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10kV线路无功补偿装置在油田配网中的应用

作者：文生英日期：2015-11-25 10:52 来源：未知

0 引言单向辐射的供电方式是现阶段10kV 配电线路中通常采用的方式。供电和配电变压器的平均的负荷率低，负荷季节性波动大，供电半径长，同时无功消耗多，末端电压质量差的是这种单向辐射性供电方式的基本特征。现阶段油区的用电负荷多来源于抽油机，这一部分用电负荷约占油田用电总负荷的五分之三左右，能否提高抽油机功率因数，是制约油田整体配电系统功率因数高低的关键。抽油机冲程行为所产生的周期性变化的负荷就是上面提到的来自抽油机的负荷。但是对于抽油机采取就地采取单纯的无功补偿根本达不到减少负荷的效果。然而配电网线路长，负荷昼夜性与季节性变动大是油区电路配网的的特点，若将无功补偿装置直接安装在10kV线路上，想要提高经济效益、减少网损、线路上的流动、降低成本的话，将功率因数值提高到 0.9 以上就可以解决。
1 无功补偿的概念 1.1 无功补偿
无功功率和有功功率是电网输出功率的两种固有形式。，利用电能转变为其它能做功所产生的功率我们将其称为有功功率；而无功功率是不消耗能量，把电能变为为其他形式的能量，别切让电气设备使用这种能量做功。我们所说的无功补偿原理就是利用电气元件的安装，达到电容电流与电感电流相互平衡的效果，并且使得电流与电压的矢量之间的夹角变小，达到提高电能做功的效率的目的
1.2 无功补偿的作用
（1）提高发电机的有功功率输出；（2）提高电压质量，减少电压损失；（3）提高输变电设备的供电能力，使电气设备的容量得到充分利用；（4）减少配网设备功率损耗，降低线损。
1.3 配网线路上补偿装置安装位置
油田中的线路产生的损耗多少受很多因素的制约，在相同负荷的传输情况下，如果负荷分布状况有差别，造成损耗情况也不一样。线路上的安装电容器越多，则降损效果越明显，而运行维护难度也不会简单，工程预算同一时间也就增加了。假使增多安装的数量，相对应于增加单位补偿容量将降低所获得的无功线损下降率。因此，最恰当的沿线的补偿点安装数量不应超过三处，并且可以直接连接于主干路上和较大的支线上，补偿点的容量应小于 200 ～ 600kvar。
2 10kV配电网中动态无功补偿装置的几个问题
伴随无功补偿技术的发展和人们对10KV 配网建设的重视，配电系统中也开始普及动态无功补偿装置技术。但是，在实际操作的过程中也暴露出一些问题，必须引以为戒。
2.1 电压调节方式的补偿设备带来的问题
有些无功补偿设备的无功投切量是根据电压来确定的,这对用户的电能质量保证起到了保证作用,可是对电力系统而言这样的措施却未必正确。这是由于虽然无功量变化是引起线路电压的波动的主要原因, 但线路的电压水平却是由系统情况决定的。当线路电压基准向上或向下时, 实际需求可能与无功的投切量的数值相去甚远，出现无功过量补或无功欠量补。
2.2 无功倒送问题
电力系统的操作规范中是不允许无功倒送的，原因是这样的操作会损耗变压器和线路，造成线路负担的加重。生产厂家通常强调自己生产的设备“不会造成无功倒送”，但是在真实的现状往往与之相反。若若使用晶闸管控制的补偿柜，他的补偿方式是三相补偿量分调。可是很多厂家节约成本，单纯只做一相线路的无功分析和样本采集。从而造成在三相负荷不对称的情况下，导致无功倒送。使用接触器控制的补偿柜，他的补偿方式是补偿量三相同调；使用固定电容器补偿方式，在负荷处于低谷时也可能造成无功倒送。
3 效果评价 3.1 线路的自动化和智能化程度显著提升
智能无功自动补偿装置安装后，实现了线路有功功率、无功功率、功率因数等参数的24小时监测，根据负荷变化情况实时进行线路无功补偿量，自动投切线路无功补偿量得到了实现，提高了自动化和智能化程度。
3.2 优化补偿方案
采取智能无功自动补偿装置与固定无功补偿装置互相配合的方案进行无功补偿技术，进行数学模型计算和物理线路计算，计算出线路的最佳补偿容量、补偿点，完成了功率因数的提高和线路降损的计划，既有效果同时经济实惠，同时开启了线路无功优化补偿方案的的先河，具有良好的启蒙人的作用。
3.3 实时监控效果好
由于线路补偿点中最靠近线路首端的地方一般是安装无补偿装置的位置，通过使用手持控制仪对智能无功自动补偿装置的遥信数据，就能够监控线路上无功补偿装置运行实时状态，从而使线路无功自动补偿效果得到保证。
4 管理与维护
在动态无功补偿装置在原有设备基础上安装完毕后，在现场还应该采取线动态管理的措施，通常县动态管理需要相关人员在现场使用笔记本电脑进行操作。线动态管理时，工作人员需要查阅历史资料，同时需要查看装置的自动投切情况是不是与之前设置参数和运行方式相符合；还要安排工作人员从变电站观察补偿装置进行投切操作时，是否会对配电线路上的电流和功率因数造成影响，预期的效果能否得到实现。如不能达到预期效果，应马上查找故障所在点，对预设参数及时进行调整和修正，有时还可能需要调整自补容量和定补容量。为无功补偿管理任务的顺利完成，必须要求相关对工作人员的管理做到责任明确，编写详细，达到整体管理。一切应该从添加补偿装置的计划提出就着手，从设备的选型定货开始，经历技术要求把关、验收试验合格、安装施工到位、运行管理严格、维护检修严谨、拆迁移位等步骤，每个部分都要具体落实到相关负责单位，责任落实到具体的个人。
5 结语对油田供配电系统提高重视，加强管理，使得线路的损耗降低，保证高压电线路功率因数的提高，起到降低系统能源消耗的作用，达到提高配电质量的目的，油田高压线路使用管理工作中必须引起重视的工作。从现实的施工经验得到，用自动无功自动补偿装置，并配备若干固定无功补偿设备与之相配合的无功补偿技术方案是可行的，并具有可观的经济效益，这种方案不仅降低损耗，使电网运行质量得到提高，使电网运行的自动化水平与智能化水平得到提高。
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