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無功功率補償在電力系統中所承擔的作用

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無功功率補償在電力系統中所承擔的作用

發布日期:2017-07-13 作者: 點擊:

      無功功率補償在電力系統中所承擔的作用是提高電網的功率因數,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統中占有著非常重要的位置。合理的選擇無功補償裝置,不但可以Z大限度的減少電網的損耗,而且可以電提高網質量;反之,若選擇或使用不當,便可能造成供電系統的電壓波動、諧波增大等諸多不利因素。


  線損是電流在輸變電設備和線路中流動產生的,因而它由線路損耗和變壓器損耗兩部分組成。按損耗的變化情況可劃分為可變損耗和固定損耗。前者指當電流通過導體和變壓器所產生的損耗,包括變壓器的銅損和電力線路上的銅損,它與負荷率、電網電壓等因素有關,約占電網總損耗的80%—85%。后者指只要接通電源電力網就存在的損耗,包括變壓器的鐵損,電纜線路、電容器及其他電器上的介質損耗及各種計量儀表、互感器線圈上的鐵損,它與電網運行電壓和頻率有關,占總損耗15%~20%。我國與發達國家相比,線損較大。發達國家的線損約為2%—3%,而我國在2006年的線損統計為7.l%,所以線損的解決顯得越來越重要。


  1、無功功率


  1.1無功功率的定義


  電網中電力設備大多是根據電磁感應原理工作的,他們在能量轉換過程中建立交變的磁場,在一個周期內吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過純電感或純電容電路時并沒有能量消耗,僅在負荷與電源之間往復交換,在三相之間流動,由于這種交換功率不對外做功,因此稱為無功功率。


  1.2無功功率的作用


  無功功率決不是無用功率,它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉磁場,使轉子轉動,從而帶動機械運動,電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率,才能使變壓器的一次線圈產生磁場,在二次線圈感應出電壓。因此,沒有無功功率,電動機就不會轉動,變壓器也不能變壓,交流接觸器不會吸合。在正常情況下,用電設備不但要從電源取得有功功率,同時還需要從電源取得無功功率。


  1.3無功分類


  感性無功:電流矢量滯后于電壓矢量90°,如電動機、變壓器、晶閘管變流設備等;容性無功:電流矢量超前于電壓矢量90°,如電容器、電纜輸配電線路等;基波無功:與電源頻率相等的無功(50HZ);諧波無功:與電源頻率不相等的無功。


  2、無功補償


  在電力系統中,不但有功功率需要平衡,無功功率也需要平衡。


  2.1無功補償的作用


  無功補償的主要作用就是提高功率因數以減少設備容量和功率損耗、穩定電壓和提高供電質量,在長距離輸電中提高輸電穩定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。安裝并聯電容器進行無功補償,可限制無功功率在電網中的傳輸,相應減少了線路的電壓損耗,提高了配電網的電壓質量。


 ?。?)提高變壓器的利用率,減少投資;功率因數由cosΦ1提高到cosΦ2提高變壓器利用率為:


 ?。?)減少用戶電費支出;可避免因功率因數低于規定值而受罰??蓽p少用戶內部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗,電費可相應降低。


 ?。?)提高電力網傳輸能力;有功功率與視在功率的關系式為:


  P=ScosΦ


  2.2功率因數


  實際供用電系統中的電力負荷并不是純感性或純容性的,是既有電感或電容、又有電阻的負載。這種負載的電壓和電流的相量之間存在著一定的相位差,相位角的余弦cosΦ稱為功率因數,又稱力率。它是有功功率與視在功率之比。


  2.3無功補償的基本原理是


  把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路,能量在兩種負荷之間相互交換。這樣,感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。


  2.4無功補償的常用裝置


 ?。?)同步調相機;早期的無功功率補償裝置主要為同步調相機,多為高壓側集中補償。同步調相機目前在現場仍有少量使用。


 ?。?)靜止補償裝置;靜止補償器的基本作用是連續而迅速地控制無功功率,即以快速的響應,通過發出或吸收無功功率來控制它所連接的輸電系統的節點電壓。靜止補償器由于其價格較低、維護簡單、工作可靠,在國內仍是主流補償裝置。


  2.5無功補償的主要方式


  配電網無功補償的主要方式有五種:變電站補償、配電線路補償、隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。


  變電站補償:針對電網的無功平衡,在變電站進行集中補償,補償裝置包括并聯電容器、同步調相機、靜止補償器等,主要目的是平衡電網的無功功率,改善電網的功率因數,提高系統終端變電所的母線電壓,補償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。


  配電線路補償:線路無功補償即通過在線路桿塔上安裝電容器實現無功補償。線路補償點不宜過多;控制方式應從簡,一般不采用分組投切控制;補償容量也不宜過大,避免出現過補償現象;保護也要從簡,可采用熔斷器和避雷器作為過流和過壓保護。


相關標簽:無功補償柜

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