《第二章无功补偿在配电完整系统中的合理分配》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章无功补偿在配电完整系统中的合理分配（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 无功补偿在配电系统中的合理分配上一章确定了每个变电站的配电系统的补偿容量，本章则要解决这些补偿配电母线上和各条配电线路上的分配问题。2 1集中补偿容量的确定在变电站的配电母线上设置的无功补偿称之谓“集中 补偿”，设置在配电线路上或负荷处的无功补偿则称谓 “分 散补偿”。对于大宗用户按供用电规则要求的力率而设置 的用户补偿装置则不属于本文讨论范围。显然，分散补偿还能起到降低配电线损的作用，经济效果比集中补偿好得多；但是集中补偿便于管理维护和控制，配以自动投切装置则可实现自动调压调相的目的。因此，对电压波动较大的变电站有必要配置一定数量的集中补偿装置作为调压手段，以以提高电压质量；但是，对
2、电压波动不大 （ 如靠近强大的电源处 ） 的变电站或已具其他调压手段（如带负荷调压变压器）的变电站就不应设置集中补偿，将全部应补容设作为分散补偿。根据上述原则，集中补偿容量取决于对减少电压波动的要求。电网相对电压降由下面公式计算:1 州占S-+xiooSfi= 1i( = 1. 2- n)表示由电源至计算的变电站配电母线之间的各段电气元件，Pi及Qi为各段通过的有功率无功功率, Pi及xi为经过归算到同一电压 U的各段电阻及电抗。：如果在该变电站配电母线上增加一个集中补偿容量QBJ则各段通过功率中的无功功率都将减少一个QBJ补偿前后电压降之整为：矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。其巾补偿厉的电压降为1X尸
3、厲十t Q-Qg)科算伽因此皿-V孤“ 1It*由子三一即为扯电抗计掘的变电站配电阳线的範踣桂址*因此,X叭= 1Q,产 ABP.例如：某变电站欲在10KV侧母线上设置集中补偿以减少电压波动。原来，电压峰谷差为18%，为符合电压变动不越过士 5%的要求，需装多少集中补偿容量？已知该母线短路容量为40兆伏安因为欲减少的电压波动为8%= 0. 08,因此应设置集中补偿容量 QBJ=0.008X 40=3. 2兆乏。有时，按上列要求计算的集中补偿容量，超过该变电站的经改补偿容量。对于一般不重要的变电站可以放宽电 压合格率的要求而减少集中补偿容量；如对电压要关严格，则只好降低补偿的经济效果或采用其他办
4、法。（如采用带负荷调压变压器，改善电网结构的等。）分散补偿容量 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。式中：QB为上一章计算的变电站应配置的补偿容量，a为集中补偿的投入率可取 0. 7。2 2分散补偿容量在集中负荷线路上分配般变电站总带有若干条公用配电线路，本节来讨论最简单情况，即这些公用配线均为集中负荷线路。分散补偿容最不论怎么分配对配电母线由上的降损效 果都是一样的，因此，寻求合理分配的原则就是使配电线 路的降损效果达到最大值。显然，最合理的分配原则是使 每条被补偿的线路在补偿后的无功经济当量都相等，因为 如果不等，则应从经济当量较小的线路抽出若干补偿容量 置于经济当量较大的线路上，便能提高效益。图2 1
5、画出了几条待补偿的集中负荷的线路，假定各线补偿容量是最合理分配方案， 显然此时 各线的经济当量3a -9tf根据1皿所址厢理+対篥中金需柬说*憲朋式(0昇養疲的埠济自H应为*若以曲裳各坡相搁的疑讲当臥，幷甘需啟用乂卜伽严X則有t Qi Qji)/?= Qa 亠 Q蓉1、2 二 * (2)5杠韦在冥际1十算申应先球取Kttr因为用于份粧补偿总的！ffit力Q卄= Q勒(3)用此(2*10)(2U1 )然后再按式(2 8)计算各线补偿容量。上列各式中，Qi代表各线路年平均无功负荷，QBF为由上节所述计算得到的分散补偿容量。由于分散补偿一般不装设自动投切装置，因此其投入率为 1。计算所得的各线补偿容
6、量中，某些线路可能会出现负 值，这是因为该线无功负荷小，要增加无功才能达到同等 的经济当量。当然，该线路不需补偿，将其剔除后其余线 路重新计算，直至不再出现负值为止。2 8分散补偿容量在分布负荷线路上分配一般公用配电线路上的负荷总是分布在线路各点上， 很少有真正的集中负荷，而且多数配线结构形如树叉，分 支套分支，结构复杂，负荷分布很难用函数式来表达。困 此，对于任意结构的配电线路，耍精确计算补偿容量的合 理分配，几乎是不可能的。这里提出个近似的计算方法： 将一条任意结构的配电线路， 用一条集中负荷线路来代替， 其无功负荷为原线路总无功负荷，选择等效电阻使其经济 当量近似相同。图2 2画出了一条
7、简化后的配电线， 该线路的所有分文都作为一个负荷点来考虑，图上假定干线上有几个分支 点，无功补偿总是由线路末端开始的。 ( 由于有功负荷无法补偿，因而未画出。 ) 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。82*2 分布负荷歧路朴桧图补偿前内无功负荷构成的线路损失为:1 nPt2= -ui- S (* Qfl)l( 213 )t = 1507*1宾蛊为】F八宀f尸品二胡 乞 侶一 ?( -Q讥(2U )i 1无助补偿的螳济为址曲.I 蛊1侶-胡Jft因冷 .Y Vin- K QK 即丸配电干战上的负跡瓯。若令Qw迟Qit幷使：*s 1*= i“in工Q岀卢则R屏j平均负荷距说称轸效电Rb式db可直为*1 53 1
8、泗沖Q-Q金2将上式与集中负荷线路的经济当量公式(2 7)比较可看出：当补偿容量以 QB很小时，等效线路经济当量与实际 线路经济当量是很接近的；随着补偿容量的加大，会出现误差。但本办法较简单，在实用上其误差是允许的。结论：对于任意结构的配电线路，可对其各分支负荷计算在主干线上的平均负荷短，作为等效集中负荷的线路 电阻，然后按上节所述的无功补偿容量分配方法进行。对于分支较多的配电线路，用上列方法计算平均负荷距也是较繁的。此时，可按无功负荷分布情况，归纳为均匀分布、渐增分布和渐减分布三种类型，如图23所示彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。ES各丸分市自痔域斗田英带均和荷簸（即第效吐阻如下式对于均布负衙;舛。工
9、斤+ g R对丁渐唱负儆M厂比R对于斷咸负荷* R厂瓦*0第三章补偿点的选择配电线路的补偿容量确定之后，对于集中负荷的线路 来说，问题已彻底解决，因为补偿点只能是一个且设置在 负荷处。但对于分布负荷的线路来说，还须解决补偿点的 数目补偿点的位置及各点容量等三个问题。本章将从最 优经济效果出发来解决这三个问题。3. 1单点补候时补惯地点的通少图3. 1为一个补偿点时，线路上各点的通过无功负荷 与各点位置的关系曲线，在补偿点之前为一条逐渐降低的 曲线，在补偿点RB处无功有一突变，显然补偿前后线损功j (g-Q#)如J若q已知分布曲线，QB为巳知补偿容量，则补偿效果(即PX)仅与补偿点位置RB有关，
10、为求得PX的最大值，只需对 BB求寻数，并使之等于零。即:恳蹒骈時盡继價骚。(3-1)厦礴芸麗;2 J “心匕0機増定釧井專甘运算法式解得！ Jj 2ft Qj1） 即 2 ?M* * Qo 必 HB 2 Q 3式中，qRB为在RB点的线路上通过的无功负荷，因此可得到如下结论：补偿设置的最合理位置是：该点上线路通过的无功负荷（即该点之后的无功负荷）为补偿容量的一半。简称“半容量”法则。上列结论同样适用于两个以上补偿点的情况，如图3 -2所示。结论所说的无功负荷系指某一段时间（如年）的平均A M上面所论证的选择都是在配电主干线上的补偿，对于具有一条或若干条重负荷距分支线来说，仅在主干线上选 择补
11、偿点就不一定是最优位置。在这种情况下，应计算分 支点之后支线和干线的负荷矩，选择其中较大者设置补偿 点。但是，无论在主干线或在重负荷分支线上，上述半容 量法则仍是适用的。3 2两点补偿时补偿容量的分配本节讨论的内容是：当两个补偿点时，如果总补偿容量确定，如何在这两点上合理分配。根据牛容量法则，补偿点应如图33所示的原则设置。图中只画出了“补偿段”的情况，即线路无功负荷正好等 于补偿容量的那一段，显然处于线路的后部。因为不论补 偿容量如何分配，对补偿段之前的降损效果是一样的。补 偿前后线损功率之差为： 请登陆 : 输配电设备网 浏览更多g 孑cc33-3两克补偿时.补偿耗内无功負荷分冇曲圾作Q匕
12、厂三亍J -Q2)dr+ J(2竝( 3-4 ) 0n2戎中,9 -/(r)为拔路卜点通过无功负荷对各点位*的盾敷，其反r(g)/e示. 根据半容风法即 h心宀(给)心宀(业J)氏(34)中，知果无功负倚分布规仙/(r )确定，总补偿容EQx确定.則陽 按垃果化仪与Qm気治 为求最优分配应将&对Qu】求导幷使之紳于零伊(缪)+ 云十 J( 2应!-Q*i 巧drH 0( 3*5 )卩(笔)由于一般配电线路7-/( r)ill*用函数茨达，卞面我假设了均布，渐增，渐減三 种悄况，来计算补偿容的最优分配。如图84所示.1 均布负荷9 /(*) *5 wtirtf餌 ur 茶厲fl臂#*鮎 两点朴f
13、t.比为薛眦(auo)阳（甲）-配 畸宀（呻）叩F芻:八畑直（J罷）2)梢丈do）厲律” 3I豹代人jti养即我解【嫌lQ.I =o.5VQiT如H構呛甘耶页荷応路悶卞扑忙点幣址甘配勺是请简曲瞅火.3t帝W竹背*亠 A - r )3厂jftx3略宀（?吵丄）（_/蜜将式（3 14）（ 3 16）（ 3 17）代入式（3 5）求解可得：QB1= 0. 453QB即对渐减分布负荷线路，两个补偿点容量分配应使后面的稍小。上列求解过程较繁， 限于篇幅不赘述了。 从结论分析： 虽然负荷分布不相同，但两个补偿点容量分配相差不多，而每点容量又受设备参数牵制，为便于管理，建议一律采 用等容量分配，而且这一结论
14、也适用于三个及以上补偿点 的情况。3. 3补偿点数量的选择少籟丛妈羥为贍债蛏练淨。补偿点越多降损效果越好。但是，补偿装置的初投资中， 是包括与补偿容量无关的“固定费用”和与补偿容量成正 比的设备费用两部分组成，因此补偿点越、多，初投资越 高。因此从经济效益出发，正确选择补偿点数量的原则应 该是：多设一个补偿点所增加的固定费用，如果能从多降 损所节省的电费中，并在一定期限 （ 一般定为五年 ） 内得到 抵偿，则应增加一个补偿点，否则就不应增加。根据上列原则，我们来讨论每个补偿点的最大容量。 为说明问题，以一条均匀分布负荷的补偿段为例，考虑单 点和两点补偿两种情况，如图 3. 5 所示。 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。若无功负荷密度qo=来替换R则式（3.24 ）可变为:qo电压U单位为千伏，固定费用单位为元，无功负荷密度单位为千乏/欧，电度单价C1用元/千度表示。为便于实用，把式（3 25）转为表3 1，单组电容
