在電力系統(tǒng)中，由于無功功率不足，會(huì)使系統(tǒng)電壓及功率因數(shù)降低，從而損壞用電設(shè)備，嚴(yán) 重時(shí)會(huì)造成電壓崩潰，使系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。另外，功率因數(shù)和電壓的降低，還會(huì) 使電氣設(shè)備得不到充分利用，造成電能損耗增加，效率降低，限制了線路的送電能力，影響 電網(wǎng)的安全運(yùn)行及用戶的正常用電。

 

    在電力系統(tǒng)中除發(fā)電機(jī)是無功功率的電源外，線路的電容也產(chǎn)生部分無功功率，在上述兩種 無功電源不能滿足電網(wǎng)無功功率的要求時(shí)，需要加裝無功補(bǔ)償設(shè)備。

 

    無功補(bǔ)償應(yīng)按分層、分區(qū)和就地平衡的原則考慮，并能隨負(fù)荷和電壓進(jìn)行調(diào)整，保證系統(tǒng)各 樞紐變電站電壓的正常和事故后均能滿足規(guī)定的要求，避免經(jīng)長(zhǎng)線路或多級(jí)變壓器傳送無功 功率。

 

    1 無功補(bǔ)償設(shè)備的類型

 

    1.1 無源補(bǔ)償設(shè)備裝置

 

    有并聯(lián)電抗器、并聯(lián)電容器和串聯(lián)電容器。這些裝置可以是固定連接式的或開閉式的，無源 補(bǔ)償設(shè)備僅用于特性阻抗補(bǔ)償和線路的阻抗補(bǔ)償，如并聯(lián)電抗器用于輸電線路分布電容的補(bǔ) 償以防空載長(zhǎng)線路末端電壓升高，并聯(lián)電容器用來產(chǎn)生無功以減小線路無功輸送，減小電壓 損壞;串聯(lián)電容器可用于長(zhǎng)線路補(bǔ)償(減小阻抗)等。

 

    1.2 有源補(bǔ)償裝置

 

    通常為并聯(lián)連接式的，用于維持末端電壓恒定，能對(duì)連接處的微小電壓偏移做出反應(yīng)，準(zhǔn)確 地發(fā)出或吸收無功功率的修正量。如用飽和電抗器作為內(nèi)在固有控制，用同步補(bǔ)償器和可控 硅控制的補(bǔ)償器作為外部控制的方式。

 

    2 無功補(bǔ)償設(shè)備的作用

 

    2.1 改善功率因數(shù)

 

    要盡量避免發(fā)電機(jī)降低功率因數(shù)運(yùn)行，同時(shí)也防止向遠(yuǎn)方負(fù)載輸送無功引起電壓和功率損耗 ，應(yīng)在用戶處實(shí)行低功率因數(shù)限制，即采取就地?zé)o功補(bǔ)償措施。

 

    2.2 改善電壓調(diào)節(jié)

 

    負(fù)載對(duì)無功需求的變化，會(huì)引起供電點(diǎn)電壓的變化，對(duì)這種變化若從電源端(發(fā)電廠)進(jìn)行調(diào) 節(jié)，會(huì)引起一些問題，而補(bǔ)償設(shè)備就起著維持供電電壓在規(guī)定范圍內(nèi)的重要作用。

 

    2.3 調(diào)節(jié)負(fù)載的平衡性

 

    當(dāng)正常運(yùn)行中出現(xiàn)三相不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)負(fù)序、零序分量，將產(chǎn)生附加損耗，使整流器 波紋系數(shù)增加，引起變壓器飽和等，經(jīng)補(bǔ)償設(shè)備就可使不平衡負(fù)載變成平衡負(fù)載。

 

    3 電力系統(tǒng)中消耗無功功率的設(shè)備

 

    電力系統(tǒng)中消耗無功功率的設(shè)備主要有用電設(shè)備、電力線路和變壓器。

 

    用電設(shè)備：由于大多數(shù)用電設(shè)備的功率因數(shù)均小于1，因此在設(shè)備運(yùn)行中要消耗無功功率。

 

    電力線路：電力線路上的無功功率損耗包括線路電抗中的無功功率損耗和并聯(lián)電鈉中的無功 功率。

 

    變壓器：變壓器的無功功率損耗由兩部分組成，勵(lì)磁支路的無功功率損耗和繞組漏抗中的無 功功率損耗。勵(lì)磁支路的無功功率損耗與變壓器所施加的電壓有關(guān)，繞組漏抗中的無功功率 損耗與變壓器的通過功率成比例。

 

    在超高壓電網(wǎng)中，由于電壓等級(jí)高，輸電線路長(zhǎng)，其分布電容對(duì)無功功率平衡有較大的影 響。當(dāng)傳送功率較大時(shí)，線路電抗中消耗的無功功率將大于電納中產(chǎn)生的無功功率，線路為 無功負(fù)載;當(dāng)傳送功率較小時(shí)，電納中產(chǎn)生的無功功率大于線路電抗中的損耗，線路為無功 電源。但在實(shí)際運(yùn)行中，按線路最小運(yùn)行方式配置的補(bǔ)償度約為70%的并聯(lián)電抗器長(zhǎng)期是投 運(yùn)的，這對(duì)線路傳輸功率較大時(shí)的無功功率平衡是不利的。另一方面，無功功率的產(chǎn)生基本 上沒有損耗，故無功功率不宜長(zhǎng)距離輸送。所以一般在超高壓樞紐變電站主變壓器低壓側(cè)安 裝無功補(bǔ)償裝置，來滿足無功功率的就地平衡，使其平衡在系統(tǒng)額定電壓運(yùn)行水平。變電站 的無功補(bǔ)償：并聯(lián)電容器補(bǔ)償，串聯(lián)電容器補(bǔ)償，靜止補(bǔ)償器;超高壓變電站常采用斷路器 投切無功補(bǔ)償裝置和無功靜止補(bǔ)償裝置。當(dāng)電壓滯后電流時(shí)，則為滯相，此時(shí)輸出為容性; 當(dāng)電壓超前電流時(shí)，則為進(jìn)相運(yùn)行，此時(shí)輸出為感性;靜補(bǔ)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)吸收無功，滯相運(yùn)行 發(fā)出無功。

 

    無功率自動(dòng)補(bǔ)償器適用于低壓配電系統(tǒng)電容器[CM(22]補(bǔ)償裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使功率因數(shù)達(dá)到用戶預(yù) 定狀態(tài)，提高電力變壓器的利用率，減少線損，改善供電的電壓質(zhì)量，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益 與社會(huì)效益。其功能特點(diǎn)有：以無功功率計(jì)算投切;電容量、補(bǔ)償精度高;功率因數(shù)測(cè)量高 ;自動(dòng)識(shí)相功能;自動(dòng)與人工兩種工作模式;控制參數(shù)全數(shù)字可調(diào)直觀使用方便;人機(jī)界面 友好操作方便;自動(dòng)手動(dòng)兩種運(yùn)行方式;具有掉電保護(hù)功能數(shù)據(jù)不丟失;具有過電壓和欠電 壓保護(hù)功能;電流信號(hào)輸入阻抗低<0.01Ω。

 

    變電站并聯(lián)電容器的接線一般可分為△型和Y型(包括雙△或雙Y)。△型接線的優(yōu)點(diǎn)是不受 三相電容器容抗不平衡的影響，可補(bǔ)償不平衡負(fù)荷，可形成3n次諧波通道，對(duì)消除3n次諧波 有利;缺點(diǎn)是當(dāng)電容器等發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流大，可選用的繼電保護(hù)方式少。故一般 選用可補(bǔ)償不平衡負(fù)荷時(shí)的3n次交流濾波和用于6kV及以上并聯(lián)電容器組。特別注意是：Y接 線的中性點(diǎn)不能接地，以免單相接地時(shí)對(duì)通信線路構(gòu)成干擾。

 

    變電站起著接收和分配電能的作用，做好變電站的無功補(bǔ)償和諧波抑制工作，不僅能改變供 電電壓的質(zhì)量，而且能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在科技發(fā)展迅猛的當(dāng)今社會(huì)，無功補(bǔ)償裝置和諧 波抑制，采用的設(shè)計(jì)方法和設(shè)備越來越先進(jìn)，并且應(yīng)用到變電站和電網(wǎng)的方方面面，社會(huì)要 發(fā)展，電力須先行;電力的發(fā)展，必須有無功補(bǔ)償和諧波抑制工作的保證，才能使電網(wǎng)安全 運(yùn)行并保證用戶的正常用電。

 

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