无功补偿装置在小水电的应用.doc

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1、无功补偿装置在小水电的应用摘要：无功补偿装置是依据无功功率不从电源和线路上取得，而是按照消耗无功功率的大小就地取得，以充分利用电源（发电机）和线路的功率，从而达到减少电能损耗这一原理制成的一种装置。近年来，此装置在用电企业和供电局中普遍采用，取得十分好的经济效益，证明这是一项十分成熟的技术。由于种种原因，未见在小水电中应用的报道。黔东南州地方电力总公司，为了解决红旗水力发电厂增加出力的问题，应用了无功补偿装置这一技术，达到机组增容的目的，也取得了相当好的效果。关键词：无功补偿提高功率因数增加出力降低线损一、红旗水力发电厂概况黔

2、东南州地方电力总公司属下的红旗水力发电厂，座落在镇远县涌溪乡，属于沅江支流的舞阳河上，距镇远县城13km。电厂于1971年开工建设，1981年投产发电。电厂共装机四台，单机容量3200kw，总容量12800kw。水轮机额定水头34.5m，额定流量12.6m3/s，额定出力3380kw。主接线采用单母分段的方式向舞阳河地方电网供电，由红旗电厂、观音岩电厂和诸葛洞电厂组成的舞阳河地方电网在镇远县城，再由镇远县城向国电凯里供电局上网。线路长10km，电压35kv。总库容4740万m3，有效库容2040m3，大坝高56m，溢流面高程5

3、03m，原先是无控制的自由坝顶溢流。1986年，在坝顶加装六扇闸门，门长10m，高5.2m。这样，提高了水头，增加了库容。1990年，上游的观音岩电厂投产发电，增加了红旗电厂的径流量。有了上述两个变化，使提高电厂出力有了可能。二、增容改造的由来1994年，3#、4#发电机定子线圈绝缘老化，决定更换定子线圈，此项工作由原生产厂家天津发电设备厂承担。厂家建议，他们的水轮机出力可以提高，是否在更换线圈时，连同发电机增容一起考虑。即使现在不按增容运行，也为以后增容创造条件。厂家建议增容到3800kw。我们采纳了厂家建议，发电机线圈按3

4、800kw更换。当时更换线圈，主要是解决绝缘问题，增容只是次要的考虑。线圈更换之后，按说3#、4#机可以按3800kw出力运行，但由于诸多原因，直到2002年都是按3200kw运行。其中主要原因之一，就是主变和线路未改造，主变和线路的容量仍然在限制发电机的出力。直到2002年底，我们在联网点加装了无功补偿装置，克服了主变和线路容量不够大这个难题，增容才得以实现。三、加装无功补偿装置实现增容运行。由于行业和商业的原因，以往一说到发电厂增容改造，发电机厂家就推荐改造发电机线圈的办法，但这不是唯一的办法。无功补偿装置厂家，也只是注重

5、用电企业和供电局。这次，我们把无功补偿装置用于水力发电厂，取得了很好的效果。2002年，省水利厅发文，批准红旗水力发电厂进行增容技术改造，即对3#、4#机进行增容改造增至单机3800kw。由于线圈改造工作已于94年完成，此次只对主变压器和全厂的电气控制保护设备进行改造。因为控制保护部分与增容关系不大，本文不赘述了，只谈一谈如何解决主变和线路的问题。3当时我们考虑，发电机增容，主变增容，但线路不改造，就还有一个瓶颈，还是达不到增加出力的目的。如果主变、线路不改造而在镇远加装无功补偿装置，减少无功电流的输送，提高电厂运行的功率因数

6、，就可以达到提高发电厂有功出力的目的，达到增容的要求。要使主变和线路电流不超过增容改造前的水平，只要发电机增容后还保持增容前的电流即原来的额定电流就可以了。这可以通过提高发电机运行的功率因数来达到。发电机原额定功率3200kw，电压6.3kv，电流366.5A，功率因数为0.8。增容为3800kw，要使电流不变，功率因数为cos=0.95在镇远加装无功补偿装置，我们还有另外一层考虑。我们在镇远与凯里供电局联网，上网功率因数按0.8考核，并且以上网的无功电能折算上网的有功电能，我们在镇远的功率因数达0.86或以上。如果红旗电厂按

7、增容后的出力运行，上网的功率因数将更高。为了解决这个问题，只有在镇远（联网点）装设无功补偿装置才能解决（才能保证上网的功率因数为0.8）。经过反复认真的论证，我们决定暂缓主变改造，而在镇远开关站加装无功补偿装置。委托湖南紫光测控有限公司设计和提供设备。补偿容量为7200KVAR。主要设备有滤波电容器24只，滤波电抗器3台，六氟化硫开关一台，电容测控装置一套，放电PT3台。设备于2002年12月投入运行，总造价（设备和土建、征地）120.78万元。在试运行期间测试，红旗电厂输送有功功率14000kw，即3#、4#机按有功功率38

8、00kw，cos为0.95运行，1#、2#机按3200kw，cos为0.8运行。无功补偿装置输出无功功率为6500～7000KVAR，开关站母线电压为38～38.5KV，上网功率因数为0.8，完全达到了预期的要求。四、加装无功补偿装置产生的效益1、红旗电厂发电量增加我们只计算