长距离、多负荷节点线状供电系统的无功补偿方法
【专利摘要】本发明公开了一种距离、多负荷节点线状供电系统的无功补偿方法，一、在设计长距离、多负荷节点线状供电系统时，合理确定中心开关站、联络开关站的布置位置；联络开关站布置在位于相邻两中心开关站中间位置；二、计算各中心开关站与相邻的联络开关站之间的架空线路长度、电缆线路长度，并计算线路对地容性电流的电气中心位置，在电气中心位置设置断路器站；三、按照集中补偿与分散补偿相结合的原则进行无功功率补偿。本发明优点在于实现大幅改善功率因数偏低的现象，经济效益显著。
【专利说明】
长距离、多负荷节点线状供电系统的无功补偿方法
技术领域
[0001]本发明涉及供电系统无功补偿方法，尤其是涉及长距离、多负荷节点线状供电系统的无功补偿方法。
【背景技术】
[0002]长距离、多负荷节点线状供电系统，广泛应用于长距离大型调水输水工程、高速公路、高铁、城市地铁隧道等工程中。其特点是沿线(沿供电线路)负荷节点多。现以长距离大型调水输水干渠为例，沿线的分水口闸门、节制闸门、退水闸门、事故检修闸门及其它建筑物很多，负荷节点多使得所使用的电缆数量也随之增大，且供电系统呈线状辅设，因此造成供电系统功率因数过低，造成电能的浪费，电网公司征收的力调费也随之增加，增加了供电系统的运行成本。中心开关站功率因数超前并远低于标准值，导致分断设备开合困难，当发生单相接地故障时，接地电容电流也将大为增加，电弧不易熄灭，引起故障扩大，同时存在谐波污染供电环境问题。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种长距离、多负荷节点线状供电系统的无功补偿方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采取下述技术方案:
本发明所述长距离、多负荷节点线状供电系统的无功补偿方法，按照下述步骤进行:第一步、在设计所述长距离、多负荷节点线状供电系统时，根据多负荷节点的负荷分布，合理确定中心开关站、联络开关站的布置位置；中心开关站布置位置考虑电源点的引接、供电负荷范围、供电负荷大小、供电距离因素;所述联络开关站布置在位于相邻两中心开关站中间位置;长距离、多负荷节点线状供电系统根据需要设置多个中心开关站和联络开关站，正常运行时联络开关站的联络开关处于断开状态，各中心开关站供电半径为两相邻中心开关站之间距离的一半；
第二步、计算各中心开关站与相邻的联络开关站之间的架空线路长度、电缆线路长度，并计算所述线路对地容性电流的电气中心位置，在所述电气中心位置设置断路器站，所述断路器站为供电系统的无功补偿提供设备布置位置；
第三步、按照集中补偿与分散补偿相结合的原则；
所述集中补偿为:计算各中心开关站至相邻联络开关站线路对地容性电流的无功功率容量，在各中心开关站的母线侧通过动态无功补偿装置实施感性无功功率补偿，感性无功功率容量为该中心开关站至双侧相邻联络开关站输电线路容性电流容量的30%与该中心开关站至电力系统变电站输电线路容性电流容量之和；
所述中心开关站、联络开关站、断路器站均属于负荷节点，包括其他负荷节点在内，各负荷节点都存在用电设备，设备的运行方式发生变化时，一定范围内也影响到中心开关站母线的功率因数，因此在中心开关站的母线侧设置动态无功补偿装置，实现集中补偿。
[0005]所述分散补偿为:计算各中心开关站至相邻联络开关站输电线路对地容性电流的无功功率容量，在各自的断路器站母线侧通过固定电抗器实施感性无功功率补偿，感性无功功率容量为该中心开关站至相邻联络开关站输电线路容性电流的70%。
[0006]本发明优点在于实现大幅改善功率因数偏低的现象，经济效益显著;采用集中与分散相结合的无功补偿，合理分配集中补偿容量与分散补偿容量所占补偿需求容量的比例，固定电抗器输出的感性无功功率抵消线路电缆产生的容性充电无功功率，降低了容性无功功率引起的电压过高的问题，对供电系统设备的运行安全起到良好作用；各中心开关站实施动态无功补偿实现感性、容性无功功率的双向补偿，动态跟踪实时补偿，达到自动调节补偿、滤波的功能，防止了谐波污染供电环境，满足了供电系统对谐波治理的需求，减少了供电系统内的电能损失。
【附图说明】
[0007]图1是本发明实施设计的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，本发明所述长距离、多负荷节点线状供电系统的无功补偿方法，现以两个中心开关站1、2之间为典型代表进行描述:
第一、第二中心开关站1、2分别负责各自的供电区域，第一、第二中心开关站1、2的出线端分别构成各自的线状供电系统，线状供电系统通过联络开关站3、3.1、3.2的联络开关4、4.1、4.2连接，联络开关站3布置在位于第一、第二中心开关站1、2之间距离的中间位置;线状供电系统正常运行时联络开关站3的联络开关4处于断开状态，线状供电系统根据设计要求分别带有多个负荷节点1.1、2.1等，第一、第二中心开关站1、2的进线端分别与35kV电力系统连接。
[0009]分别计算第一、第二中心开关站1、2各自与双侧联络开关站3、3.1、3.2之间的架空线路长度和电缆线路长度，然后计算各自的双侧所述架空线路和电缆线路对地容性电流的电气中心位置，在各自的双侧电气中心位置设置断路器站1.2、1.22、2.2、2.22;本发明所述的负荷节点为中心开关站、联络开关站、断路器站及供电系统中所有降压变电站；当所述电气中心位置位于某个负荷节点位置(或靠近某个负荷节点)时，断路器站即可设在负荷节点处，该负荷节点处的降压站成为所选择的断路器站，这样既便于管理又节省了断路器站的建设费用。
[0010]按照集中补偿与分散补偿相结合的原则:
所述集中补偿为:(I)、计算第一中心开关站I至双侧联络开关站3和3.1间两段线路对地容性电流的无功功率容量；(2)、计算第二中心开关站2至双侧联络开关站3和3.2间两段线路对地容性电流的无功功率容量;(3)、分别计算第一、第二中心开关站1、2至对应的电力系统之间的输电线路对地容性电流的无功功率容量;(4)、分别在第一、第二中心开关站1、2的母线侧设置动态无功补偿装置1.3、2.3实施感性无功功率补偿。动态无功补偿装置1.3感性无功功率容量为该中心开关站I至双侧相邻联络开关站3和3.1间两段输电线路容性电流容量的30%与该中心开关站I至35kV电力系统变电站输电线路容性电流容量之和;动态无功补偿装置2.3感性无功功率容量为该中心开关站2至双侧相邻联络开关站3和3.2间两段输电线路容性电流容量的30%与该中心开关站2至35kV电力系统变电站输电线路容性电流容量之和。
[0011]所述分散补偿为:分别计算第一、第二中心开关站1、2至双侧联络开关站3、3.1、3.2输电线路对地容性电流的无功功率容量，然后在各自的断路器站1.2、1.22、2.2、2.22母线侧设置固定电抗器1.4、1.44、2.4、2.44实施感性无功功率补偿;固定电抗器1.4感性无功功率容量为中心开关站I至联络开关站3输电线路容性电流无功功率容量的70%;固定电抗器2.4感性无功功率容量为中心开关站2至联络开关站3输电线路容性电流无功功率容量的70%;固定电抗器1.44感性无功功率容量为中心开关站I至联络开关站3.1输电线路容性电流无功功率容量的70%;固定电抗器2.44感性无功功率容量为中心开关站2至联络开关站3.2输电线路容性电流无功功率容量的70%。
【主权项】
1.一种长距离、多负荷节点线状供电系统的无功补偿方法，其特征在于:按照下述步骤进行: 第一步、在设计所述长距离、多负荷节点线状供电系统时，根据多负荷节点的负荷分布，合理确定中心开关站、联络开关站的布置位置；中心开关站布置位置考虑电源点的引接、供电负荷范围、供电负荷大小、供电距离因素;所述联络开关站布置在位于相邻两中心开关站中间位置;长距离、多负荷节点线状供电系统根据设计要求设置多个中心开关站和联络开关站，正常运行时联络开关站的联络开关处于断开状态，各中心开关站供电半径为两相邻中心开关站之间距离的一半； 第二步、计算各中心开关站与相邻的联络开关站之间的架空线路长度、电缆线路长度，并计算所述线路对地容性电流的电气中心位置，在所述电气中心位置设置断路器站，所述断路器站为供电系统的无功补偿提供设备布置位置； 第三步、按照集中补偿与分散补偿相结合的原则； 所述集中补偿为:计算各中心开关站至相邻联络开关站线路对地容性电流的无功功率容量，在各中心开关站的母线侧通过动态无功补偿装置实施感性无功功率补偿，感性无功功率容量为该中心开关站至双侧相邻联络开关站输电线路容性电流容量的30%与该中心开关站至电力系统变电站输电线路容性电流容量之和； 所述中心开关站、联络开关站、断路器站均属于负荷节点，包括其他负荷节点在内，各负荷节点都存在用电设备，设备的运行方式发生变化时，一定范围内也影响到中心开关站母线的功率因数，因此在中心开关站的母线侧设置动态无功补偿装置，实现集中补偿； 所述分散补偿为:计算各中心开关站至相邻联络开关站输电线路对地容性电流的无功功率容量，在各自的断路器站母线侧通过固定电抗器实施感性无功功率补偿，感性无功功率容量为该中心开关站至相邻联络开关站输电线路容性电流的70%。
【文档编号】H02J3/20GK106026119SQ201610366684
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】闫新, 闫观清, 孙国强, 杨纲举, 闫鹏, 崔浩朋, 秦卫贞, 胡会永
【申请人】黄河勘测规划设计有限公司