低压智能无功补偿器的研究与设计
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智能无功补偿装置在低压配电工程中的运用探究冯云龙摘要:随着社会经济的快速发展,人们对电网运行的安全性和稳定性提出了更高的要求。
实际的电网运行中感性负荷会消耗大量的无功功率,降低功率因素,增加线路损耗。
因此,需要对其进行无功补偿。
相比于高、中压电网的无功补偿,低压配电工程的无功补偿的发展还比较缓慢。
本文从各个方面对低压配电工程的无功补偿进行了分析研究。
关键词:低压配电工程;电能损耗;无功补偿;配电网一、低压配电工程中无功补偿的作用无功补偿在高、中压配电网中的应用非常广泛,而低压配电网的无功补偿还比较少,导致低压配电网线损大、电压质量低、经济效益差。
因此,对低压配电网进行无功补偿是非常重要的,可以提高供电电压的合格率。
供电电压的质量是用户最关心的,配电网络由于无功负荷的输送导致末端电压低,因此,要稳定电压就需要减少线路输送的无功功率。
无功补偿可以稳定电压,并且减少耗能。
无功补偿的优化可以减少电能的使用,电能成本是企业非常重视的,减少电能的使用可以降低生产成本同时响应了国家节能减排的号召。
二、配电网智能无功补偿装置研究现状1.补偿方式主要在变电站的低压侧进行补偿,相比较之下,其他的补偿方式就较旧,且数量较少,并且于无功缺额还较大。
2.不能够合理地与无功补偿装置相配合,并且在根本上没有有效地解决末端电压线路亏损的问题。
3.偏低的自动化程度是无功补偿装置的缺陷在于随机补偿,并且绝大多数的补偿都是通过固定回路来实现,监控不能得到实现,电力的负荷随时间季节性生产任务出现波动,常会出现无功补偿与电力负荷不匹配的情况,无功功率自动化程度偏低,智能属性偏低,动态固定补偿的状态不平衡。
配电网的智能无功补偿方面,具有较为广阔的研究前景。
三、无功补偿理论及技术评价无功功率(reactivepower)主要是指电场中,用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率,凡是有导线的电气设备,要建立磁场都需要消耗无功功率。
通常情况下,用电设备需要从电源侧获取无功功率。
低压动态无功功率补偿装置方案设计与实现方法1 无功功率补偿原理与实现方法为提高供电设备效率,减少供电线路电能损失,国内外自上世纪50 年代初就开始进行无功功率补偿装置的研究工作,其方法主要有两种:一种是在电网上并联电容器,通过提高电网的功率因数达到减少线路电压损耗,提高供电设备利用率的目的;另外一种是在电网上并入同步电动机,通过改变同步电动机励磁电流的方法来改变电路负载特性。
其中前一种方法适用于居民、商业及小型工厂的低压供电系统,而后一种方法适用于大型工厂中的无功功率补偿。
在实际应用中,由于电路特性是随时变化的,为了达到较好的补偿效果,就必须动态跟踪电路特性的变化,实时监测电路中U 与I 的相位差角,根据角的大小决定并联电容器的值。
基本的功率因数cosφ补偿电路如图1 所示。
电路中的K1~Kn在自动动态补偿装置中可采用双向可控硅,在电路工作时,一般保证cosφ< 0.95,避免电路出现谐振现象,损坏电网供电设备和用电器。
具体的方法是通过对电压U和电流I的相位检测来判断是否并入补偿电容器,并入几个,这些都是通过控制装置自动完成的,这就是动态无功功率补偿装置的工作原理。
2 现有补偿装置存在的问题及解决方法上面所述的方法只局限于某一段电路,并没有从整个电力网的角度来分析。
为了弥补这一缺陷,就有必要对整个供电系统中的各段电路功率因数补偿装置进行集中调控,使整个系统处于协调工作状态。
由于现有的动态功率因数补偿装置还没有实现整网连调,所以,有必要增加动态功率因数补偿装置的数据通讯功能,将其工作状态及相关的电流、电压、功率因数、工作温度、环境状态等参数发送到总调室,总调室中的主控微机则根据前端工作状态实时调整控制参数达到整网均衡运行的目的。
另外,在分析补偿过程中所提到的电容器,是按理想电容器来分析计算的,实际的电容器可等效为电阻R与电容器C并联电路,如图2所示,电路的矢量图如图3所示。
由矢量图可列(式1)式中:tgδ———为介质损耗系数;δ———为介质损耗角由式可见:电阻R 减小,电容器介质损耗增加,电容器发热,电解液易枯竭使电容量减小,补偿不足。