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無功補償技術在電氣自動化中的應用

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無功補償技術在電氣自動化中的應用

發布日期:2017-07-13 作者: 點擊:

無功補償技術在電氣自動化中的應用


       隨著電氣自動化的快速發展,電力牽引、負荷變化以及其他非線性因素逐漸增強,增加了電力系統中的諧波以及負率。應用無功補償技術,可以降低損耗,提高利用率。本文分析了無功補償技術的特點以及在電氣自動化中的應用,并且提出了需要注意的問題。


  1 無功補償技術


  1.1 無功補償技術的特點


  無功功率補償,指的是在用戶變電所、用電設備處安裝電容器、調相機等無功功率電源,滿足負荷端電壓水平以及電力系統運行需求。無功功率補償也稱為無功支持服務或者無功電壓控制服務,由無功補償設備向電網注入或者吸收無功功率,改變電力系統中無功功率的流動,提高電力系統的電壓水平,使得系統正常運行時節點電壓波動水平保持在正常允許范圍之內,減小電能損耗,降低配電成本,確保電網能夠安全穩定地運行。如果電力系統出現故障,能夠提供足夠的無功支持,避免電力系統發生電壓崩潰。


  1.2 電力負荷的功率因數


  功率因數指的是在沒有采取任何無功補償措施之前,電網中通過線路、變壓器的功率供給有功功率所占的比例。如果功率因數越大,就可以通過電力設備的視在功率大部分供給有功功率,從而減少無功功率的傳輸,降低有功功率損耗。提高功率因數,能夠減少用電設備的無功功率需要量,充分發揮供電設備,改善電力電壓的質量。


  2 無功補償技術在電氣自動化中的應用


  2.1 無功補償技術的主要應用方案


  2.1.1 真空斷路器投切電容器


  真空斷路器投切電容器這種補償方式比較簡單,而且投資小,一般不需要安裝專門的放電設備,由電容器組通過電壓互感器的繞組電阻放電。電容器組中的熔斷器FU可以進行短路保護,能夠避免電容器高壓擊穿。當合閘的時候,電容器上會產生非常高的過電壓,會損壞設備,因此,為了降低電容器組在合閘的時候產生比較高的沖擊涌流,為了避免電容器組與線路電感發生串聯諧振,可以串聯適當的電抗器。


  2.1.2 固定晶閘管和濾波器,調節電抗器


  按照諧波要求設計,固定濾波器,反并聯晶閘管與電抗器串聯,通過改變晶閘管觸發角,能夠對流過電抗器的感性電流進行控制和調節,使感性電流與并聯濾波器中多余的容性無功補償電流相互抵消,從而達到電流平衡,滿足功率因數要求。固定濾波器可以長期投入使用,需要的晶閘管數量比較少,響應速度非???,調節性能好。


  2.1.3 固定濾波器,調節飽和電抗器


  固定濾波器,調節飽和電抗器的磁飽和程度,可以改變流入回路的感性電流。感性電流與并聯濾波器中的多余容性無功功率相互抵消,Z終達到電流的平衡。固定濾波器的并聯濾波支路可以長期投入使用,但是在使用過程中會產生諧波,會對設備造成一定的損耗,還會造成很大的噪聲。


  2.1.4 固定濾波器、電容器和電抗器調壓


  通過連接濾波器和電抗器電壓,調節降壓變壓器的低壓側母線電壓,可以達到無功出力的目的。從電氣壽命理論上來說,調節的過程中,利用晶閘管通斷和分接開關的無載調節是不受限制的,然而在實際的應用中,通過加裝來提供穩定的無功功率,可以達到濾波的目的。


  2.1.5 使用有源濾波器


  有源濾波器通過電力電子裝置產生電流,與和負序電流相位以及負荷中的諧波電流相互抵消,從而滿足電源對總諧波和無功電流的要求。這種補償方式比較靈活,調節速度比較快,而且不會和系統發生諧振現象,充分利用了有源補償的靈活性和可控性。


  2.2 變電站的無功補償技術


  變電站指的是利用不同電壓等級的配電線路為用戶提供電能的供電中心。變電站遵守“分級補償,就地平衡”的原則,使電力用戶和配電線路之間達到無功功率平衡。容性無功補償裝置的核心是補償主變壓器無功損耗,并兼顧負荷側的無功補償。由于主變壓器容量不同,所以容性無功補償裝置的容量也是不同的。無償裝置可以根據主變壓器容量的10%~30%來進行配置,如果滿足35~110kV主變壓器Z大負荷的時候,無償裝置的高壓側功率因數不低于0.95。如果主變壓器單臺容量高于40MVA的時候,那么應該為主變壓器配置多于2組的容性無功補償裝置。


  2.3 配電線路的無功補償技術


  配電線路的無功補償的核心是分支線路的無功功率平衡,補償分支線路的無功消耗,可以Z大程度減少配電線路向主干線索取無功,降低無功損耗:根據實際應用需要確定小分支和個別的配電變壓器的補償點以及補償容量對;確定補償點的時候盡量選擇負荷較大的分支線;分組補償容量的確定可以通過分支線路所帶配電變壓器的空載無功損耗;對于配電變壓器的負載無功損耗以用戶自主補償為主,如果用戶補償容量不足或者沒有進行補償,那么應該向主干線索取無功。


相關標簽:無功補償柜

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