淺談電網(wǎng)無功功率補(bǔ)償應(yīng)用

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展與人民質(zhì)量的提高，人們對(duì)配電的依賴性不斷加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)供電的質(zhì)量及穩(wěn)定性提出了嚴(yán)格的要求。本文中主要探討了功率因數(shù)與供電單位間的影響，以及提高功率因數(shù)帶動(dòng)社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益的作用。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；無功率；補(bǔ)償器；發(fā)生器

中圖分類號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、目前我國配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)臓顩r

配電廠受自然環(huán)境、居民區(qū)等問題制約，所以遠(yuǎn)離電力負(fù)荷中心，盡管建于負(fù)荷附近位置，由于單機(jī)容量的變大，發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)也隨著變大，因此電網(wǎng)所接受的無功功率變小，僅由發(fā)電機(jī)提供的無功功率滿足不了配電網(wǎng)對(duì)無功功率的需求，所以無功功率補(bǔ)償設(shè)備的作用尤其重要。配電系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償方法有以下幾種：（1）同步調(diào)相機(jī)：目前很少利用，它是無功補(bǔ)償設(shè)備最前期的典型代表，具有動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能，其反應(yīng)慢，工作維護(hù)麻煩，一般表現(xiàn)為高壓側(cè)集中補(bǔ)償。（2）并補(bǔ)裝置：并聯(lián)電容器是無功補(bǔ)償中用于無功補(bǔ)償最多的裝置，但是電容的補(bǔ)償只限于補(bǔ)償固定的無功裝置，雖然電容分組投切優(yōu)于固定電容器補(bǔ)償方法，并且更能適應(yīng)負(fù)載無功的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，但其補(bǔ)償方法僅是一種有級(jí)無功調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)不了無功平滑的無級(jí)調(diào)節(jié)功能。（3）并聯(lián)電抗器：現(xiàn)今我國電抗器容量都是固定的， 主要用于抑制過電壓與除吸入系統(tǒng)容性的負(fù)荷。以上三種補(bǔ)償措施在運(yùn)行工作中取得較好的效果，但實(shí)際工作中存在以下問題：（1）諧波問題：電容器具備抗諧波功能，但諧波值一旦過大，會(huì)影響電容器使用壽命；但由于其對(duì)諧波具有放大功能，所以會(huì)使系統(tǒng)的諧波，受到更嚴(yán)重干擾。（2）無功的倒送問題： 電力系統(tǒng)中不能出現(xiàn)無功倒送，在負(fù)荷值低時(shí)，無功倒送會(huì)使電壓偏高。（3）電壓調(diào)節(jié)措施的補(bǔ)償裝備產(chǎn)生的問題：某些無功補(bǔ)償裝備主要是由電壓定其無功的投切量，線路電壓的波動(dòng)與無功量變化有關(guān)，但線路的電壓是根據(jù)系統(tǒng)變化而決定的，這就造成無功欠補(bǔ)或過補(bǔ)的出現(xiàn)

二、無功的補(bǔ)償措施

并聯(lián)電容器是無功補(bǔ)償?shù)囊环N表現(xiàn)方法。按照達(dá)到的補(bǔ)償效果的不同與系統(tǒng)負(fù)載情況的不同，根據(jù)不同安裝地扯，無功補(bǔ)償可分為分單元補(bǔ)償、集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償三種。下面分析無功補(bǔ)償方法特點(diǎn)。（1）線路的分布補(bǔ)償。線路的分布補(bǔ)償為高壓補(bǔ)償?shù)囊环N表現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)無功就地補(bǔ)償功能，就要在電力線路上安裝并聯(lián)電容器，具有成本低、降損、高效等特點(diǎn)，并且安裝簡捷，低事故，維護(hù)工作容易，尤其是用于較長線路與多負(fù)荷供電點(diǎn)的線路上。所以，配電線路上組裝并聯(lián)電容器補(bǔ)償，在社會(huì)發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用。（2）變電站的高壓集中補(bǔ)償。高壓集中補(bǔ)償指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10kV高壓母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身有一定高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無功的消耗并起到一定補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高用戶功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。電容器組安裝容量一般為10000kvar或更小，放置方法可設(shè)有專門室外布置或電容器室。由于變電站的補(bǔ)償，對(duì)農(nóng)網(wǎng)降損作用有限，下級(jí)補(bǔ)償不夠時(shí)，其是確保總受電端功率因數(shù)，是否能達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)的一種有效補(bǔ)償方法。高壓集中補(bǔ)償為無功平衡的一個(gè)主要構(gòu)造，很多企業(yè)，特別是存在較多高壓負(fù)載時(shí)，如：電爐、變壓器等。其補(bǔ)償特點(diǎn)有電壓較高、補(bǔ)償容量較大，比低壓大很多。（3）變壓器的低壓母線補(bǔ)償。變壓器低壓母線補(bǔ)償，是以無功補(bǔ)償投切裝置充當(dāng)控制保護(hù)裝置，把低壓的電容器組補(bǔ)償于大型用戶0.4kV母線上的補(bǔ)償技術(shù)，較多表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。其補(bǔ)償措施限于補(bǔ)償線路的無功負(fù)荷，基荷段，補(bǔ)償容量過大時(shí)，在負(fù)荷出現(xiàn)低谷時(shí)，其無功會(huì)倒送，會(huì)使電壓升高和增加網(wǎng)損可能，對(duì)其他設(shè)備和電容器的正常運(yùn)行造成影響。所以不能用低壓母線補(bǔ)償，取代下級(jí)補(bǔ)償，如果在下級(jí)補(bǔ)償處于完善的狀態(tài)時(shí)，便能夠除去線路補(bǔ)償。（4）低壓用戶的分散補(bǔ)償。低壓用戶的分散補(bǔ)償主要為低壓隨機(jī)補(bǔ)償，其方法是將低壓補(bǔ)償?shù)碾妱?dòng)機(jī)繞組與電容器組直接并接好，用一套保護(hù)裝備與刀閘控制，將電動(dòng)機(jī)同時(shí)投切，此方法為靜態(tài)補(bǔ)償。

三、無功補(bǔ)償裝置

靜電電容器、同步電機(jī)、靜態(tài)無功補(bǔ)償器以及靜態(tài)無功發(fā)生器，通常把這幾種裝備稱為無功補(bǔ)償裝備。目前我國指的靜態(tài)無功補(bǔ)償裝備，主要指采用晶閘管無功補(bǔ)償設(shè)備的方法，有以下幾類：

1 具有飽和電抗器的無功補(bǔ)償裝備功能

其主要裝置分為可控飽和電抗器與自動(dòng)飽和電抗器無功的補(bǔ)償裝置。可控飽和電抗器是以改變控制繞組工作時(shí)電流的控制鐵心的飽和數(shù)據(jù)，使工作繞組的感抗改變，而進(jìn)一步控制無功電流值。自動(dòng)飽和電抗器的無功補(bǔ)償裝置采用電抗器的主要功能來穩(wěn)定電壓，再用鐵心的飽和功能，而控制吸入或發(fā)出的無功功率數(shù)據(jù)。

2 靜態(tài)無功補(bǔ)償裝置

靜態(tài)補(bǔ)償器的功能是持續(xù)而快速地控制無功功率，根據(jù)吸入或放出無的功功率來控制，其所連接輸電節(jié)點(diǎn)的電壓。靜態(tài)無功補(bǔ)償裝備，由晶閘管所控制投切電容器及電抗器組合成，可分為晶閘管投切電容器與晶閘管控制電抗器兩種補(bǔ)償裝置方法。⑴晶閘管控制電抗器由單個(gè)電抗器與兩個(gè)相互反向并聯(lián)而成的晶閘管相串聯(lián)，三相接成的三角形。具有TCR型的補(bǔ)償器，靈活性大，反應(yīng)迅速，目前我國工業(yè)企業(yè)和輸電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。⑵晶閘管投切電容器由兩個(gè)相互反向并聯(lián)的晶閘管，而將電容器從電網(wǎng)中連接斷開或并入電網(wǎng)，而串聯(lián)的小電抗器，主要用來抑制電容器，投入電網(wǎng)工作時(shí)可能產(chǎn)生對(duì)電流的沖擊。

3 新型靜態(tài)無功發(fā)生器

靜態(tài)無功發(fā)生器構(gòu)造是一個(gè)電壓源型逆變器，由可斷開與關(guān)閉的晶閘管控制通斷，把電力系統(tǒng)的電壓同步與電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換而成的三相交流電壓，再把變壓器和電抗器并聯(lián)連接入配電網(wǎng)。控制好逆變器輸出電壓，靈活改變工作狀態(tài)，讓其處于感性、容性或沒負(fù)荷的狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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