电力系统无功补偿的意义
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无功补偿对电力系统电压暂降的影响与调节电力系统是现代社会中不可或缺的重要基础设施之一,而电压暂降是电力系统中常见的问题之一。
无功补偿作为一种调节电力系统的有效手段,对电压暂降具有重要影响。
本文将探讨无功补偿对电力系统电压暂降的影响以及该如何进行调节。
1. 电压暂降的原因在电力系统运行过程中,电压暂降是由多种因素造成的。
其中,最常见的原因是电源故障、线路过载、电力设备故障以及短路等。
这些原因导致电力系统的电压瞬时下降,给电气设备的正常运行带来影响。
2. 无功补偿对电压暂降的影响无功补偿作为电力系统的调节手段,能够有效地影响电压暂降。
它通过调节功率因数和电流相位来改善电力系统的稳定性和可靠性。
2.1 改善电力系统的功率因数无功补偿可以通过增加或减少无功功率来改变电力系统的功率因数。
当电力系统的功率因数过低时,无功补偿可以提供无功功率,从而提高功率因数,减小电压暂降的概率。
2.2 调节电力系统的电流相位无功补偿可以通过调节电力系统中的电流相位来影响电压暂降。
当电力系统的电流相位失调时,无功补偿可以通过提供补偿电流来调节相位,减小电压暂降的程度。
3. 无功补偿的调节方式无功补偿可以通过多种方式进行调节,包括静态无功补偿和动态无功补偿。
3.1 静态无功补偿静态无功补偿是指通过调节并控制无功补偿设备(如电容器和电抗器)的投入或退出,来实现电力系统功率因数的调节。
静态无功补偿具有响应快、控制精度高等优点,广泛应用于电力系统中。
3.2 动态无功补偿动态无功补偿是指通过控制可变电抗器、电容器等设备的电抗或功率因数,实现对电力系统的调节。
动态无功补偿能够更加灵活地响应电力系统的变化,对电压暂降的调节效果更好。
然而,动态无功补偿设备成本较高,需要进行复杂的控制。
4. 无功补偿的优化调度为了更好地调节电压暂降,无功补偿的优化调度变得尤为重要。
优化调度可以通过综合考虑电力系统的负荷需求、线路容量以及无功补偿设备的工作状态等因素,来实现对电压暂降的有效控制。
无功补偿的作用和原理无功补偿是电力系统中的一个重要概念,用于解决电力系统中出现的无功功率不平衡问题。
本文将介绍无功补偿的作用和原理。
一、无功补偿的作用无功功率是指在交流电路中产生和消耗无功功率的能量,它不对机械负载做功,主要表现为电感和电容元件的无功功率。
而无功功率不仅会造成电力系统中的电能浪费,还会导致电压稳定性问题。
无功补偿的作用就是调整电力系统中的无功功率,以提高电能的利用效率和电压的稳定性。
具体而言,无功补偿可以实现以下几个方面的作用:1. 提高功率因数:功率因数是指有功功率与视在功率之比。
功率因数越接近1,说明电能的利用效率越高。
通过无功补偿,可以降低系统中的无功功率,从而提高功率因数。
2. 改善电压稳定性:电力系统中的负载变化会引起电压波动,尤其是大型电动机和变压器的启动和停止会产生较大的电压波动。
通过无功补偿,可以在负载变化时调整无功功率的产生和吸收,从而保持电压在合理范围内的稳定。
3. 减少线路损耗:无功功率不仅会增加变压器和输电线路的负荷,还会导致线路电压降低,从而增加线路上的电能损耗。
通过无功补偿,可以减少线路上的无功损耗,提高电能传输的效率。
二、无功补偿的原理无功补偿的原理主要涉及到无功功率的产生和吸收,可以通过电容器和电感器来实现。
电容器是一种能够存储电能的元件,可以在电路中产生无功功率。
当电容器与电源相连接时,由于电容器具有存储电能的特性,在电源电压较高的时候,电容器会吸收电能;而在电源电压较低的时候,电容器会释放电能。
通过调整电容器的容值和连接方式,可以实现对无功功率的产生和吸收。
电感器是一种能够存储磁能的元件,可以在电路中吸收无功功率。
当电感器与电源相连接时,由于电感器具有存储磁能的特性,在电源电压较低的时候,电感器会吸收电能;而在电源电压较高的时候,电感器会释放电能。
通过调整电感器的参数和连接方式,可以实现对无功功率的吸收。
无功补偿的原理可以通过自动或手动方式实现。
PE 电力电子年第期6无功补偿的意义及补偿方式的选择李华申1张永2杨磊2(1.兖矿轻合金有限公司,山东邹城273500; 2.山东华聚能源公司,山东邹城273500)摘要功率因数是交流电路的重要技术数据之一。
功率因数的高低,对于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。
为了实现节电目的,依据用电设备的功率因数,可测算输电线路的电能损失。
通过现场技术改造,增加无功补偿装置,可使低于标准要求的功率因数达标。
本文分析了无功补偿的意义和无功补偿方法,着重论述无功补偿设备的配置原则及如何合理选择无功功率补偿方式。
关键词:功率因数;无功补偿;节电The M eaning of Reactive Power Compensa tionand the C hoice of CompensationLi Hua sen 1Zhangyong 2Y a nglei 2(1.Shandong Yankuang Light Alloy Co.,Ltd,Zoucheng,Shandong 273500;2.Shandong Huaju Energy Co.,Ltd,Zoucheng,Shandong 273500)Abstr act The power factor is one of alternating-current circuit's important engineering data.Regarding question power factor's and so on electrical equipment's use factor and analysis,research electrical energy consumption heights have the very vital significance.In order to realize the electricity saving goal,based on electrical equipment ’s power factor,may survey transmission line ’s electrical energy loss.Through the scene technological transformations,increase in reactive power compensation device,cause to be lower than the standard request the power factor standards.This paper analyzes the significance and methods of reactive power compensation,focuses on reactive power compensation equipment configuration principle and reasonable choice reactive power compensation way method.Key words :power factor ;reactive power compensation ;electricity saving1引言在交流电路中,电压与电流之间的相位差(φ)的余弦叫做功率因数,用符号cos φ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cos φ=P/S 。
无功补偿的作用和原理无功补偿是电力系统中的一项重要技术,它的作用是改善电力系统的功率因数和稳定电压,从而提高电力系统的效率和可靠性。
本文将详细介绍无功补偿的原理和作用。
一、无功补偿的原理无功补偿是通过引入无功功率的电容器或电感器来抵消电力系统中的无功负荷,从而达到改善功率因数的目的。
在电力系统中,有功负荷(如照明、电热等)只消耗有功功率,而无功负荷(如电动机、变压器等)不仅消耗有功功率,还消耗无功功率。
无功功率在输电过程中会引起电线损耗、电压变化等问题。
因此,通过引入无功补偿来减少无功功率的消耗,可以提高电力系统的效率。
在电力系统中,无功补偿主要可以采用电容器和电感器两种方式。
电容器补偿主要通过引入电容器来补偿感性负荷的无功功率,而电感器补偿则是通过引入电感器来补偿容性负荷的无功功率。
通过调节电容器和电感器的容值和接入位置,可以实现对电力系统无功功率的补偿和控制。
二、无功补偿的作用1. 改善功率因数:功率因数是衡量电气设备使用电能效率的一个重要指标。
功率因数越低,电力系统损耗越大,效率越低。
通过无功补偿可以减少电力系统的无功功率消耗,从而提高功率因数,减少系统损耗,提高电力系统的效率。
2. 稳定电压:电力系统中的无功功率会引起电压变化,影响电力系统的稳定性。
无功补偿可以通过减少无功功率的消耗,稳定电力系统的电压。
特别是在长距离高压输电线路中,无功补偿可以有效控制电压的变化,减少电压降低和波动。
3. 提高电力系统的可靠性:无功补偿能够减少电力系统的无功功率损耗,提高电网的可靠性。
在电力系统中,无功功率的消耗会导致许多问题,如电线损耗、电压波动等,通过无功补偿可以有效地解决这些问题,提高电力系统的可靠性和稳定性。
三、无功补偿的应用领域无功补偿技术在电力系统的各个领域都有广泛的应用,如发电厂、变电站、工业用电等。
1. 发电厂:发电厂通过无功补偿可以改善发电效率、提高电流质量和稳定电压。
特别是在风电和光伏发电中,由于能源的不稳定性,无功补偿技术的应用尤为重要。
无功补偿作用无功补偿是电力系统中的重要技术手段之一,它可以解决电力系统中的功率因数过低、电流畸变等问题,提高电力系统的负载能力和电能利用率。
首先,无功补偿可以改善电力系统的功率因数。
功率因数是指电力系统中有用功与视在功之比,是衡量电力系统能源利用效率的重要指标。
当功率因数过低时,电力系统中会产生许多无功功率,导致电力设备运行效率低下、线路过载和电能损耗增加。
使用无功补偿装置可以通过合成与负荷电流相反的无功功率,将系统的功率因数提高到合理范围内,从而改善电力系统的负载能力和电能利用率。
其次,无功补偿可以减小电力系统中的电流畸变。
电力系统中存在多种负荷,如电动机、闸流器、电子设备等,它们都会引入电流畸变。
电流畸变会导致电力系统中谐波增加、电压波形扭曲等问题,给电力设备的正常运行带来困扰,甚至损坏电力设备。
无功补偿装置可以通过合理控制电压和电流的相位关系,抑制电流畸变,从而保证电力系统的稳定运行,减小谐波对电力设备的影响。
此外,无功补偿还可以提高电力系统的供电质量。
在电力系统中,特别是大型工业企业和城市综合配电网中,会出现电压暂降、电压波动、电压失调等现象,给电力设备的正常运行和电能质量造成影响。
无功补偿装置采用高精度的控制算法,能够自动调整电流和电压的相位关系,实时调节无功功率的输出,保持电力系统的稳定供电,提高供电质量,确保电力设备正常运行。
总之,无功补偿是电力系统中不可或缺的技术手段,它可以改善电力系统的功率因数、减小电流畸变和提高供电质量。
随着电力负荷的增加和能源的日益紧缺,无功补偿的重要性将越来越突出。
因此,在电力系统的设计和运行中,需要充分考虑到无功补偿的作用,合理选择无功补偿装置,提高电力系统的安全稳定性和经济效益。
变压器无功补偿共补和分补随着电力系统的不断发展,变压器无功补偿技术接连被引入,成为保障电力系统正常运行的重要环节。
变压器无功补偿技术的主要目的是通过合理地管理电力系统中的无功电力,改善电力的品质和效率,保护电压稳定,提高能源利用率。
其中,共补和分补是两种较为常见的无功补偿方式。
本文将围绕“变压器无功补偿共补和分补”主题,分步骤进行介绍。
一、无功补偿的作用无功补偿是现代电力系统中的一种关键技术之一。
其主要作用有以下几个方面:1. 保持电压稳定性——无功补偿可以通过调整系统中的无功电力,对电压进行有效控制和调节,确保电压在合理范围内稳定运行。
2. 提高电能质量——无功补偿可以消除系统中所产生的潜在的无功电力存储和发生的电力波动,从而提高电能质量。
3. 节约电力资源——无功补偿可以提高电能的有效利用,减少在输电过程中的无功损耗和降低总的电能消耗。
二、共补和分补1. 共补共补是指将变压器的无功补偿容量与所接入的整个电力系统的无功需求进行统一补偿。
如果变压器的无功补偿容量大于电力系统的无功需求,电力系统可以充分利用变压器的无功补偿容量,使其更好地发挥作用。
关于共补技术,应特别注意共补电容组的选用和管理。
应选择与电力系统无功需求最适配的补偿容量和补偿等级,使其能够更好地协同工作,达到最佳的功效。
2. 分补分补是指根据电力系统的无功需求,将变压器的无功补偿容量分别设置在不同的变电站或支路上,实现细分、局部化的无功补偿控制。
与共补不同,分补可以更加精细化地管理无功电力,在相关地区实现更加精准的无功补偿。
根据无功功率大小,可以进行更加科学的无功补偿控制,提高电网可靠性。
三、无功补偿技术的进一步研究随着现代电力技术的迅速发展,无功补偿技术也在不断改进和完善。
针对目前的无功补偿技术进行深入研究,可以进一步提高变压器无功补偿的效率和准确性。
目前,在电力系统模型、控制策略、软件算法等方面都有了较大的进展,使得无功补偿技术更加高效、快捷和准确。
无功补偿技术在变电站中的应用与优化现代电力系统中,无功补偿技术被广泛应用于变电站中,以提高电力传输的效率和稳定性。
本文将探讨无功补偿技术在变电站中的应用及其优化措施。
一、无功补偿技术的基本原理和作用无功补偿技术是通过对电力系统中的无功功率进行调整,以改善系统的功率因数和电压稳定性。
在变电站中,无功补偿技术主要通过电容器和电抗器两种设备来实现。
电容器可提供无功电流,从而提高系统的功率因数;电抗器则可吸收多余的无功电流,以维持系统的电压稳定。
通过合理配置这些设备,可以减少电能损耗、提高电力系统的功率因数,进而提高供电的质量。
二、无功补偿技术在变电站中的具体应用1. 电容器组的应用电容器组是无功补偿技术中常用的设备之一。
它通过连接在电网中并与变压器并联,提供所需的无功功率。
电容器组的应用可以有效改善系统的功率因数,并减少传输过程中的电能损耗。
此外,电容器组还可用于提高系统的电压稳定性,减少电压波动对用户设备的影响。
2. 电抗器的应用电抗器是无功补偿技术中的另一个常用设备。
它通过对多余的无功功率进行吸收,以维持系统的电压稳定。
在变电站中,电抗器主要用于控制电网中的无功功率流动,减少无功功率的积累,提高系统的功率因数。
此外,电抗器还可用于抑制电网中的谐波,并减少变压器和其他设备的过热风险。
三、无功补偿技术在变电站中的优化措施为了进一步提高无功补偿技术在变电站中的效果,以下是一些优化措施的建议:1. 精确测量与计算在应用无功补偿技术之前,需要进行精确的功率测量与计算,以确定所需的无功补偿容量和设备的配置方案。
通过准确的测量与计算,可以有效避免过量或不足的无功补偿,提高系统的补偿效果。
2. 可调无功补偿设备的应用可调无功补偿设备,如可调无功电容器和可调无功电抗器,可以根据系统负荷变化情况进行调整。
通过动态地调整补偿设备的容量和响应速度,可以更加灵活地控制系统的无功功率流动,提高变电站的运行效率和稳定性。
3. 智能控制和协调管理在变电站中,应用智能控制技术和协调管理方法可以实现无功补偿设备的自动化控制和远程监控。
无功补偿原理基础知识详解 (一)无功补偿是电力系统中十分重要的一环,能够在电网历史上扮演着至关重要的角色。
这篇文章将会详细介绍无功补偿的基础知识,让读者能够更加深入了解无功补偿的原理和应用。
一、无功补偿的意义在电力系统中,无功功率是一种看不见的功率,其并不向负荷输出,但是却会对电网造成一定的损耗和成本。
因此,为了最大程度地降低电网的无功功率,就必须引入无功功率的补偿。
无功补偿的作用在于,能够消除因为电网运作而产生的无功功率,从而减少能量的损失。
同时,对于变电站来说,也需要进行无功补偿,以确保变电站的容量可以被充分利用。
二、无功补偿的基本概念无功功率是指负载所需的无功电流与电压之积,也就是说,无功功率是由电感器和电容器等无功元件贡献的。
因此,无功补偿基于的就是对电感和电容的控制。
具体来说,无功补偿可以通过引入电容器和电感器两种方式实现。
在无功补偿过程中,电容器能够提供无功功率,并抵消电感器产生的无功功率。
因此,引入电容器后,可以达到减少无功功率的目的。
三、无功补偿的应用无功补偿广泛应用于电力系统中,其基本应用方式包括静态无功补偿和动态无功补偿。
静态无功补偿通常采用电容器组,作为一种被动补偿,其主要作用在于动态地响应网络的无功电流需求。
动态无功补偿则是采用高速控制系统,能够快速控制电网内的电容器或电感器,以实现电网的快速校正。
四、无功补偿的影响无功补偿存在对电力系统产生多种影响问题,包括电网安全性、稳定性、综合能量效率等。
通过合理的无功补偿方式,电网络可以在保持良好质量的情况下,尽可能地减少无功功率损失。
同时,不合理的无功补偿方式也会给电力系统带来消极影响,甚至影响电能的稳定供应。
五、无功补偿的发展趋势全球范围内,无功补偿技术的不断发展,使其不断适应复杂的电力系统环境,为保障电力系统的安全运行提供了重要的技术手段。
在未来的发展中,随着国家能源政策的调整,无功补偿将呈现更加广泛的应用景观,为保障电力系统的安全供应提供更加重要的技术支撑。
无功补偿装置的作用引言在现代电力系统中,无功功率的管理变得越来越重要。
无功功率是指系统中存在的虚功率,它不能直接转化为有用的功率,但却对电力系统的稳定性和效率产生重要影响。
为了解决无功功率产生的问题,无功补偿装置被广泛应用于各种电力系统中。
本文将详细介绍无功补偿装置的作用,包括提高系统稳定性、降低电能损耗和改善功率因数等方面。
一、提高系统稳定性无功补偿装置的一个重要作用是提高电力系统的稳定性。
在电力系统中,大量的电感负载和电容负载会导致无功功率的产生。
当存在大量的电感负载时,无功功率会导致电压的下降,从而降低系统的稳定性。
而无功补偿装置的引入可以通过提供适当的无功功率来平衡电压,从而降低电压下降的风险,并提高系统的稳定性。
二、降低电能损耗另一个重要的作用是无功补偿装置可以降低电能损耗。
在电力系统中,存在着传输线路的电阻和电抗的损耗。
无功功率的存在会导致正向有功功率的减小,从而增加传输线路的电阻损失。
而通过引入无功补偿装置,可以在线路上提供适当的无功功率,将无功功率转化为有用的功率,从而减小电能损耗,提高电力系统的效率。
三、改善功率因数功率因数是评估电力系统效率的重要指标。
功率因数是指实际有用功与总视在功的比值。
当存在大量的电感负载时,系统的功率因数将下降。
功率因数的下降会导致电流的增大,增加电缆和变压器的负荷,降低系统效率。
通过引入无功补偿装置,可以提供适当的无功功率,从而改善功率因数,减小电流,降低电力系统中负载部件的负荷,提高系统的效率。
四、提高电力系统的可靠性无功补偿装置还可以提高电力系统的可靠性。
在电力系统中,电压的稳定性和质量是保证系统正常运行的关键因素。
无功补偿装置可以通过提供适当的无功功率来平衡电压,降低电压波动的风险。
无功补偿装置还可以通过提供调节功能来适应系统的变化,如电容型无功补偿装置可以根据系统的负载变化,自动调节无功功率的大小,从而提高电力系统的可靠性。
结论综上所述,无功补偿装置在电力系统中起着重要作用。
无功补偿在提高电能质量中的作用无功补偿是电力系统中的一个重要概念,它在提高电能质量方面起着重要作用。
本文将探讨无功补偿的原理、作用以及在电能质量改善方面的应用。
一、无功补偿的原理无功补偿是指通过合适的电力电子技术手段,在电力系统中引入适量的无功功率,以改善系统的功率因数。
电力系统中的负载主要分为有功负载和无功负载两部分,其中有功负载为实际用电设备所需的电力,无功负载则是由于电感、电容等元件所引起的无用功率。
无功补偿主要针对无功负载部分进行调节,使电力系统中的无功功率变得稳定和平衡。
二、无功补偿的作用1. 提高功率因数:无功补偿能够减少电力系统中的无功功率,从而提高功率因数。
功率因数是衡量电力系统负荷电流与电压之间相位关系的参数,高功率因数可以减少无功功率在电力系统中的流动,提高电能的有效利用率。
2. 平衡电力系统:无功补偿还可以平衡电力系统中的电流和电压波形,降低电力系统中的谐波和电压不平衡度。
谐波和电压不平衡是导致电能质量下降的重要原因,通过无功补偿可以有效降低这些问题,提高电力系统的稳定性。
3. 减少线路损耗:电力系统中的无功功率通常会导致线路传输能力的下降和线路损耗的增加,通过无功补偿可以减少电力系统中的无功功率流动,提高线路传输能力,降低线路损耗。
4. 改善电能质量:无功补偿还可以改善电能质量,提高电压的稳定性和可靠性。
无功补偿能够调整电压波形,降低电压波动和闪变,减少电压的谐波含量,从而保证供电质量的稳定和可靠。
三、无功补偿在电能质量改善中的应用1. 工业用电:在工业生产中,往往存在大量的电动机、电焊机、变压器等无功负载设备,这些设备会产生大量的无功功率。
通过无功补偿技术可以调节这些设备的无功功率,提高电能质量,降低系统能耗。
2. 市政供电:对于市政供电来说,无功补偿对于电能质量的改善尤为重要。
因为市政供电往往会遇到大量的非线性负载,如办公设备、照明设备等,这些设备会引起电压波动、谐波扰动等问题。
用电企业无功功率补偿的作用、目的和意义电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。
它们在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等,这种功率叫无功功率。
电力系统中,不但有功功率平衡,无功功率也要平衡。
有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图1所示式中S——视在功率,kVAP——有功功率,kWQ——无功功率,kvarφ角为功率因数角,它的余弦(cosφ)是有功功率与视在功率之比即cosφ=P/S称作功率因数。
由功率三角形可以看出,在一定的有功功率下,用电企业功率因数cosφ越小,则所需的无功功率越大。
如果无功功率不是由电容器提供,则必须由输电系统供给,为满足用电的要求,供电线路和变压器的容量需增大。
这样,不仅增加供电投资、降低设备利用率,也将增加线路损耗。
为此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率因数的基础上,设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止。
还规定用户的功率因数应达到相应的标准,否则供电部门可以拒绝供电。
因此,无论对供电部门还是用电部门,对无功功率进行自动补偿以提高功率因数,防止无功倒送,从而节约电能,提高运行质量都具有非常重要的意义。
无功补偿的基本原理是:把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路,能量在两种负荷之间相互交换。
这样,感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
当前,国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。
这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。
采用并联电容器进行无功补偿的主要作用:1、提高功率因数如图2所示图中P——有功功率S1——补偿前的视在功率S2——补偿后的视在功率Q1——补偿前的无功功率Q2——补偿后的无功功率φ1——补偿前的功率因数角φ2——补偿后的功率因数角由图示可以看出,在有功功率P一定的前提下,无功功率补偿以后(补偿量Qc=Q1-Q2),功率因数角由φ1减小到φ2,则cosφ2>cosφ1提高了功率因数。
无功补偿的作用和原理无功补偿是电力系统中一个重要的技术手段,它的作用是提高电力系统的功率因素,减少无功功率的流动,改善电能质量,提高电网稳定性。
本文将探讨无功补偿的作用和原理。
一、无功补偿的作用1. 提高电力系统的功率因数功率因数是衡量电力负载效应的一个重要指标,合理的功率因数对于电力系统的供电质量和节能减排具有重要意义。
通过无功补偿,可以将电力系统的功率因数调整到接近1的水平,减少系统中无功功率的流动,提高系统的有功功率利用率,降低线损。
2. 减少电能质量的损耗无功补偿可以减少电能质量的损耗,提高电能的传输效率。
在电力系统中,由于电网中存在电感性负载设备,会产生大量的无功功率,导致电能质量下降,电压波动,频率偏离等问题。
通过无功补偿装置的设置,可以实时地对这些问题进行补偿,减少无功功率的损耗,提高电网稳定性和电能质量。
3. 改善电网稳定性无功补偿可以提高电网的稳定性。
电力系统中,由于负载变化和突发故障引起的电压波动和频率偏离,会对电力网络的稳定运行产生不利影响。
通过无功补偿装置的应用,可以在电网中实时地适应电流的变化,控制电压和频率的稳定性,保持电力系统的正常运行。
二、无功补偿的原理无功补偿通过引入合适的无功电流,将系统中产生的无功功率与负载需求相抵消,从而实现功率因数的调整。
1. 无功补偿装置无功补偿装置主要包括电容器和电抗器。
电容器用来消耗无功功率,提高功率因数;而电抗器则用来补偿电感性负载设备产生的无功功率。
2. 无功补偿控制无功补偿控制是实现无功补偿的核心技术。
常用的无功补偿控制方法有定时补偿、容性补偿、自动补偿和静态补偿等。
这些方法主要通过控制补偿装置的开关(电容器或电抗器)状态,来实现电力系统负载的无功功率的补偿。
3. 系统监测和调节无功补偿需要对电力系统的无功功率进行实时监测和调节。
通过安装相应的无功补偿装置,结合高精度的电能仪表和监测系统,可以实现对电力系统无功功率的准确监测,从而精确地进行无功补偿。
电力系统无功补偿的意义
作者:王建
来源:《中国科技博览》2013年第25期
[摘要]针对电力系统中日益严重的电能质量问题,阐述进行无功补偿的意义,分析了各种无功补偿技术的原理、优、缺点以及在电力系统中的应用情况,及无功补偿有哪些经济效益及社会效益
[关键词]电能质量;无功补偿:
中图分类号:TM714.3 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2013)25-0076-01
近年来,随着国民经济的发展,电力行业也得到快速发展,特别是大范围的高压输电网络逐渐形成,负荷的快速增长对无功的需求大幅上升。
无功功率并不是无用功率,而是在电能传输和转换过程中建立电磁场和提供电网稳定不可缺少的功率之一,无功经不同的电磁耦合反映不同的电压等级,同一等级电压的电网中,电压高低直接反映本级的无功平衡。
无功功率的传输不但会产生很大的有功损耗,而且沿传输途径还会产生很大的电压降落,并使电网的视在功率增加,这将对系统产生以下一系列的负面影响。
(1)电网总电流增加,在传送同样的有功功率情况下,总电流的增加,使设备及线路的损耗增加,并使线路及变压器的电压损耗增加。
(2)电网的无功不足,会导致用户端的电压降低,影响正常生产和生活用电,因功率因数太低用户要多付电费;反之,如果无功过剩,会造成电网的运行损耗过高。
一、无功补偿的原理
在交流电路中,由电源供给负载率有两种:一种是有功功率,一种是无功功率。
有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率。
无功补偿的道理就是将同一电路中的电感电流与电容电流方向互差180~C,可采用一定比例安装特定的电容元件,实现通过电磁元件中的电路达到相互抵消电流,电流矢量与电压矢量的夹角缩小,从而能显著提高电能作功。
无功补偿的意义
(1)依据用电设备的功率因数测算输电线路的电能损失进而进行技术改造,能及时实现节电目的。
(2)用无功补偿设备提供相应无功功率,提高系统功率因数,达到降低能耗、改善电压质量,从而使设备运行稳定、减少损耗。
(3)依据不同的线路及负载情况,动力配线的电力损耗约2%~3%左右,而使用电容增加功率因数后,能使总电流降低,进而降低供电端与用电端的电力损失。
(4)改善供电品质,提高功率因数,减少负载总电流及电压降。
(5)改善功率因数后线路总电流减少,降低机器设备和线路容量负荷,实现降低温度、延长设备寿命。
二、无功补偿的总体原则
电力网无功功率消耗的状况得出,各级低压配电网的网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,无功补偿设备的配置按照“分级补偿,就地平衡”的原则能最大限度地减少传输损耗,提高输配电设备的效率。
(1)网路总体平衡与节局部平衡相结合,以局部为主。
(2)电力部门总体补偿与用户个体补偿相结合,要尽可能地实现就地补偿,就地平衡。
(3)高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主,并做到分散补偿、相互补充。
(4)系统的降损与调压相结合,以降损为主,兼顾调压。
三、无功补偿通常采用的方法主要有3种。
1.低压就地无功补偿
根据用电设备无功的产生量将单台或多台低压电容器组并连用电设备,通过控制、保护装置与电机同时投切。
从源头上转化了无功能量,能够减少大最的线路损耗能量,降低了视在功率;无功补偿与用电设备同进同退;单个设备、占位小、安装容易,真实有效地减少大量的视在功率,节电(节能)效果显著,但是一次性投资金额较大,对自动补偿控制器的响应要求高,不容易测量单机节电效果。
2.低压集中、分组无功补偿
以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,通过低压母线上的无功负荷直接控制电容器的投切。
低压集中、分组补偿,仅能补偿无功能量对变压器的“涡流效应”引起的配变利用率过低,在一定程度上提高配变利用率;同时对无功能量起到阻隔作用,防止无功能量闯入上一级电网造成电压的波动,降低网损。
低压集中无功补偿,企业投资大而收益少,主要起到的是对低压侧无功的阻隔作用,对上游电网的贡献大,社会效益大,而企业节约电费的收益非常有限。
3.并联电容器组
并联电容器组直接装在变电所的6~lOkV中压母线上的中压集中无功补偿方式:当用户远离变电所或在供电线路的末端,用户本身又处于一定的高压负荷时,能减少对电力系统无功消耗,起到一定的补偿作用;防止无功能量闯入上一级电网造成电压的波动,降低网损,保护上游电网。
同时便于运行维护,社会效益巨大。
四、无功补偿装置
1.具有饱和电抗器的无功补偿装置
具有饱和电抗器的无功补偿装置分为两种,即自饱和电抗器和可控饱和电抗器无功补偿装置。
具有自饱和电抗器的无功补偿装置是依靠电抗器自身同有的能力来稳定电压,利用铁心的饱和特性来控制发出或吸收无功功率的大小。
具有饱和电抗器的静止无功补偿装置目前应用的较少,一般只用在超高压输电线路中。
2.静止无功补偿装置
静止无功补偿器由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成,可分为晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器两种补偿装置。
(1)晶闸管控制电抗器(TCR)
晶闸管控制电抗器由两个相互反向并联的晶闸管与一个电抗器相串联,其三相多接成三角形。
这种具有TCR型的补偿器反应速度快,灵活性大。
(2)品闸管投切电容器(rI1sc)
晶闸管投切电容器是为了解决电容器组频繁投切的问题而产生的。
两个相互反向并联的晶闸管只是将电容器并入电网或从电网中断开,串联的小电抗器用于抑制电容器投入电网运行时可能产生的冲击电流。
TSC补偿装置用于三相电网中,一般负荷对称网络采用星形连接,负荷不对称网络采用三角形连接。
3.新型静止无功发生器(ASVG)
静止无功发生器的主体是一个电压源型逆变器,由可关断品闸管适当的通断,将电容的直流电压转换成为与电力系统电压同步的i相交流电,再通过电抗器和变压器并联接入电网。
适当控制逆变器的输出电压,就可以灵活地改变其运行工况,使其处于容性、感性或零负荷状态。
静止无功发生器响应速度快,谐波电流少,而且在系统电压较低时仍能向系统注入较大的
无功。
由于ASVC在改善系统电压质量,提高稳定性方面具有SVC无法比拟的优点,因此ASVG是今后静止无功补偿技术发展的方向。
无功补偿有哪些经济效益及社会效益
(1)减少线路损耗.就全国讲,线路损耗约占据 12%,其中主要是无功分量引起的损耗,若无功线损降低 50%~60%,一年便可节电 500 亿度左右,相当于半个三峡工程的发电量.这种不消耗一次能源,便可增大发电量的工程是绝好的绿色工程.且投资极小,见效快.
(2)避免罚款.我国电力部及物价局"关于颁发《功率因数调整电费办法》通知"中规定,功率因数0.94 时,减少电费1.1%,功率因数0.6 时增加电费15%.
(3)不额外投资,便实现扩容.进行无功补偿后,便可提高用电承载率,变压器可满负荷运行.例如一台315KVA的变压器,COSф=0.6 负荷的变压器只能提供优质服务189KW的有功功率,不能承受300KW 左右的容量,需购买一台500KVA 的变压器替换.将功率因数由0.6 提高到0.98,相当于扩大了 63%,既有功由 189KW 提高到 309KW 可基本满足需要的容量,便节省了一台 500KVA 的变压器,经费约三四十万元.
(4)改善电能质量,延长了电器寿命,提高了产品质量. 电能质量用电压和频率二个指标衡量,电压的稳定性取决于无功的平衡.频率的稳定性取决于有功的平衡,而电压的稳定与否又直接影响电器寿命,影响机械加工精度.如果电压稳定性提高 5%仅照明灯(寿命延长 50%)全国一年既可节约数亿元.至于因电压不稳,供电不足而造成废品,次品,设备减寿,停产,停电损失更是难以统计的.
参考文献
[1] 粟时平.刘桂英.静止无功功率补偿技术:北京中国电力出版社,2005.
[2] 罗安.电网偕波治理和无功补偿技术及装备北京中国电力出版社 2006.朱罡.电力系统现状及发展[J].高电压技术,2001。