襄陽源創(chuàng)電氣有限公司王工告訴我們:為了確保電網(wǎng)的電壓質(zhì)量,降低網(wǎng)損,保持電壓穩(wěn)定,這就需要控制其管轄范圍內(nèi)的各級
變電站,使電網(wǎng)的電壓合格,并實現(xiàn)無功就地平衡。
電壓是衡量電能質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。電力系統(tǒng)中各種用電設(shè)備只有在電壓為額定值時才有最好的
技術(shù)和經(jīng)濟指標(biāo)。但是在電力系統(tǒng)的正常運行中,用電負荷和系統(tǒng)運行方式是經(jīng)常變化的,由此引起電壓發(fā)生變化,不可避免地出現(xiàn)電壓偏移。而電力系統(tǒng)的運行電壓水平取決于無功
功率的平衡,系統(tǒng)中各種無功電源的
無功功率輸出應(yīng)能滿足系統(tǒng)負荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對無功功率的需求,否則就會偏離額定值。
電力系統(tǒng)中
無功補償對電力系統(tǒng)的重要性越來越受到重視,合理地投停使用
無功補償設(shè)備,對調(diào)整電網(wǎng)電壓、提高供電質(zhì)量、抑制
諧波干擾、保證電網(wǎng)安全運行都有著十分重要的作用。如果系統(tǒng)無功電源不足,則會使電網(wǎng)處于低電壓水平上的無功功率平衡,即靠電壓降低、負荷吸收無功功率的減少來彌補無功電源的不足。因此,要維持整個系統(tǒng)的電壓水平,就必須有足夠的無功電源來滿足系統(tǒng)負荷對無功功率的需求和補償線路和
變壓器中的無功功率損耗。
一、無功功率就地補償?shù)母拍?/div>
(1)
無功補償裝置的分布,首先要考慮調(diào)壓的要求,滿足電網(wǎng)電壓質(zhì)量指標(biāo)。同時,也要避免無功功率在電網(wǎng)內(nèi)的長距離傳輸,減少電網(wǎng)的電壓損耗和功率損耗。
無功功率補償的原則是做到無功功率分層分區(qū)平衡,就是要做到哪里有無功負荷就在那里安裝無功補償裝置。
(2)無功功率不足的危害:交流電力系統(tǒng)需要電源供給兩部分能量:一部分將用于做功而被消耗掉,這部分稱為“
有功功率”;另一部分能量是用來建立磁場,用于交換能量使用的,對于外部電路它并沒有做功,稱為“無功功率”,無功是相對于有功而言,不能說無功是無用之功,沒有這部分功率,就不能建立磁場,電動機,變壓器等設(shè)備就不能運轉(zhuǎn)。其物理意義是:電路中電感元件與電容元件正常工作所需要的功率交換。無功功率不足,無功電源和無功負荷將處于低電壓的平衡狀態(tài),將給電力系統(tǒng)帶來諸如出力不足,電力系統(tǒng)損耗增加,設(shè)備損壞等一系列的損害,甚至可能引起電壓崩潰事故,造成電網(wǎng)大面積停電。
(3)無功補償原理:在交流電路中,純電阻元件中負載電流與電壓同相位,純電感負載中電流之后電壓九十度,純電容負載中電流超前電壓九十度,也就是說純電容中電流和純電感中的電流相位差為180度,可以互相抵消,即當(dāng)電源向外供電時,感性負荷向外釋放的能量由榮幸負荷儲存起來;當(dāng)感性負載需要能量時,再由榮幸負荷向外釋放的能量來提供。能量在兩種負荷間相互交換,感性負荷所需要的無功功率就可由容性負荷輸出的無功功率中得到補償,實現(xiàn)了無功功率就地解決,達到補償?shù)哪康摹?/div>
二.無功功率的補償?shù)姆绞?/div>
(1)集中補償
集中補償就是把電容器組集中安裝在變電所的二次側(cè)的母線上或配電變壓器低壓母線上,這種補償方式,安裝簡便,運行可靠,利用率高,但當(dāng)
電氣設(shè)備不連續(xù)運轉(zhuǎn)或輕負荷時,又無自動控制裝置時,會造成過補償,使運行電壓升高,電壓質(zhì)量變壞。季節(jié)性用電較強,空載運行較長又無人值守的配電變壓器不宜采用。
(2)分散補償
分散補償是將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所個分路的出線上,形成抵押電網(wǎng)內(nèi)部的多組分散補償方式,它能與工廠部分負荷的變動同時投切,適合負荷比較分散的補償場合,這種補償方式效果較好,且補償方式靈活,易于控制。
(3)個別補償
個別補償是對單臺用電設(shè)備所需無功就近補償?shù)姆椒ǎ央娙萜髦苯咏拥絾闻_用電設(shè)備的同一電氣回路,用同一臺開關(guān)控制,同時投運或斷開,俗稱隨機補償。這種補償方法的效果最好,它能實現(xiàn)就地平衡無功電流,又能避免無負荷時的過補償,是農(nóng)網(wǎng)中對異步電動機進行補償?shù)某S梅椒ā?/div>
無功補償設(shè)備的不同
同步調(diào)相機實質(zhì)上是一種不帶機械負載的同步電動機,它是最早采用的一種無功補償設(shè)備,在并聯(lián)電容器得到大量采用后,它退居次要地位。其主要缺點是投資大,運行維護復(fù)雜。因此,許多國家不再新增同步調(diào)相機作為無功補償設(shè)備。
調(diào)相機可以安裝強行勵磁裝置,當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生
故障時,電壓劇烈降低,調(diào)相機可以強行勵磁,保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定,因而提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。電容器輸出無功功率與運行電壓的平方成正比,電壓降低,輸出的無功將急劇下降,比如,當(dāng)電壓下降10%,變?yōu)?.9Ue時,電容器輸出的無功功率變?yōu)?.81Q,即其輸出的無功功率將下降19%,所以,電容器此時不能起到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的作用。
(2)并聯(lián)電容器
作為無功補償設(shè)備,電容器有以下顯著優(yōu)點:電容器的損耗低,效率高。現(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的0.02%左右。調(diào)相機除了本身的損耗外,其附屬設(shè)備還需用一定的所用電,損耗2%~30%,大大高于電容器;電容器是靜止設(shè)備,運行維護簡單,沒有噪音。調(diào)相機為旋轉(zhuǎn)電機,運行維護很復(fù)雜;并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得最多的一種無功功率補償設(shè)備,目前國內(nèi)外電力系統(tǒng)中90%的無功補償設(shè)備是并聯(lián)電容器。
(3)并聯(lián)電抗器
并聯(lián)電抗器是一種感性無功補償設(shè)備,它可以吸收系統(tǒng)中過剩的無功功率,避免電網(wǎng)運行電壓過高。為了防止超
高壓線路空載或輕負荷運行時,線路的充電功率造成線路電壓升高,一般裝設(shè)并聯(lián)電抗器吸收線路的充電功率,同時,并聯(lián)電抗器也用來限制由于突然甩負荷或接地故障引起的過電壓從而危及系統(tǒng)的絕緣。
在無功電源充裕的系統(tǒng)中,應(yīng)該大力推廣有載調(diào)壓變壓器,這是在各種運行方式下保證電網(wǎng)電壓質(zhì)量的關(guān)鍵手段之一。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,電網(wǎng)負荷的峰谷差也越來越大,線路、變壓器上高峰負荷與低谷負荷產(chǎn)生的電壓損耗的差別,已經(jīng)大到無法僅僅用發(fā)電機調(diào)壓或無功補償?shù)姆椒▉頋M足兩種運行方式下用戶電壓的要求了,其結(jié)果不是高峰負荷時用戶電壓太低,就是低谷負荷時電壓太高。在這種情況下,輸電系統(tǒng)中的一級變壓器或多級變壓器,采用有載調(diào)壓是保證用戶電壓質(zhì)量最有效的辦法。
總之,無功補償對提高
功率因數(shù),改善電壓質(zhì)量,降損節(jié)能、提高供電設(shè)備的出力都有很好的作用。只要依靠科技進步,加大資金投入,優(yōu)化無功補償配置,實現(xiàn)無功的動態(tài)平衡是完全可能的。