淺談電力系統(tǒng)電容器無功補償及其電壓調(diào)整畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-22 15:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 變壓器滿負(fù)荷運行，那么它的無功損耗就是：Q=50MVA17％=8．5Mvar 此時變壓器的無功損耗相當(dāng)大，其低壓側(cè)安裝的并聯(lián)電容器組的容量甚至不夠補償變壓器滿負(fù)荷時的無功損耗。 無功功率不宜遠(yuǎn)距離輸送，當(dāng)輸送功率與傳送距離達(dá)到一定極限時，其傳送功率成為不可能，這是由于超高壓等級的變壓器、線路電抗較大，其無功損耗Q=I2X相應(yīng)也很大，所輸送的無功功率均損耗在變壓器及線路上了。另外，傳送大量的無功功率時，線路電壓損失也相當(dāng)大，同樣會造成無法傳送的結(jié)果2．3各種無功補償設(shè)備及補償方式 2．3．1同步調(diào)相機 同步調(diào)相機實質(zhì)上是一種不帶機械負(fù)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。 2．3．2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?，F(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。 2．3．3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(fù)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(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(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(fù)荷時用戶電壓太低，就是低谷負(fù)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。 電網(wǎng)的無功補償與電壓調(diào)整3．輸配電網(wǎng)的無功補償 3．1．1輸電網(wǎng)的無功補償 電網(wǎng)無功補償?shù)幕驹瓌t是：按電壓分層，按電網(wǎng)分區(qū)，就地平衡，避免無功功率的遠(yuǎn)距離輸送，以免占用線路輸送容量和增加有功損耗。輸電網(wǎng)多數(shù)無直供負(fù)載，一般不為調(diào)壓目的而設(shè)置無功補償裝置。參數(shù)補償多用于較長距離的輸電線路。具體補償方法如下： 3． 1．1．1 電抗器補償 電抗器是超高壓長距離輸電線路的常用補償設(shè)備，用以補償輸電線路對地電容所產(chǎn)生的充電功率，以抑制工頻過電壓。電抗器的容量根據(jù)線路長度和過電壓限制水平選擇，其補償度(電抗器容量與線路充電功率之比)國外統(tǒng)計大多為70－85，個別為65，一般不低于60。電抗器一般常設(shè)置在線路兩湍，且不設(shè)斷路器。 3 ．1．1．2 串連電容補償 串聯(lián)電容用來補償輸電線路的感抗，起到縮短電氣距離提高穩(wěn)定性水平和線路的輸電容量的作用。串聯(lián)電容器組多為串、并聯(lián)組合而成，并聯(lián)支數(shù)由線路輸送容量而定，串聯(lián)個數(shù)則由所需的串聯(lián)電容補償度(串聯(lián)電容的容抗與所補償?shù)木€路感抗之比)而定。串聯(lián)電容補償一般在50以下，不宜過高，以免引起系統(tǒng)的次同步諧振。輸電網(wǎng)中因阻抗不均而造成環(huán)流時，也可用串聯(lián)電容來補償。日本在110kV環(huán)網(wǎng)中就使用了串聯(lián)電容補償。 3．1．1．3中間同步或靜止補償 在遠(yuǎn)距離輸電線路中間裝設(shè)同步調(diào)相機或靜止補償裝置，利用這些裝置的無功調(diào)節(jié)能力，在線路輕載時吸收線路充電功率，限制電壓升高；在線路重載時發(fā)出無功功率，以補償線路的無功損耗，支持電壓水平，從而提高線路的輸送容量。中間同步或靜止補償通常設(shè)在線路中點，若設(shè)在線路首末端，則調(diào)節(jié)作用消失。 輸電網(wǎng)的電壓支撐點與調(diào)壓輸電網(wǎng)與受電地區(qū)的低一級電壓的電網(wǎng)相聯(lián)的樞紐點，常設(shè)置有載調(diào)壓變壓器或有相當(dāng)調(diào)節(jié)與控制能力的無功補償裝置，或者二者都有，以實現(xiàn)中樞點調(diào)壓，使電網(wǎng)的運行不受或少受因潮流變化或其他原因形成的電壓波動的影響，在電網(wǎng)發(fā)生事故時起支撐電壓的作用，防止因電網(wǎng)電壓劇烈波動而擴大事故。 電壓支撐能力的強弱，除與補償方法和補償容量大小有關(guān)外，更與補償裝置的調(diào)節(jié)控制能力和響應(yīng)速度有關(guān)。并聯(lián)電容器雖是常用而價廉的補償設(shè)備，但其無功出力在電壓下降時將按電壓的平方值下降，不利于支撐電壓。大量裝設(shè)并聯(lián)補償電容器反而有事故發(fā)生助長電網(wǎng)電壓崩潰的可能性。采用同步調(diào)相機和靜止無功補償裝置輔以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)控制，是比較理想的支撐電壓的無功補償設(shè)備。近年來，國內(nèi)外均注重靜止補償裝置的應(yīng)用。 3．1．2配電網(wǎng)的無功補償 配電網(wǎng)的無功補償主要以相位補償和保證用戶用電電壓質(zhì)量為主。具體方法為相位補償。 相位補償(亦稱功率因數(shù)補償)用電電器多為電磁結(jié)構(gòu)，需要大量的勵磁功率，致使用戶的功率因數(shù)均為滯相且較低，一般約為0．7左右。勵磁功率——滯相的無功功率在配電網(wǎng)中流動，不僅占用配電網(wǎng)容量，造成不必要的損耗，而且導(dǎo)致用戶電壓降低。相位補償是以進相的無功補償設(shè)備(如并聯(lián)電容器)就近供給用戶或配電網(wǎng)所需要的滯相無
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