水电站利用无功补偿增发有功的可行性

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

简介： 无功补偿,增发有功
关键字：功补偿 可行性 经济效益

广东省台山市大隆洞华侨水电站0.2万kW机组一般正常运行是不需要无功补偿的，但由于水库每年的溢洪次数较多，溢洪量大，为了减少弃水量，机组可以增发至0.22~0.23万kW有功，而减发无功电（在保持发电机的视在功率，定子额定电流，机组的机械性能允许的情况下）。无功可由6.3 kV高压并联电容器组作无功补偿。

1、    无功补偿的可行性分析：

机组发 P=2000kW时：

S=P/cosφ=2000/0.8=2500kVA；cosφ=0.8；sinφ=0.6；Q=2500×0.6=1500kVar。则机组已满载。

（1）保持发电机容量2500kVA不变时，增发有功电的情况分析：

①发有功P=2200kW时：

    设补偿容量Qc=900kVar；cosφ=2200/2500=0.88； sinφ=0.475；               P=2200kW；Q=2500×0.475 =1187.5 kVar；ΔQ=1187.5-900 =287.5 kVar。则机组发2200kW时，补偿Qc=900Kvar，而发电机只需发无功 287.5 kVar，就达到总输出COSφ=0.88，而机组不满2500kVar。

    当保证总输出cosφ=0.8时：

P=2200kW；Q=2200×0.75=1650 kVar；ΔQ=1650-900=750 kVar。则机组发2200KW时，补偿容量Qc=900Kvar，机组只需发无功ΔQ =750 kVar，就达到总输出cosφ=0.8，而机组仍不满2500KVA，此时机组无功调节仍留有裕度1187.5-750=437.5 Kvar可调。

   ②发有功P=2300kW时：

   设补偿容量Qc=900kVar；cosφ=2300/2500=0.92； sinφ=0.392； P=2300kW；Q=2500×0.392 =979.2 kVar；ΔQ=979.2-900 =79.2 kVar。

则机组发2300kW时，补偿Qc=900kVar，而发电机只需发无功79.2 kVar，就达到总输出cosφ=0.92，而机组不满2500kVA。

当保证总输出cosφ=0.8时：

    P=2300kW；Q=2300×0.75=1725kVar；ΔQ=1725-900=825 kVar。

则机组发2300kW时，补偿容量Qc=900kVar，机组只需发无功ΔQ =825 kVar，就达到总输出cosφ=0.8，而机组仍不满2500kVA，此时机组无功调节仍留有裕度979.2-825=154.2 kVar可调。

    结论：当2000kW机组增发至2200~2300kW时，增加200~300kW，减少弃水，而此时无功补偿容量Qc=900kVar是最为适当的。因为当增加300kW时，机组无功调节裕度已经不多，略可保证总输出cosφ=0.8以下，这是最佳的选择。

（2）水库水情分析及其节能与经济效益。

要了解水库多年水位，库容数据，根据年溢洪量多少，溢洪时间天数等，取得有效数据，作综合分析，注意丰水年与枯水年之差别。

    如一年溢洪达一个月，则估算增发有功为年1000h，1000×300=30万kWh/a，按0.4元/kWh计算，年增收12万元。

    如一年溢洪达二个月：则估算增发有功为年2000h，2000×300=60万kWh/a，按0.4元/kWh计算，年增收24万元。

当然应有合理的运行调度，其原则：高水位时投入无功补偿，尽量提前满发、超发有功电，充分利用水资源，避免弃水太多，增加超发有功电的小时数。当水位不高时，发有功在1200~2000kW之间时，也应投入Qc=900kVar，这样机组的励磁系统出力会减少，可调无功能力增强，励磁系统出力减少，估计年约30~50%，对于励磁机可节能30~50%的励磁机容量；对于可控硅励磁装置可节电量30~50%励磁容量，每年累计也是一种可观的收益。(注：当有功，无功为900kVar时，刚好使cosφ=0.8，所以机组在发1200kW以下有功电时投入补偿装置，会引起机组调节无功在cosφ=0.8以下)。

2、 结 语

可以在6.3kV母线上作高压并联电容器组进行无功补偿，估计成套装置约20万元，成本在两年内可以回收。这种无功补偿方式也可以推广到无调节性能的迳流水电站，利用丰水期多发有功电，经济效益是很明显的。

邮政编码：529200

电    话：（0750）5504459

手    机：13172278929

作者简介：丘质彬，男，33岁，工程师