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【应用】在输电系统电压、无功功率控制中的调压无功补偿装置

北极星输配电网  来源:中国节能在线    2016/7/1 8:53:24  我要投稿  
所属频道: 电能质量  关键词:无功补偿 电气设备 电气知识

北极星输配电网讯:电力系统的电压变动大,不仅将影响到用户的各种电气设备的正常使用或寿命等,还将影响到装设于电电力系统的各种电气设备的绝缘设计,使系统的稳定运行、高效率运行造成障碍。为了发挥联接于电电力系统中的所有电气设备、电力设备的正常功能,必须进行电压、无功功率控制。在进行电压调节时,通常应控制无功功率,本文主要介绍了几种无功功率的调整方法,并分析了对比了几种方法的特点、缺陷,以及无功自动补偿装置在电力系统应用产生的效益。

电力系统的电压随着负荷、发电能力的变化而不断变化。如电压的变动大,不仅将影响到用户的各种电气设备的正常使用或寿命等,还将影响到装设于电电力系统的各种电气设备的绝缘设计,使系统的稳定运行、高效率运行造成障碍。所以为了发挥联接于电电力系统中的所有电气设备、电力设备的正常功能,求得系统的稳定、高效率运行,必须进行电压、无功功率控制。

一、传统的无功补偿装置

1、为了保证系统母线电压恒定,要改变无功补偿的容量,只要通过投入一组或几组电容器组,即改变接入系统的电容值。国内目前的变电站无功补偿设备通常采用手动方式投切电容器,一般是一段母线投一组电容器,而且,电容器的容量都较大,当电容器的补偿容量大于变电站的无功缺额时,投入电容器就会出现过补,而不投又会欠补。

传统补偿设备存在主要问题:

(l)单组补偿容量大,无功补偿不细。

(2)经常出现过补与欠补,经常处于设备闲置状态,设备利用率低,无功补偿效果不理想,浪费投资。

(3)在投切电容器组时,存在较大的涌流及操作过电压,容易造成开关和电容器的损坏。

2、分组自动投切无功补偿装置

后来人们为了满足多级补偿的要求,分组自动投切无功补偿装置,通常的做法是把一个较大容量电容器组拆分为多个小容量的电容器组,投切开关选用真空接触器,一般接触器的电气寿命可达10万次,可满足频繁操作的需要。

存在缺点:

(l)拆分的组数越多,需要的真空接触器、电抗器、放电线圈越多,造价高、占地面积大,所以,一般在设计时,最多拆分成四组,而且电抗器多为干式铁心电抗器,只能户内布置。

(2)这种补偿方式,只是在一定程度上细化了补偿容量,还是通过开关的动作来改变接入系统的电容值,不能较好解决无功精细补偿问题。

上述两种无功补偿装置,不管是靠断路器投切大电容器组,还是靠接触器分组投切小电容器组,都是通过开关的分合来改变接入系统的电容值,必然存在投切涌流大和操作过电压等问题,装置可靠性低,特别是开关和电容器等部件故障率高。还存在无功过补与无功欠补问题。

二、调压式无功变电站无功自动补偿装置

根据电工学原理,电容器组的输出无功功率与电容器组的电容值成正比,与电容器组的端电压的平方成正比,即Q=wCU2。调压式无功变电站无功自动补偿装置就是根据电容器组的输出无功与电容器组的端电压的平方成正比研制而成。

1、该装置具有如下特点:

(1)无功补偿级数多,补偿精细,电容器组利用率高。假设变电站每段母线各安装一套该装置,在变电站分列运行时,可分多级进行补偿。这对于传统的无功补偿装置几乎是不可能实现的。

(2)采用自耦式有载调压器,无功功率补偿调节过程电容器组不断电,调压器每档之间只有几百伏,调节过程无过电压和涌流问题。

(3)电容器长期工作在额定电压之下,流过电容器的电流也小于额定电流,且无涌流和过电压冲击,使电容器寿命长,成套装置可靠性高。

(4)如果变电站供电负荷的谐波电流很小,还可以去掉电抗器,调压器自身的漏抗可以抑制成套装置在断路器投入时的合闸涌流。

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