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屋顶负压风机农村10kV电网无功优化的考核及应用实例户外中压开关
韩泽文内蒙古自治区兴安盟乌兰浩特农电局(137400)
1 概述
我区农村10kV配电网，建设在20世纪60～90年月较多，普遍采用年夜树干、多分支、单项辐射型供电方式。这些电力线路的运行特点是：供电半径长，负荷率低，无功消耗多，功率因数低，线路的损失高，结尾电压质量差。
今朝，农网无功抵偿均以变电所高压集中抵偿和10kV线路抵偿为主，固定抵偿占多数数，虽然功率因数得以改善，但降损节能效果其实不较着，"重功率因数，轻线损"的问题比力突出，两者应当兼顾。是以，应以下降线损为中心方针，凭据农网特点调整无功的抵偿结构，提高农网的无功经济当量和经济运行水平。
2 电网无功优化的考核
在实施无功优化，进行10kV配电线路无功涣散抵偿前，首先，制定科学合理实用的无功优化方案。在实施优化工程前，应掌控供电区网络参数，核实供电区配电网络图。绘制接连12个月及月份典型负荷代表日的无功负荷典型图，并对供电区内的无功负荷季节性变化特征，进行分析。确认供电区内各变压器的型号及额定容量凭据无功优化原则，制定科学、有用的无功优化方案。
无功优化工程可用7项技术、经济指标进行考核：
(1)功率因数、瞬时功率因数年夜于0.8且不外补，加权功率因数年夜于0.9；
(2)无功抵偿度在0.5以上；
(3)高、低压抵偿容量比例，对分歧负荷类型的供电区进行抽测，成效讲明，农网高、低抵偿容量比应在1∶2～1∶4范围内；
(4)电容器投运率，高压电容器达90％，低压电容器很多于60％；
(5)10kV网损率至少下降0.5％～1.0％；
(6)0.4kV网年均每千乏电容器节电20kW·h。
(7)工程投资一般可在1～2年内全数收受接管。
3 运用实例
兴安盟乌兰浩特农电局，建设供电区无功优化工程，于1997年7月完成。该局共有10kV配电线路5条出线(居力很变电所的红旗出线，居力很出线；乌兰哈达变电所的北出线，南出线，东出线)总长度270多km。配电变压器13150kVA/266台；1997年共投进近20万元，装设九组电容器组，总容量690kvar。划分为：红旗出线一组；居力很出线一组；北出线三组；南线二组；东线二组。都按要求装在年夜的分支线上或出线线路的2/3处。最年夜的一组为三相电容器，容量为80kvar。
1992-1997年7月份之前没建设优化工程时，每一年受罚的功率因数电费15～16万元。最多的月份受罚1.5万多元，建设优化工程后，1997-2001年，每一年受奖功率因数电费4万多元，每一年收到效益资金20多万元，累计现在已收到100万元的效益，10kV线损率一直稳定在9％以下。
4 竣事语
供电区无功优化不仅可以改善农村电网的功率因数和电压质量，而且可以使无功负荷就地平衡。提高农村电网的经济运行水平。无功优化是借助无功抵偿装备，合适我区农村电网的现实情况，一种较好的抵偿方式，改造后的农村电网更应周全推行，为创一流县级供电企业奠基优秀的根蒂根基。
无功优化工程是一项复杂的技术，科学性较强。经由过程进一步完善无功治理制度，在改造后的农村10kV电网推行各类抵偿新技术、新装备，相信我区改造后的农村电网无功抵偿工作一定能提高到一个新水平，开创全区农电治理的新局面。
摘要：户外中压开关电器主要用于农网及城乡连系部。由于我国农网电力约占总电力1/3左右，因而户外中压开关电器用得很多，市场很年夜。我国户外中压开关电器年用量约4万台。该文介绍了农网特点及各类开关的特点，并介绍了柱上开关的成长。关头词：农网；柱上开关；真空；SF6中图分类号：TM56 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)05-0049-021柱上开关凭据农网特点，原电力部于1986年制定了农村变电所模式方案：坚持“小容量、密布点、短半径、造价低、平安靠得住、技术进步前辈”的成长标的目的。具体有两种模式方案：第一方案（即近期方案），10kV侧采用柱上SF6或真空断路器和综合集控装配，35kV侧采用油或无油断路器；第二方案（即远期方案），10kV侧采用重合器和分段器；35kV侧采用熔断器和负荷隔脱离关。今朝我国90％以上农村变电所处于第一方案，而第二方案有较着增加的趋向。农网电压品级为110kV、35kV、10kV、220/380V。其中110kV用的断路器或GIS，同城网没有差异。35kV和10kV级产物独具特点，如10kV级产物为柱上式，35kV级断路器为落地安插。第二方案中35kV级用负荷隔脱离关 熔断器，也可安插在柱上。对于标称电压为10kV和35kV的电网，使用的高压开关的额定电压（电网最高工作电压）应为12kV和40.5kV。在这两个品级中，SF6开关和真空开关作为两年夜支柱，取代了原来了多油开关。其中产物包括断路器、重合器、分段器和负荷隔脱离关。农网用的开关分歧于城网的，它属于小容量、小型化、户外式及柱上安装。由于农网用开关多装在柱上，故不需建房，可勤俭面积和造价30～40。但由于农网用开关多装在户外，是以必需解决好户外开关的外尽缘问题。今朝市场上的柱上开关形式多样，性能也各不不异。具体可分以下几类：·按生产国可分为国产和进口两种；·按触头灭弧能力可分为断路器、负荷开关；·按灭弧介质可分为真空、SF6；·按尽缘介质可分为油尽缘、空气尽缘、SF6尽缘及固体尽缘；·按操念头构可分为电磁操念头构、弹簧操念头构、永磁操念头构；·按产物使用功能可分为断路器、重合器、分段器、负荷隔脱离关；·按出线套管的材质可分为瓷套管和硅橡胶套管。2各类开关的特点2.1国产开关按国内电力工程的使用特点进行设计制造。一般采用弹簧操念头构，可进行电动和手动分合闸操作。电流互感器二次电流按5A设计；可设多组、多变化，有益于知足继电庇护、远测、计量的分歧要求。一般开关自己设置装备摆设刀闸，而且开关与刀闸之间设有操作闭锁。2.2进口开关所有进口开关的配合点是：①电流互感器二次电流按1A设计。通常是600/1和1000/1两种选择。②所有开关均不配刀闸。③配有专用的操作控制器。控制器的控制、庇护功能齐全，可选择性强，有益于上下级的庇护配合。④采用零表压下的SF6气体尽缘，不受外部情况的影响。操念头构制造工艺邃密且年夜多密封在SF6气体腔内，现场免维护。2.3断路器、重合器、负荷开关、分段器断路器：具有很强的灭弧能力。可关合、切断故障电流。配备含微机庇护的控制器，可实现对分支线路的庇护。重合器：开关本体与断路器完全不异，区分在于控制器的功能上，断路器的控制器功能简单，仅具有控制线路电流，庇护现场，其他功能是靠FTU实现。而重合器的控制器除具有断路器控制器的所有功能外，还具有自具功能，它具有3次以上的重合闸功能、多种特征曲线、相位判断功能、与自动化工程的毗连功能等，价格较高。负荷开关：可以关合故障电流，开断额定负荷电流，有真空和SF6灭弧两种型式。其主要作为线路分段开关。配备智能控制器就成为分段器，造价较低。3户外柱上开关的成长3.1增年夜容量农网原来用多油断路器（如DW10型），其容量（短路开断电流）仅为3.15kA，难以知足农网日益增加的容量要求。自从无油化后，采用真空和SF6断路器，其容量年夜增，形成8kA、12.5kA、16kA、20kA系列，完万能知足农网成长对断路器的要求。多油断路器已被淘汰。3.2削减用气量和排气量SF6等6种气体，在1997年《京都议定书》中被列为温室效应气体，其中CO2影响最年夜，占60％；SF6虽仅占0.1，但具有潜在危险，因一个SF6份子对温室效应的影响为CO2份子的23900倍，且排进年夜气的SF6气体寿命拿手（约3200年）。鉴于以上情况，农网用SF6开关制造厂都在结构设计和密封上下功夫，以削减用气量和排气量。如40.5kVSF6断路器，由原设计的罐式结构改成支柱式结构，只用SF6灭弧而用瓷柱对地尽缘，年夜年夜削减了用气量。IEC尺度划定SF6气体年漏气量为1％，而今朝许多厂改良密封结构、密封材料和削减密封长度，做到年漏气量小于0.5。在12kV，户外真空断路器有了很年夜成长，它用真空灭弧室灭弧，仅用少许SF6气体作尽缘，或完全不用SF6而用固体尽缘或用干燥空气尽缘。3.3操念头构多元化电磁操念头构。结构简单，使用简洁，工作靠得住，制造成本低。螺管电磁铁的出力特征容易知足真空断路器反力特征的要求，还可手动分闸。其错误谬误是合闸线圈消耗的功率太年夜，要求配用昂贵的蓄电池，加上结构粗笨，动作时间较长。经常使用的机构有CD10、CD17和CD19型。永磁操念头构。永磁操念头构是一种新概念的操念头构。它有单稳定和双稳态之分，特点是结构简单，开关状态靠永久磁铁的磁力连结，机械传动部件很是少。机构密封水平较高。它由电磁操动，永磁连结和电子控制三部门组成。对于户外断路器和重合器来说，由于产物安装在柱上，不容易检修，而且户外情况条件恶劣，弹簧机构在持久运行中因润滑脂失效、零部件生锈、动作不灵活，而永磁机构体积小，可密封在箱体内，免受恶劣情况的影响，同时重合器要求频仍操作，永磁机构以其储能快且寿命长，正好顺应重合器的操作要求。是以对柱上开关，国外年夜多采用永磁机构，例如，Whipp&Bourne、ABB和Siemens等公司的柱上产物都配用了永磁机构。今朝永磁机构价格贵。永磁机构将弹簧机构的机械问题酿成电问题，如电容器的寿命问题、永久磁铁的连结力问题及电子器件的靠得住性等问题，对制造提出了高要求，且需要承受运行考验，取得运行经验。弹簧操念头构。在我国，户外柱上开关配弹簧机构占多数。弹簧操念头构的制造和运行经验丰硕，可修可调，且价格比永磁机构廉价。其优点是不需要年夜功率直流电源，电念头功率小，交直流两用。其错误谬误是结构比力复杂，零件数多，且要求加工精度高，制造工艺复杂。今朝用得多的弹簧机构为CT17型和CT19型两种机构基底细同，前者为直推式输出，后者为转动式输出。进口弹簧操念头构今朝以三角板式操念头构为代表。结构简单零部件少，整个机构密封在SF6腔体内，故障几率极低。其功能不单能知足电动操作，还可以手动分、合闸操作，即使是控制器故障也能尽快手动恢复送电。3.4灭弧原理精彩纷呈农网用SF6开关的灭弧不仅有压气式，还有旋弧式及旋弧 热膨胀夹杂式。总的趋向是向后两种自能式成长。自能式最年夜优势是不用操念头构提供灭弧压力，相比压气式年夜年夜削减了操作功，从而简化了操念头构。例如，在户外用量年夜的LW3-12型SF6断路器就采用进步前辈的旋弧式灭弧原理，该产物问世已20多年，但使用一直经久不衰。又如LW8-40.5型SF6断路器，在原先压气的根蒂根基上改良喷口结构，哄骗电弧梗塞效应提高灭弧能力，使之开断电流从31.5kA提高到40kA。再如国内又开发出LW8-40.5A型SF6断路器，采用压气 自能灭弧原理，而LW8-40.5B型产物采用旋弧灭弧原理。ABB公司的OHB型户外SF6断路器也采用自能 压气灭弧原理，其中自能占70％，压气占30％。3.5平安庇护加倍完善SF6开关平安运行受两个身分影响最年夜：一是SF6气体泄漏。一旦泄漏到不准可的水平，则开关就会失灵，为此制造厂家给开关安装了密度继电器，对SF6气体压力进行监控。其上设置三个压力值：设计压力（额定压力）、报警压力和最低功能压力。当到达最低功能压力时，开关即闭锁；二是爆炸。一旦开关泛起故障（如内部故障电弧），壮大的电弧能量会使SF6气体压力急剧上升，当壳体承受不了时，就会发生爆炸，危及周围装备和人身平安。为此制造厂家在开关壳体上设置防爆膜盒。防爆膜盒耐受的压力低于壳体的耐受压力，当发生内部故障电弧时，防爆膜盒先爆破，将高压力从平安标的目的释放出往。3.6农网开关智能化配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区自动恢复送电为目的。开关的选型也要以此为依据，重合器和分段器可以使馈线自动化。农网自动化中，必需具有故障识别和恢复供电功能，要做到这点，必需采用智能化开关电器。重合用具有屡次重合功能，能有用地破除姑且故障，且自带控制和操作电源（如高效锂电池），操作不受外界继电器控制而由微处置器控制。分段器由切负荷灭弧室和隔离闸刀组成，具有记忆和识别功能，能隔离永久性故障线段，恢复供电。重合器和分段器一般装在柱上，简化了传统变电所的接线方式，取消了控制室、高压配电室、继保盘、电源柜、高压开关柜等装备，省往了年夜量建设投资，节省占地面积1/3，年夜年夜缩短了施工周期。重合器和分段器配合，实现识别故障与恢复供电功能有多种方案。其中主要有电流—时间方案（简称电流法）和电压—时间方案（简称电压法）。这两种方案不依赖信道建设，除适合中小城网外，尤其适合农网现状。它不仅能够最年夜限度地避免瞬时性故障停电，提高农网供电靠得住性，而且最年夜限度地缩小了永久性故障的停电范围。参考文献[1]李建基.高压开关装备实用技术.北京:中国电力出书社,2005[2]沙声强.县级配网自动化工程柱上开关的特征与选型.今日电气,2004,(4),22～23.
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