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(shí)現(xiàn)無功就地平衡。
電壓是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)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(shí)才有最好的
技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。但是在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中,用電負(fù)荷和系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)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(fù)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(bǔ)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(bǔ)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(yùn)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(fù)荷吸收無功功率的減少來彌補(bǔ)無功電源的不足。因此,要維持整個(gè)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(fù)荷對無功功率的需求和補(bǔ)償線路和
變壓器中的無功功率損耗。
一、無功功率就地補(bǔ)償?shù)母拍?/div>
(1)
無功補(bǔ)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(shí),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(bǔ)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(fù)荷就在那里安裝無功補(bǔ)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(jī),變壓器等設(shè)備就不能運(yùn)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(fù)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(bǔ)償原理:在交流電路中,純電阻元件中負(fù)載電流與電壓同相位,純電感負(fù)載中電流之后電壓九十度,純電容負(fù)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(shí),感性負(fù)荷向外釋放的能量由榮幸負(fù)荷儲存起來;當(dāng)感性負(fù)載需要能量時(shí),再由榮幸負(fù)荷向外釋放的能量來提供。能量在兩種負(fù)荷間相互交換,感性負(fù)荷所需要的無功功率就可由容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)了無功功率就地解決,達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹?/div>
二.無功功率的補(bǔ)償?shù)姆绞?/div>
(1)集中補(bǔ)償
集中補(bǔ)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(bǔ)償方式,安裝簡便,運(yùn)行可靠,利用率高,但當(dāng)
電氣設(shè)備不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕負(fù)荷時(shí),又無自動控制裝置時(shí),會造成過補(bǔ)償,使運(yùn)行電壓升高,電壓質(zhì)量變壞。季節(jié)性用電較強(qiáng),空載運(yùn)行較長又無人值守的配電變壓器不宜采用。
(2)分散補(bǔ)償
分散補(bǔ)償是將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所個(gè)分路的出線上,形成抵押電網(wǎng)內(nèi)部的多組分散補(bǔ)償方式,它能與工廠部分負(fù)荷的變動同時(shí)投切,適合負(fù)荷比較分散的補(bǔ)償場合,這種補(bǔ)償方式效果較好,且補(bǔ)償方式靈活,易于控制。
(3)個(gè)別補(bǔ)償
個(gè)別補(bǔ)償是對單臺用電設(shè)備所需無功就近補(bǔ)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(shí)投運(yùn)或斷開,俗稱隨機(jī)補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方法的效果最好,它能實(shí)現(xiàn)就地平衡無功電流,又能避免無負(fù)荷時(shí)的過補(bǔ)償,是農(nóng)網(wǎng)中對異步電動機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)某S梅椒ā?/div>
無功補(bǔ)償設(shè)備的不同
同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動機(jī),它是最早采用的一種無功補(bǔ)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(diǎn)是投資大,運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜。因此,許多國家不再新增同步調(diào)相機(jī)作為無功補(bǔ)償設(shè)備。
調(diào)相機(jī)可以安裝強(qiáng)行勵(lì)磁裝置,當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生
故障時(shí),電壓劇烈降低,調(diào)相機(jī)可以強(qiáng)行勵(lì)磁,保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定,因而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。電容器輸出無功功率與運(yùn)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(shí),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(shí)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(bǔ)償設(shè)備,電容器有以下顯著優(yōu)點(diǎn):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(jī)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(yùn)行維護(hù)簡單,沒有噪音。調(diào)相機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī),運(yùn)行維護(hù)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(bǔ)償設(shè)備,目前國內(nèi)外電力系統(tǒng)中90%的無功補(bǔ)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(bǔ)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(yùn)行電壓過高。為了防止超
高壓線路空載或輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí),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(shí),并聯(lián)電抗器也用來限制由于突然甩負(fù)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(yùn)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(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差也越來越大,線路、變壓器上高峰負(fù)荷與低谷負(fù)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(jī)調(diào)壓或無功補(bǔ)償?shù)姆椒▉頋M足兩種運(yùn)行方式下用戶電壓的要求了,其結(jié)果不是高峰負(fù)荷時(shí)用戶電壓太低,就是低谷負(fù)荷時(shí)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(bǔ)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(jìn)步,加大資金投入,優(yōu)化無功補(bǔ)償配置,實(shí)現(xiàn)無功的動態(tài)平衡是完全可能的。