農(nóng)村配電網(wǎng)實(shí)施無功管理應(yīng)注意的三個(gè)方面
面對(duì)電力系統(tǒng)中的無功功率不能遠(yuǎn)距離輸送這一現(xiàn)實(shí)問題,要想實(shí)現(xiàn)農(nóng)村中低壓配電網(wǎng)的合理無功補(bǔ)償,就必須強(qiáng)化農(nóng)村配電網(wǎng)的無功管理力度，健全無功管理制度，落實(shí)與之相適應(yīng)的技術(shù)措施，真正實(shí)現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的無功動(dòng)態(tài)就地平衡,只有這樣才能有效地維持各級(jí)電網(wǎng)的電壓水平,降低電網(wǎng)的有功損耗,提高網(wǎng)絡(luò)的輸送容量和系統(tǒng)的穩(wěn)定。為了確保農(nóng)村中低壓配電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償裝置安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在選擇、安裝和使用無功補(bǔ)償裝置時(shí)，要注意以下三個(gè)方面的問題：
一、落實(shí)無功管理，要重視農(nóng)村配電網(wǎng)無功/電壓技術(shù)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，做到中、長(zhǎng)期與近期目標(biāo)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的無功動(dòng)態(tài)優(yōu)化管理。
一是在設(shè)計(jì)中低壓配電網(wǎng)的補(bǔ)償容量和方式時(shí),要以滿足線路的動(dòng)態(tài)無功電力平衡，最大限度地減少有功功率和電能的損耗為目標(biāo)。在實(shí)施無功補(bǔ)償時(shí)，首先要優(yōu)化補(bǔ)償方式，以分散補(bǔ)償為主，集中補(bǔ)償為輔，做到集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，實(shí)行多級(jí)分組補(bǔ)償；其次要合理選擇補(bǔ)償位置，由于補(bǔ)償電容器的容量和安裝位置的不同，對(duì)無功補(bǔ)償?shù)慕祿p效果、調(diào)壓程度以及裝設(shè)電容器本身的經(jīng)濟(jì)效果也各不相同。
二是必須從電力系統(tǒng)角度出發(fā)，通過計(jì)算全網(wǎng)的無功潮流，確定配電網(wǎng)的補(bǔ)償方式、最優(yōu)補(bǔ)償容量和補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)，才能使有限的資金發(fā)揮最大的效益。在實(shí)施配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償時(shí)要結(jié)合35kv變電站、10kv線路、專用變壓器、公用變壓器及0.4kv線路等方面通盤考慮，全面落實(shí)。
三是要結(jié)合縣城配電網(wǎng)改造的有利時(shí)機(jī)，加快配電網(wǎng)無功自動(dòng)補(bǔ)償?shù)母脑旌徒ㄔO(shè)力度。在整改前要全面綜合評(píng)價(jià)配電網(wǎng)的無功運(yùn)行及管理水平，客觀反映現(xiàn)實(shí)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況，搞好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測(cè)量，貴在真實(shí)，為實(shí)施配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償提供詳盡的技術(shù)資料。對(duì)于中壓配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償，除在變電站的10kv母線進(jìn)行集中自動(dòng)補(bǔ)償外，有條件的話還要積極在10kv線路上進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償，并優(yōu)先采用遙控和自動(dòng)投切裝置，以實(shí)現(xiàn)無功的最優(yōu)化配置和補(bǔ)償。
四是低壓的無功過補(bǔ)償問題。無功倒送會(huì)增加配電網(wǎng)的損耗，加重配電線路的負(fù)擔(dān)，是電力系統(tǒng)所不允許的。尤其對(duì)配電網(wǎng)中的那些采用固定電容器補(bǔ)償方式的客戶，在負(fù)荷低谷時(shí)出現(xiàn)無功過補(bǔ)償，形成無功倒送的問題要充分引起重視，要加大其無功自動(dòng)補(bǔ)償?shù)母脑炝Χ取?duì)于隨器補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償容量以不超過配變?nèi)萘康?0%為宜,過多補(bǔ)償不僅會(huì)形成負(fù)荷低谷時(shí)的無功過補(bǔ)償,增加配電網(wǎng)損失,同時(shí)還可能會(huì)引起諧振過電壓,尤其是在電源缺相運(yùn)行時(shí),更容易發(fā)生鐵磁諧振過電壓，從而造成設(shè)備的損壞事故；對(duì)于隨機(jī)補(bǔ)償?shù)娜萘恳话惆床淮笥陔妱?dòng)機(jī)的勵(lì)磁無功來確定，以防止電動(dòng)機(jī)退出運(yùn)行時(shí)，發(fā)生自激過電壓。
二、無功補(bǔ)償裝置的選型與安裝要本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作簡(jiǎn)便、安全可靠、性能穩(wěn)定、維護(hù)便捷的方針。
一是在選擇低壓無功補(bǔ)償裝置時(shí)，不能“貪高求洋”盲目相信廠家的宣傳。隨著低壓無功補(bǔ)償技術(shù)的普及和應(yīng)用，補(bǔ)償裝置的可靠性日益成為重要的和迫切需要解決的問題。諸多的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)告訴我們，無論是配電網(wǎng)還是電力客戶群中，無功補(bǔ)償裝置之所以會(huì)出現(xiàn)的“一多一少”現(xiàn)象，其直接原因就是無功補(bǔ)償控制裝置的故障率太高所導(dǎo)致的。因此，對(duì)于新科技新產(chǎn)品的應(yīng)用，應(yīng)優(yōu)先考慮那些具有科技含量高、技術(shù)原理先進(jìn)、質(zhì)量可靠、功能完善、便于運(yùn)行維護(hù)與分析的智能型設(shè)備。其次是要結(jié)合本地的電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行水平和現(xiàn)有的補(bǔ)償設(shè)備來選擇，確保既能滿足原有設(shè)備的運(yùn)行要求，又能適應(yīng)新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。第三是要通過考察比較進(jìn)行對(duì)比，通過看廠家、訪用戶，充分了解產(chǎn)品的使用特性，來選擇適合本地區(qū)使用的產(chǎn)品。
二是無功補(bǔ)償控制裝置選擇時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。當(dāng)前適應(yīng)與農(nóng)村配電網(wǎng)中無功補(bǔ)償電容器的投切控制方式比較多，其投切的平穩(wěn)度和使用壽命也相差很大。因此，在選擇無功補(bǔ)償控制裝置時(shí)要結(jié)合配電網(wǎng)的運(yùn)行特性，有針對(duì)性的來選擇：①對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)不大，且三相負(fù)荷基本平衡的配電網(wǎng)，在僅以提高功率因數(shù)為目標(biāo)的情況下，為了降低設(shè)備成本，可優(yōu)先選用功能單一、操作簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無功補(bǔ)償控制裝置；②對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)頻繁、最大負(fù)荷與最小負(fù)荷的差距較大，但三相負(fù)荷基本平衡的配電網(wǎng)，宜選用性能較好的無功補(bǔ)償控制裝置，最好具有可進(jìn)行程序控制的“編碼+循環(huán)” 投切方式，以確?？刂破髂芸焖贉?zhǔn)確地對(duì)配電網(wǎng)中的無功功率變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償；③對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)頻繁、最大負(fù)荷與最小負(fù)荷的差距較大，且三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡的配電網(wǎng)，則要選用性能更高的，具有“分相+平衡”的復(fù)合投切型無功補(bǔ)償控制裝置；④對(duì)于非線性負(fù)荷較多、電網(wǎng)諧波分量較大的配電網(wǎng)，必須選用具有諧波測(cè)量和諧波超限保護(hù)功能的無功補(bǔ)償控制裝置，并選配參數(shù)合理的抗諧波電抗器，構(gòu)成抗諧波無功補(bǔ)償控制裝置，以便在諧波較嚴(yán)重的情況下，無功補(bǔ)償裝置仍能可靠運(yùn)行。由于低壓公用配電網(wǎng)普遍存在三相負(fù)荷不平衡且最大負(fù)荷與最小負(fù)荷差距比較大的問題，部分臺(tái)區(qū)的情況還更為嚴(yán)重。因此，在負(fù)荷較大的公用配變臺(tái)區(qū)，要優(yōu)先選擇安裝具有“分相+平衡”復(fù)合投切功能的無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)無功的按需補(bǔ)償，避免在負(fù)荷較低的情況下出現(xiàn)過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象發(fā)生。三是10kv線路采用桿上無功優(yōu)化補(bǔ)償時(shí)必須結(jié)合實(shí)際工程要求來進(jìn)行：①補(bǔ)償點(diǎn)不宜多。同一條配電線路上宜采用單點(diǎn)補(bǔ)償，當(dāng)一條線路需要安裝兩處電容補(bǔ)償時(shí)，第一處要安裝在從線路首端起的2/5處，第二處為線路4/5處，補(bǔ)償容量按應(yīng)補(bǔ)容量各半平分安裝。②補(bǔ)償容量不宜過大，一般以100~150kvar為宜。補(bǔ)償容量太大時(shí)不僅會(huì)導(dǎo)致配電線路在輕載時(shí)的過電壓，出現(xiàn)過補(bǔ)償現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)增加補(bǔ)償資金的投入；另外桿上空間有限，太多的電容器同桿架設(shè)，既不安全，也不利于電容器散熱和控制。③控制和保護(hù)方式要簡(jiǎn)化。桿上補(bǔ)償不設(shè)分組投切，采用跌落式熔斷器（為便于操作，有條件的可安裝無線遙控跌落式熔斷器）和氧化鋅避雷器分別作為過流和過電壓保護(hù)。
四是無功補(bǔ)償位置應(yīng)盡量選擇在負(fù)荷的中心。要中、低壓配電網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行，尤其不可忽視低壓配電網(wǎng)的補(bǔ)償，以取得最優(yōu)的就地補(bǔ)償效果，減少無功潮流在配電網(wǎng)中的長(zhǎng)距離傳輸，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最終目的。同時(shí)，要重視用電側(cè)的無功管理,積極推廣隨器、隨機(jī)補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)措施，以實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡。因?yàn)榫偷匮a(bǔ)償對(duì)于節(jié)能才是最佳的補(bǔ)償方式，否則的話，即便是在大節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，無功電流一樣在很長(zhǎng)的分支上流動(dòng)。
五是實(shí)施無功就地補(bǔ)償裝置時(shí)，要滿足無功補(bǔ)償對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求。對(duì)電動(dòng)機(jī)采取就地補(bǔ)償時(shí)要滿足下列要求：①電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的端電壓不高于1.05ue；②電動(dòng)機(jī)主要為連續(xù)工作制，且無重大的沖擊性負(fù)載變化；③電動(dòng)機(jī)不得承受反轉(zhuǎn)，反接制動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)；④電動(dòng)機(jī)斷電后在轉(zhuǎn)動(dòng)或產(chǎn)生相當(dāng)大的反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，不得再起動(dòng)；⑤不允許無功就地補(bǔ)償裝置在電機(jī)開口轉(zhuǎn)換時(shí)承受二次合閘。
三、強(qiáng)化無功的運(yùn)行維護(hù)管理，既要重視供電部門的無功管理，更要切實(shí)落實(shí)用電側(cè)的無功運(yùn)行管理，力求實(shí)現(xiàn)無功運(yùn)行的最佳平衡狀態(tài)。
一是要建立健全相應(yīng)的無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行維護(hù)制度，強(qiáng)化無功管理。配電網(wǎng)無功管理的好壞直接影響到電網(wǎng)損耗和電壓質(zhì)量，所以供電部門比較重視無功的管理。但是，由于電力客戶是在供電部門的硬性規(guī)定下執(zhí)行無功補(bǔ)償?shù)?，使得電力客戶?duì)無功補(bǔ)償工作往往處于被動(dòng)地位，加之供電部門對(duì)電力客戶的無功補(bǔ)償缺乏有效地監(jiān)控手段，而電力客戶出于自身的經(jīng)濟(jì)利益和管理水平，以及無功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行可靠性等方面因素的影響，使得無功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際運(yùn)行工作比較混亂，不按規(guī)定投、切電容器，甚至長(zhǎng)期投入或退出運(yùn)行，給配電網(wǎng)的運(yùn)行帶了許多不良的后果。
二是強(qiáng)化無功管理，一方面要通過嚴(yán)格執(zhí)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的辦法，用經(jīng)濟(jì)杠桿的手段來調(diào)控，保證無功補(bǔ)償設(shè)備的安全可靠運(yùn)行；另一方面要重視用電需求側(cè)管理，加強(qiáng)供電部門對(duì)客戶端的無功補(bǔ)償設(shè)備監(jiān)管力度，積極落實(shí)節(jié)能降耗的技術(shù)措施，要在提高設(shè)備自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上重視無功補(bǔ)償，充分利用無功補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)控制原理，實(shí)現(xiàn)電容器投、切的優(yōu)化控制。
三是要重視對(duì)老舊電容器資源的使用問題，建立健全電容器的報(bào)廢淘汰制度。電力網(wǎng)中超期服役的電容器猶如一顆顆定時(shí)炸彈，時(shí)時(shí)刻刻在威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為了確保配電網(wǎng)的安全運(yùn)行，要通過建立健全無功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行檔案，及時(shí)消除電容器運(yùn)行中的不安全隱患。加強(qiáng)無功的運(yùn)行管理，不僅要做好無功補(bǔ)償裝置投運(yùn)后的巡視檢查工作，還要及時(shí)更換運(yùn)行中出現(xiàn)異常的電容器，淘汰超期運(yùn)行的電容器，為提高無功管理的運(yùn)行水平奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
四是要注意諧波問題。隨著農(nóng)村用電形勢(shì)的不斷好轉(zhuǎn)，各類非線性負(fù)載的大量普及使用，使得農(nóng)村電網(wǎng)中的各種諧波也越來越多。雖然電容器本身具備一定的抗諧波能力，但在特定的系統(tǒng)參數(shù)下，電容器又可以放大諧波而影響到電力電子設(shè)備的正常運(yùn)行，干擾無線通信，甚至有可能損壞設(shè)備。因此，在選擇和使用無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，必須考慮電容器產(chǎn)生諧波的影響和治理，最大限度地降低無功補(bǔ)償對(duì)配電網(wǎng)的負(fù)面影響。
五是要避免供電管理部門“一刀切”的管理辦法。目前，我國(guó)供電部門執(zhí)行的無功補(bǔ)償規(guī)定是根據(jù)《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》給定的功率因數(shù)來確定的，而不是依據(jù)客戶用電時(shí)的實(shí)際節(jié)能效益和最佳的經(jīng)濟(jì)功率因數(shù)來進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?。其達(dá)到的無功補(bǔ)償目標(biāo)并不是客戶無功管理的最佳效果，更不是配電網(wǎng)的最佳補(bǔ)償要求。因此，如何確定無功補(bǔ)償設(shè)備的合理配置和分布，必須調(diào)整當(dāng)前供電部門對(duì)無功管理一刀切的管理辦法，要切實(shí)結(jié)合配電網(wǎng)的運(yùn)行條件和電力客戶的自身要求，力求從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上尋求最佳的補(bǔ)償方案。
四、結(jié)束語
總之，強(qiáng)化農(nóng)村配電網(wǎng)的無功管理，合理安裝無功補(bǔ)償裝置，確保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是提高功率因數(shù)、降低配網(wǎng)損耗的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。只有既重視無功補(bǔ)償?shù)陌惭b又重視投運(yùn)后的運(yùn)行維護(hù)，才能真正實(shí)現(xiàn)無功功率的合理分布，從而達(dá)到節(jié)能降損之功效，使供用電雙方共同取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。
