農(nóng)村配電網(wǎng)主要由10kV線路、配電變壓器、0.4kV及以下線路組成。針對農(nóng)村配電網(wǎng)線路長,損耗大的特點,怎樣才能全力提高農(nóng)村配電網(wǎng)效率,達到降損節(jié)能的目的,就自然成了值得我們探討的問題。
農(nóng)村配電網(wǎng)降損一般采用無功補償方式,作用在于消除配電網(wǎng)上感性無功功率和容性無功功率產(chǎn)生的無用消耗,從而達到有功功率最大限度出力的效果。
一、農(nóng)村配電網(wǎng)10kV線路無功補償容量的確定 10kV線路采用加裝高壓動態(tài)無功補償裝置的辦法,達到降損節(jié)能的目的。其無功補償容量的確定,一般按平均負荷計算應該補償?shù)娜萘恐?,用該法確定的無功補償容量在用電高峰出現(xiàn)時無功缺額仍較大;考慮到未來五年負荷的自然增長,筆者認為無功補償容量計算按目前最大負荷進行配置是比較合理的。
補償容量確定后,其投切方式的選擇也非常重要,目前,10kV柱上裝置常用的自動投切方式大致有5類,各類投切方式適用范圍分別為:
值得注意的是:投切時,其補償容量必須小于安裝處的無功總容量,否則將會因無功倒送而被切除,限制了補償容量,極易產(chǎn)生投切振蕩,因此按自動投切方式各自的應用條件合理的采用10kV線路無功補償?shù)耐肚蟹绞近c,彌補各自的不足。
二、農(nóng)村配電網(wǎng)終端配電單元配電變壓器的選擇 由于做好了配電變壓器的節(jié)能降損,既能從根本上解決無功流動范圍,又能最大程度的降低損耗。所以必須合理的選擇配電變壓器的容量。一般負載率按冬季滿負荷的0.8考慮,變壓器采用非晶合金有載調壓型變壓器。為便于認識,現(xiàn)將非晶合金變壓器空載損耗(鐵損)與同容量的S7及S9型變壓器比較如下:
同時非晶合金變壓器還具有以下顯著特點:
(1)不產(chǎn)生發(fā)熱的結構損耗,使變壓器能滿足低噪音、低損耗。
?。?)能適應較大的機械應力破壞,線圈不產(chǎn)生變形,承受短路能力強。
(3)體積小,重量輕,全封閉免維護,運行費用低,使用壽命長。
?。?)發(fā)熱小,溫度低,運行性能非常穩(wěn)定。
?。?)非晶合金鐵芯變壓器的節(jié)能效果:
非晶合金變壓器空載損耗較S7系列降低80%以上,負載損耗比S7系列降低30%以上,同時空載電流下降40~60%,屬新型綠色環(huán)保型變壓器。
值得注意的是:非晶合金變壓器在負載率低于60%及以下時,其效率η大于99%。而農(nóng)村配電網(wǎng)中居民用電的年負荷率較低,年8760h中,年Tmax=2216.7h,年最高負荷達到90%以上僅為40天左右,平均負載率在10%-40%間,農(nóng)村配變的負載率也只有21%左右,部分地區(qū)僅為5%,針對這類配變情況,筆者認為采用非晶合金的變壓器經(jīng)濟運行更為顯著。
三、農(nóng)村配電網(wǎng)0.4kV線路無功補償容量的確定 目前通常的0.4kV線路無功補償裝置均安裝在變壓器的低壓側首端,如普通無功補償裝置的安裝圖:
0.4kV低壓補償方式有靜態(tài)補償和動態(tài)補償兩種,其控制方式有:功率因數(shù)控制、無功功率(或無功電流)控制等多種控制方式。以往實際應用中的補償裝置有四種:功率因數(shù)控制的靜態(tài)無功補償裝置;無功功率(無供電流)控制的靜態(tài)無功補償裝置;功率因數(shù)控制的動態(tài)無功補償裝置;無功功率(無功電流)控制的動態(tài)無功補償裝置。
實際上,安裝在變壓器的低壓側首端的無功補償裝置的效果只是補償10kV線路及變壓器的無功。實踐也證明,對整條低壓線路的無功補償效果不是很顯著。
根據(jù)補償電容器離負荷越近補償效果越好的原則,考慮到農(nóng)村配電網(wǎng)線路負荷的分散性、不穩(wěn)定性和用電負荷不定期性以及低壓配電網(wǎng)分支出線較多的狀況,筆者認為采用集中監(jiān)測、分散補償?shù)姆绞叫Ч容^好。即在變壓器低壓側安裝配電網(wǎng)監(jiān)測儀檢測,電容器分散安裝在低壓電網(wǎng)各個出線分支的2/3處或線路無功最佳補償點,通過載波通信將監(jiān)測儀實時檢測到的電流、電壓信號傳輸?shù)窖a償電容控制器,通過控制電容器投切來實現(xiàn)低壓支路無功補償?shù)哪康?,與傳統(tǒng)無功補償裝置相比,最大的技術突破就是補償了一段線路上的無功損耗。
該方法改變了以往采用取A相電流和BC線電壓為參考信號的控制方式,采用參考信號為無功功率的控制方法。即電網(wǎng)缺多少無功,電容器就補多少無功。
具體的安裝方法是:在變壓器低壓側首端安裝智能電網(wǎng)監(jiān)測儀,用來實時監(jiān)測電網(wǎng)的電壓、電流和功率因數(shù),并適時發(fā)送三相電壓和三相無功電流給無功補償控制器,控制器通過分析、比較、判斷后根據(jù)當時需要補償?shù)臒o功功率決定補償電容器的投入和切出。
另外,經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明,變壓器對無功消耗約占變壓器本體容量的6%-8%,針對該部分的無功需求,可在變壓器低壓側通過負荷開關接入固定式電容器進行補償,與此同時對低壓負荷率進行監(jiān)測調整,就能最大程度的降低無功在線路上的損耗。