu)勢(shì),使用變壓器進(jìn)行匹配會(huì)增加造價(jià)。另外,電網(wǎng)的補(bǔ)償比用戶要求的響應(yīng)時(shí)間慢,所以在超高壓乃至特高壓方面的無(wú)功補(bǔ)償上MCR會(huì)有優(yōu)勢(shì)。電力用戶無(wú)功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益分析作者: 屈瑞謙 單位: 20071210 17:32:48摘要:功率因數(shù)是電網(wǎng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一,通過(guò)合理的無(wú)功補(bǔ)償,不但可使電網(wǎng)的線損降低,設(shè)備利用率提高,電壓質(zhì)量改善,用戶也可通過(guò)減少電費(fèi)得到經(jīng)濟(jì)效益。該文探討了無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)原則、按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的計(jì)算方法,并用實(shí)例說(shuō)明用戶進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償投資時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益分析方法。 大部分用電設(shè)備為感性負(fù)載,自然功率因數(shù)較低,用電設(shè)備在消耗有功功率的同時(shí),還需無(wú)功功率由電源送往負(fù)荷。功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),通過(guò)合理采用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù),可以減少無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)。 提高功率因數(shù)后可以達(dá)到節(jié)約電能、降低損耗的目的,同時(shí)用戶也可以減少電費(fèi)的支出。我國(guó)的電價(jià)結(jié)構(gòu)包括基本電費(fèi)、電能電費(fèi)和按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)三部分。因此,用戶通過(guò)合理的無(wú)功補(bǔ)償投資,也能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。而目前許多農(nóng)電用戶對(duì)提高功率因數(shù)的重要性認(rèn)識(shí)不足,造成了電能的損失和浪費(fèi)。1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)原則 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu)化配置原則為:“總體平衡與局部平衡相結(jié)合;供電部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合;集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合,以分散為主;降損與調(diào)壓相結(jié)合,以降損為主?!睙o(wú)功就地平衡示意圖如圖1所示。圖1無(wú)功功率就地平衡示意圖《電力系統(tǒng)電壓無(wú)功技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定:“,在高峰或低谷時(shí)都應(yīng)采用分(電壓)層和分(電)區(qū)基本平衡的原則進(jìn)行配置和運(yùn)行,并應(yīng)具有靈活的無(wú)功電力調(diào)節(jié)能力與檢修備用。 220kV及以下電壓等級(jí)的變電所中,應(yīng)根據(jù)需要配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,~ 確定。在主變壓器最大負(fù)荷時(shí),其二次側(cè)的功率因數(shù)不小于表1中所列數(shù)值,或者由電網(wǎng)供給的無(wú)功功率與有功功率比值不大于表1中所列數(shù)值。表1220 kV及以下變電所二次側(cè)功率因數(shù)規(guī)定值《國(guó)家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無(wú)功電力管理規(guī)定》:“第五章 無(wú)功電源建設(shè)與無(wú)功配置第二十條 變電站應(yīng)合理配置適當(dāng)容量的無(wú)功補(bǔ)償裝置,并根據(jù)計(jì)算確定無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量。35~220 kV變電站在主變壓器最大負(fù)荷時(shí),;?!薄秶?guó)家電網(wǎng)公司農(nóng)網(wǎng)“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃綱要》:“節(jié)能降損目標(biāo)是積極推廣應(yīng)用節(jié)能、降損、環(huán)保技術(shù)、淘汰高耗能變壓器。中壓綜合線損率降到9%以下,低壓線損率降到11%及以下?!薄峨娏ο到y(tǒng)電壓和無(wú)功電力管理?xiàng)l例》:“第十二條 用戶在當(dāng)?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù),應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定:,其它100 kVA(kW)及以上電力用戶和大、。凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的新用戶,供電局可拒絕接電。”配電系統(tǒng)中無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞饺鐖D2所示,方式1為變電所的集中補(bǔ)償,方式2為配電臺(tái)區(qū)的集中補(bǔ)償,方式3為線路上的無(wú)功補(bǔ)償,方式4為分散補(bǔ)償。圖2 配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償方式220 kV及以下電網(wǎng)的容性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘?,可按下式?jì)算QC = -QG-QR-QL式中 QC——容性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘浚籕D——最大自然無(wú)功負(fù)荷;QG——本網(wǎng)發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率;QR——主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入的無(wú)功功率;QL——線路和電纜的充電功率。10(6)kV 配電線路上宜配置高壓并聯(lián)電容器,或者在配電變壓器低壓側(cè)配置低壓并聯(lián)電容器。電容器的安裝容量不宜過(guò)大,~,并且在線路最小負(fù)荷時(shí),不應(yīng)向變電所倒送無(wú)功。如配置容量過(guò)大,則必須裝設(shè)自動(dòng)投切裝置。變壓器的無(wú)功消耗可按下式計(jì)算ΔQT = [ I0%/100+VK%/100β2 ]S e式中 I0%——變壓器空載電流的百分?jǐn)?shù);VK%——變壓器短路電壓的百分?jǐn)?shù);S e——變壓器的額定容量,kVA;β——變壓器的負(fù)載率。通常補(bǔ)償容量為變壓器無(wú)功消耗 ~。2 功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的計(jì)算方法 供電部門在為用戶確定供電方案時(shí),除了核準(zhǔn)供電容量、確定供電電源點(diǎn)、供電電壓等級(jí)、計(jì)量裝置的設(shè)置、計(jì)費(fèi)方式、用戶注入電網(wǎng)的諧波分量,以及方案有效期外,還對(duì)功率因數(shù)給定了一個(gè)最低限值,、。根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行電價(jià)的規(guī)定,、當(dāng)功率因數(shù)高過(guò)這些值時(shí),可按比例減少電費(fèi);當(dāng)用戶用電的功率因數(shù)低于這些值時(shí),要按比例增加當(dāng)月電費(fèi),具體計(jì)算方法是W = (1+a%)(F1+F2)式中 W——當(dāng)月電費(fèi),元;F1——基本電費(fèi),元/kVA;F2——電量電費(fèi),元/kWh;a%——功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)系數(shù)。當(dāng)用戶cosφ ,,a%為負(fù)值,當(dāng)用戶cosφ ,,a%為正值,當(dāng)用戶cosφ = ,,a% = 0。 獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。表2a%獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn)3 應(yīng)用實(shí)例 MVA,月用電量為35105kWh?;倦娰M(fèi)按每kVA每年180元、。補(bǔ)償裝置每kVA的投資按60元,資產(chǎn)折舊率為10%,無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的有功損耗為其額定容量的3%。計(jì)算過(guò)程如下。 計(jì)算補(bǔ)償容量 補(bǔ)償前cosφ 1= ,tanφ 1 = ,平均有功功率為P1= 35010000/30/24 = 4861(kW),無(wú)功功率為Q1 = P1tanφ 1 = (kvar)。假設(shè)補(bǔ)償電容器容量為x kvar,經(jīng)補(bǔ)償后,功率因數(shù)為 cosφ 2 = ,tanφ 2 = ,無(wú)功功率為Q2 = Q1x,而用戶的有功功率P2 = P1 + ,于是tanφ 2 = Q2/P2 =,解得x = 1569 ≈ 1600(kvar)。 補(bǔ)償前用戶的年支出費(fèi)用1000180/10000 = (萬(wàn)元);電量電費(fèi)為35012 = 1680(萬(wàn)元); + 1680 = (萬(wàn)元)。 補(bǔ)償后用戶年支出費(fèi)用電容器年運(yùn)行時(shí)間按8000小時(shí)估算,16008000/10000 + 1680 = 1695(萬(wàn)元), + 1695 = (萬(wàn)元)。() = (萬(wàn)元);無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投資為160060/10000 = (萬(wàn)元),; + = (萬(wàn)元); = (萬(wàn)元)。 = (萬(wàn)元)。,其它計(jì)算條件不變,計(jì)算過(guò)程如下:計(jì)算補(bǔ)償量:補(bǔ)償前cosφ1 = ,tanφ 1 = ,平均有功功率為P1 = 35010000/30/24 = 4861(kW),無(wú)功功率為Q1 = P1tanφ 1 = (kvar)。假設(shè)補(bǔ)償電容器容量為x kvar,經(jīng)補(bǔ)償后,功率因數(shù)為cosφ 2 = ,tanφ 2 = ,無(wú)功功率為Q2= Q1x,而用戶的有功功率P2 = P1 + ,于是tanφ 2 = Q2/P2 = ,解得x = 1235≈1200(kvar)補(bǔ)償前用戶年支出費(fèi)用如上述計(jì)算。補(bǔ)償后用戶年支出費(fèi)用。電容器年運(yùn)行時(shí)間按8000h估算,12008000/10000+ 1680 = (萬(wàn)元), + =(萬(wàn)元)。() = 1785(萬(wàn)元);無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投資為120060/10000 = (萬(wàn)元),;用戶年總支付費(fèi)用為1785 + = (萬(wàn)元); = (萬(wàn)元)。 = (萬(wàn)元)。由以上的計(jì)算可以看出,無(wú)功補(bǔ)償?shù)男б娣浅C黠@,用戶投資可在一年左右回收,而且上述計(jì)算還沒(méi)有包括因補(bǔ)償減少視在功率對(duì)用戶的收益。用戶補(bǔ)償后也使電網(wǎng)降低了損耗,提高了電壓質(zhì)量。因此,提高功率因數(shù)不但為國(guó)家節(jié)約了電力資源,而且給用戶節(jié)約了資金,為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,是一件利國(guó)利民的好事。數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù) 目前而言,數(shù)字化變電站的主要技術(shù)特點(diǎn)是,符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)、智能化的一次設(shè)備(如電子式互感器、智能化開(kāi)關(guān)等)、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備、自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)。符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、二次設(shè)備IEC61850是IEC TC57制定的關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信的一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),目的是使變電站內(nèi)不同廠家的智能電子設(shè)備之間通過(guò)一種標(biāo)準(zhǔn)(協(xié)議)實(shí)現(xiàn)互操作和信息共享。該標(biāo)準(zhǔn)自2004年發(fā)布,國(guó)內(nèi)相關(guān)科研單位和生產(chǎn)部門也開(kāi)始相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制工作,國(guó)調(diào)中心組織相關(guān)科研、制造、檢測(cè)單位,自2005年5月—2006年12月進(jìn)行了6次互操作試驗(yàn)。通過(guò)互操作試驗(yàn)表明,國(guó)內(nèi)主要從事變電站保護(hù)、自動(dòng)化系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的技術(shù)研發(fā)水平和設(shè)備生產(chǎn)能力已基本具備實(shí)際應(yīng)用要求。電子式互感器隨著電網(wǎng)容量的不斷增大和電壓等級(jí)的提高,傳統(tǒng)的電磁式互感器面臨很多問(wèn)題:如絕緣技術(shù)復(fù)雜、成本高、體積大而笨重;互感器鐵心飽和問(wèn)題;CT輸出端不能開(kāi)路,PT可能產(chǎn)生鐵磁諧振等。電子式互感器具有抗電磁干擾、不飽和、測(cè)量范圍大、動(dòng)態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)寬、不怕二次開(kāi)路/短路、不會(huì)諧振、體積小重量輕等優(yōu)點(diǎn)。電子式電流互感器按傳感原理可分為線圈電子式電流互感器和純光電子式電流互感器。純光電子式電流互感器因其一次傳感部分無(wú)需電源,又稱無(wú)源式電子互感器;線圈電子式電流互感器一次傳感部分因有電子電路需要電源,又稱有源式電子互感器(具體結(jié)構(gòu)如圖2所示)。現(xiàn)國(guó)內(nèi)兩種互感器均有成型產(chǎn)品,雖然純光電子式電流互感器從原理更具優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?,但就我們調(diào)研綜合比較而言,線圈電子式電流互感器更具有技術(shù)優(yōu)勢(shì),這是因?yàn)椋孩倬€圈電子式電流互感器的成型產(chǎn)品可提供兩路完全獨(dú)立的數(shù)據(jù)源(從線圈、遠(yuǎn)端模塊到合并單元均獨(dú)立),符合繼電保護(hù)雙重化要求;純光電子式電流互感器的成型產(chǎn)品數(shù)據(jù)源只有一路,不
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