随着人们对配网建设的重视和技术的发展,配电无功补偿技术问题得到了较好的解决。本文从降低网损和提高的角度出发,探讨了无功补偿的作用及几种补偿方式,重点分析了配电无功补偿方法、配置技术和经济效益,对配电网无功补偿工作有积极的促进作用。
随着国民经济的高速发展和生活水平的提高,人们对电力的需求日益增长,同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于负荷的不断增加,以及电源的大幅增加,不但改变了电力系统的网络结构,也改变了系统的电源分布,造成系统的无功分布不尽合理,甚至可能造成局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。随着系统结构日趋复杂,当系统受到较大干扰时,就可能在电压稳定薄弱环节导致电压崩溃。因此,无功补偿已经成为供电企业和电力客户共同关心的课题。
一、无功补偿及其特点
无功补偿是指为满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求必须在电力网和负荷端设置的无功电源如电容器、调相机等。
2无功补偿的特点
企业中的异步电动机、变压器等电感性负荷是取用无功功率多的设备。取向电网的无功功率量,异步电动机占60%左右;变压器占20%左右;整流设备、电抗器及架空供电线路等占20%左右。因此,可以得出结论,企业的无功功率主要消耗在异步电动机、变压器和架空供电线路中。为了补偿企业供用电设备所需的无功功率,采用静态或动态无功补偿方式,提高企业的用电功率因数,使企业的供用设备经济合理运行。
二、电力无功补偿技术
功率因数是指电力网中通过线路、变压器的视在功率供给有功功率所占百分数。在电力网的运行中,希望功率因数越大越好,如能做到这一点,则通过电力设备的视在功率将大部分用来供给有功功率,以减少无功功率的传输,减少有功功率损耗。适当提高用户的功率因数,可以充分发挥供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量。
影响功率因数的主要因素:首先我们知道功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中,除消耗有功功率外,还需要无功功率。当有功功率P一定时,如减少无功功率Q,则功率因数便能够提高。在较端情况下,当Q为零时,则其功率因数为1。因此,提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。
2并联电容器补偿无功功率的作用及方法
电力电容器作为补偿装置有两种方法:串联补偿和并联补偿。串联补偿是把电容器直接串联到高压输电线路上,以改善输电线路参数,降低电压损失,提高其输送能力,降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称作串联电容器,应用于高压远距离输电线路上,用电单位很少采用。并联补偿是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上,以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器,用电企业都是采用这种补偿方法。按电容器安装的位置不同,通常有三种方式。
1.集中补偿电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6~10kV母线上,用来提高整个变电所的功率因数,使该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。可减少高压线路的无功损耗,而且能够提高本变电所的供电电压质量。
2.分组补偿将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端变配电所高压或低压母线上,也称为分散补偿。这种方式具有与集中补偿相同的优点,仅无功补偿容量和范围相对小些。但是分组补偿的效果比较明显,采用得也较普遍。
产品特点
1、装置柜体采用框架拼装式结构,表面喷塑或钝化处理,外观整洁美观、耐老化、抗腐蚀、高寿命。
2、结构设计紧凑合理,模块化设计,布线整齐大方,维护方便。
3、装置柜体可立安装或与其它柜体拼柜安装。
4、多种补偿形式:三相共补、三相分补、共补+分补三种形式。根据电网的实际情况,兼顾补偿效果和成本,合理选用补偿形式。充分解决补偿无功和三相不平衡之间以及三相分补和成本之间的矛盾。
5、使用串联电抗器保护电容器,可根据用户现场具体电网背景定制方案。
6、控制器具有多回路循环或编码投切运行方式,能有效地避免分组投切时个别电容投切过于频繁的问题,实现优控制。
7、具有数据采集功能和标准的通信接口,可实现远程实时监测和计算机联网管理。
8、采用无触点开关进行投切电容,过零投入,既没有投切涌流又有良好的散热机制,更不会产生谐波注入,可靠性高。
9、具备电力参数监测、采集和统计功能。
「进行无功补偿的原因】在电力系统中,如变压器、电动机等许多工作时需要励磁的设备都需要从电力系统中吸收感性无功功率来励磁工作的,还有输电线路具有分布电容,在电压下将产生容性无功功率,也就是说线路要吸收感性无功。在电力系统中,发电机是的有功电源,也是为基本的无功电源。如果我们只依靠发电机来提供无功功率的话,电力系统中之间由于无功功率不断地来回地交换会引起发电、输电及供配电设备上的电压损耗及功率损失,况且发电机发出的所有功率等于有功功率与无功功率的矢量和,提供的无功功率多时,提供的有功功率就少了,这种运行方式也是很不经济的。假如系统会用这种方式运行,由于各种变压器、电动机等感性无功负荷离发电机太远,无功功率不断地在这些点之间来回地进行流动,会导致线损此时还会增加发电机、变压器及其他电器设备和导线的容量,还会使用户选择控制、测量的规格加大。何况上述运行方式下,提供的无功功率是很有限的,对于整个电力系统来说,对无功功率的需求是很大的。当无功功率不足时,会使线路及变压器的压降,如果是冲击性无功功率负载,会产生电压剧烈波动,使供电质量严重降低。比如电弧炉、轧钢机等设备会频繁的无功功率冲击,会使电网电压剧烈波动,甚至是同一电网上的用户无常工作。当电压降落时,会对许多设备的使用产生不良影响。比如降落过多,电动机可能停止运转,或不能启动。电压降低,电动机电流将显著,绕组温度升高,严重情况下会使电动机烧毁。
「无功功率】是交换功率的幅值,反映了内部与外部交换能量的能力大小,即电源与电感与电容之间能量交换的值。
1、电力网在运行时,电源供给的无功功率是用来在电气设备中建立和维持磁场,进行能量的交换的,它为能量的输送、转换创造了必须的条件。没有它,变压器就不能变压和输送电能,没有它,电动机的旋转磁场就建立不起来,电动机就旋转。
2、由于无功电力不直接做实际消耗之功,他仅完成电磁能量的相互转换,反映出交流电流电路中的电感、电容和电源之间进行能量交换的规模,因而也就不消耗燃料或水能。
3、无功功率和有功功率是密切相关的,输送有功电力时需要消耗无功功率,输送无功功率时需要消耗有功功率,无功功率和有功功率都是通过电流传输的,导体中的电流成分既包括无功成分,也包括有功成分。这个电流通过导体的电阻和电抗时,就会造成无功损耗和有功
损耗,还会造成电压降落,直接影响电力网的经济安全运行。
4、电力系统中的无功损耗包括变压器的无功损耗:励磁损耗和绕组中的损耗,以及电力线路的无功损耗:并联电纳和串联电抗。
谐波
谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了基波频率的电量,其余大于基波频率的电流产生的电量,称为谐波。
谐波次数是谐波频率与基波频率(n=fn/f1)的比值。
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