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并网小水电无功不足及其改善措施

  龙游县电力负荷不断增加,缺电严重,当地因地制宜建起了小水电站。这些小水电通过10 kV配电线路或分支线接入电网,小水电在一定程度上缓解了电力不足,但因这些并网的小水电机组发出的基本全是有功功率,发电机运行在“欠励磁”状态,发电机从电网中吸取感性无功功率以维持机组运行,因而使并网线路功率因数降低,加大了电网的有功损耗。

  升压变压器选用不当。小水电在配置主变压器时,由于种种原因,购不到合适的升压变压器,以降压变压器作升压变压器使用,这时有可能使发电机的机端电压要升高到1.1~1.15倍左右的额定电压才能并网发电。发电机机端电压升高,因而导致发电机的功率因数值也随之升高,功率因数上升,从而也就限制了无功的输出。

  发电机的励磁系统容量不足。运行中,随着并网机组所带负荷的增加,机端电压相应升高。当机端电压达到1.05Ue时,定子铁芯已经饱和,在电枢反应去磁作用下,需励磁电流加大,增加励磁电流无功出力和机端电压虽然稍有增加,但发热严重,限制了励磁调节,也就限制了无功输出。

  根据政策,目前收购的上网电,在计量计费点,按功率因数等于0.8计算,即1 kWh有功配0.75 kvarh无功收购,并按欠3 kvarh扣除1 kWh有功。虽然这样,对于径流式小水电,在丰水期,为了尽量减少弃水,抢发有功,减发无功,宁可扣除部分电费,造成发无功不足的现象。

  大部分的小水电发电机只有手动励磁系统,有些虽然有比较先进的自动励磁装置,但值班人员有意关掉该系统,而启用手动励磁装置。没有根据有功输出的大小相应调节无功输出的比例,即没有按功率因数保持在0.8左右并网运行。

  值班人员错误地认为向电网发无功,必然影响有功的输出,有意将励磁调至最小,造成发电机在“欠励磁”状态下运行,加重电网中的无功负担,造成不应有的有功损耗。

  做好调度工作。加强调度管理,小水电上网发电必须服从供电局的统一调度管理,遵守调度规程,执行调度命令,做好运行记录。

  对于有水库的电站,要充分利用和调节水库库容,利用水库水源的调节能力,调节水轮发电机组发电能力,控制有功出力,多发无功。在枯水季节,自然来水量小,利用库容调节发电能力,在不溢洪弃水的前提下,保持一定的发电能力,降低有功出力,使发电机转子保持在额定励磁电流下运行。这样,发电机可以带满无功负荷运行,为电网多送无功。

  整改线路或在较近处并网。改造陈旧、导线截面较小的线路,更换较大截面的导线。在较近处并网以减少并网线路的阻抗,降低线路压降,以降低发电机的运行电压,保持发电机应有的出力。

  其次是对现行的变压器进行改造,在铁芯空间允许的情况下,可采用增加变压器绕组匝数,以原绕组的10%为限,匝数增加后,将三档的抽头按原要求进行改接。

  改善发电机的励磁系统。使发电机在额定有功出力下能发出额定的无功功率,提高发电机的励磁电流,增加励磁系统的容量或者配备自动励磁装置。

  安装并联电容器,进行无功补偿。龙游县小水电大多为0.4 kV的低压发电机组,可以采用整套的低压电容器补偿屏。在小水电站的低压母线上进行无功补偿。补偿容量按功率因数不大于0.85为标准。这样既节能又满足小水电站的功率因数符合标准。

  安排适当的调相机组。对靠近负荷中心和处在电网末端的农村小水电站,可考虑设置容量为50%左右的专用调相机组,以便就近向电力用户供应无功,这对节能降损和改善供电质量是极为有利的。

  对径流式电站,因电站无调节能力,电站要多发有功以减少弃水,可根据电站及电网的实际情况,相应设置一定容量的备用调相机组。

  为小水电安装带无功补偿控制箱的计量箱。安装此计量箱可保证各小水电站在其上网期间功率因数小于0.85时,正确计量上网的电量,功率因数大于0.85该计量箱中止计量上网电量,即自动中止发电机上网发电,以保证小水电站在上网时必须同时输出一定的无功电能。

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