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无功功率补偿控制与选择

北极星输配电网  来源:论文网    2015/11/2 8:46:20  我要投稿  

北极星输配电网讯:本文就低压无功自动补偿装置的产品开发等问题进行了探讨。介绍无功功率补偿的意义、计算、控制方式选择等,并就经济效益进行了初步讨论。在比对中作者根据多年现场电容器投切开关的工作经验,提出了对于合理选择使用低压并联电容器投切开关的几点建议,以供参考。

1 无功功率补偿控制概述

1.1无功功率的产生和影响

在交流电力系统中,发电机在发有功功率的同时也发无功功率,它是主要的无功功率电源;运行中的输电线路,由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率,称为线路的充电功率,它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。电能的用户(负荷)在需要有功功率(P)的同时还需要无功功率(Q),其大小和负荷的功率因数有关;有功功率和无功功率在电力系统的输电线路和变压器中流动会产生有功功率损耗(ΔP)和无功功率损耗(ΔQ),也会产生电压降落(ΔU)。无功功率在输电线、变压器中的流动会增加有功功率损耗和无功功率损耗以及电压降落;由于变压器、高压架空线路中电抗值远远大于电阻值,所以无功功率的损耗比有功功率的损耗大,并且引起电压降落的主要因素是无功功率的流动。

1.2无功补偿的作用

无功补偿可以收到下列的效益:①提高用户的功率因数,从而提高电工设备的利用率;②减少电力网络的有功损耗;③合理地控制电力系统的无功功率流动,从而提高电力系统的电压水平,改善电能质量,提高了电力系统的抗干扰能力;④在动态的无功补偿装置上,配置适当的调节器,可以改善电力系统的动态性能,提高输电线的输送能力和稳定性;⑤装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形,减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等,还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。

1.3无功补偿装置

除发电机和输电线外的无功电源主要有:①并联电容器组是一种静态的无功补偿装置。用它进行的补偿称为并联电容补偿。②同步调相机;③静止无功补偿器。后两者属于动态的无功补偿装置。

另外,在远方水电站和坑口火电厂等的出线母线上,长距离输电线的两侧线路上,以及长距离输电线的开关站等地方接有并联电抗器,也是一种无功补偿装置。用其进行的补偿称为并联电抗补偿。远方电站出口母线上的并联电抗器主要是吸收发电机所发的无功功率,以使发电机能运行在合理的功率因数下而又避免无功的长距离输送。长距输电级上配置的并联电抗器,主要是吸收线路空载和轻载时的充电功率,使沿线电压分布合理并降低工频稳态和暂态过电压。

鉴于电力生产的特点,用户用电功率因数的高低对发、供、用电设备的充分利用、节约电能和改善电压质量有着重要影响。为了提高用户的功率因数并保持其均衡,以提高供电用双方和社会的经济效益,特制定功率因数的标准值与功率因数调整电费。

2 补偿方式的选择

2.1 个别补偿

即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组,与用电设备同时投入运行和断开,也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。

适合用于低压网络,优点是补偿效果好,缺点是电容器利用率低。

2.2分组补偿

即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上,它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除,也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。

优点是电容器利用率较高且补偿效果也较理想(比较折中)。

2.3集中补偿

即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上,电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。

优点:是电容器利用率高,能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷。

缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷。实际中上述方法可同时使用。对较大容量机组进行就地无功补偿。

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