小水电无功电量不足原因分析及改善措施

　　摘要本文主要介绍了无功电量的重要性，分析了小水电无功电量不足的原因，并提出了一些改善措施。
　　【关键词】小水电 无功电量 不足原因 改善措施
　　目前，受电网电压波动的影响，小水电站的无功上网有时电量不足，这一现象的出现会对小水电站的经济运行产生影响，受电网的供电质量降低。这不仅会降低用电设备的工作效率，还会减少电气设备的使用寿命。因此，如何解决小水电无功电量不足的问题对水电高效、经济的运行非常重要。
　　1 无功电量的重要性
　　现在的电力系统发电过程中，会产生有功功量和无功功量。如果无功功量不足，将会导致整个电力系统安全性、可靠性以及经济性造成极大的影响。在对电网的质量进行检查以及衡量时，无功功量是最主要的经济性指标以及技术性指标之一。无功功量与小水电的经济之间存在着不可分割的联系。
　　2 造成小水电站无功电量不足的原因
　　相关技术人员通过对水电站进行实地的调查，对于小水电站无功功量不足进行了总结，我们可以总结出造成线路损耗的主要是设备以及管理这两个方面：
　　2.1 设备的因素
　　2.1.1 选择的升压变压器不合适
　　小水电站由于经费等各种各样因素的影响，设备采购部门不能购买升压变压器，只能选择购买降压变压器，同时由于输电线过长，线路上的压降比较大，电压经常运行在10.5KV。小水电站如果将降压变压器作为升压变压器使用，在运行的过程中不仅仅要克服输电线路上电阻阻抗产生的压降，还要与电网的潮流进行平衡。因此，高压侧的电压值应当大于运行电压1.1到1.5倍左右，只有这样才能够进行并网发电。由于发电机机策的电压升高，电压值甚至超过了额定的电压，进而导致发电机的功率因数随之增高，从而限制了输电线路的无功输出。
　　2.1.2 电网线路参数选择不合适
　　小水电站大多位于偏远的地区，在配电线路的选择时大多使用10KV或者35KV，同时用电用户距离水电站比较远，将会造成输电线路比较长，造成电压降过大，同时由于导线截面面积比较小导致输电线路电阻过大。此时，如果发电机输出的电流过小，而发电机的发电功率没有发生改变，输电线路中电流的有功分量不发生改变，电流的无功分量将会变小，从而导致发电机输送的无功功量变小。
　　2.1.3 发电机的励磁系统容量不足
　　在发电机组进行运转的过程中，进行并网时将会使得负荷增加，极端侧的电压值将会升高。当电压数值升到1.05Ue时，定子铁芯的磁通量已达到饱和的状态，在电枢反应的作用下，所需要的励磁电流将会变得很大，虽然继续增加励磁电流可以增加无功功量以及发电机端的电压，但是还会带来严重的发热情况，将会严重限制励磁调节的作用，从而限制了无功功量的输出。
　　2.2 管理的因素
　　根据现在国家的政策，在对上网电进行收购时，是采用计量收费的方式。如果功率因数采用0.8进行计算，即收购1kwh有功功量配0.75kwh的无功功量的收购，并且按照欠3kwh的无功功量扣除1kwh的有功功量的方式。虽然这样规定，但是在径流比较小的流域，在丰水期水电站为了尽可能的减少水流的浪费，积极抢发有功功量，减少无功功量，这样虽然造成无功功量不足，但是对于经济性而言比较好。同时，部分水电站的管理人员由于缺乏专业的素养，并且对员工的专业培训也长期不进行，使得管理人员造成对电网发电额错误认识，进而将励磁调到最小值，这样将会加重电网的无功功量的负担，并将造成不应有的有功功量的损耗。
　　3 改善小水电无功电量不足的措施
　　3.1 改善励磁条件
　　通过改善励磁的条件并增大励磁电流，可以最大程度的改善上网无功电量不足的情况，并提高供电的质量。对于励磁的控制质量将直接影响水电站上网的电量质量以及供电质量，但是这种方法不能有效的对偏远小水电站出现的夜间电压过高的状况进行解决，增大的励磁电流是十分有限的。
　　3.2 增设电力电容
　　作为补偿设备被安装进行水电站中的电力电容，不仅具有安装简便、施工周期短、建设成本低、损耗较小等许多的有点，是现如今国内外广泛使用的补偿手段。这种方式同样也存在缺点，缺点是电力电容的使用年限比较的短，而且电力系统的电压降低时，将会严重降低其补偿效果。
　　3.3 利用发电设备调相运行
　　3.3.1 发电机与水轮机不分开
　　发电站在运行过程中，对发电站按照并车操作步骤进行操作，将电机组并入到电网之中，然后将水轮机的导水叶逐渐的关小直至全部关闭，进而停止向水轮机进行供水。根据电网的无功余缺的状况，对发电机的转子励磁电流的大小进行调整。这样可以是机组在“欠激”或者“过激”的状态下进行运行，机组可以根据电网的需求进行容性无功的输出，以便弥补电网的无功不足的情况。
　　3.3.2 发电机与水轮机分开
　　对于使用时间比较长或者专门使用的调相机的水轮发电机组，管理人员为了减少有功功率的消耗以及水轮机的损耗，应当将发电机与水轮机的联接进行分开，将发电机作为调相机进行使用，对于这种发电机与水轮机分开的情况，应当采用其他的解决措施或者采用专门的原动机为发动机提供动力。对此，一般采用异步启动的方法将三相电源直接加到作调相机的发电机三相定子绕组下，借助异步转矩的作用启动发电机并加速。调相机拉入同步后，根据电网需要调整励磁电流大小，便可向电嘲输出无功。
　　4 结语
　　总之，小水电无功电量不足的原因涉及到很多的方面，我们要广泛的考虑这一问题。只有这样才能提高电量系统的供电质量，提高电气设备的运行效率，从而创造更多的经济效益和社会效益。
　　
　　参考文献
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　　[2]苏英.小水电无功电量不足原因分析及改善措施[J].中国新技术新产品,2010.
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　　[4]许伟波.并网小水电无功不足及其改进措施[J].电源技术应用,2013.
　　
　　作者单位
　　广西桂水电力股份有限公司宁明发电分公司广西壮族自治区崇左市532500