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行业新闻

为什么要对电网进行无功补偿

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一般说来无功功率则用来产生用电设备所需要的磁场的,特别是电动机等电感性设备。无功功率是不消耗电能的,所以称之为无功。

但没有它,用电设备(特别是电动机等电感性设备)又不能正常工作。怎么办?那就找一种在同一电源下,所产生的电流与电感电流方向相反的电器接在线路上,用来抵消电感电流。这样,既不影响电动机产生磁场,又能消除或减少线路上的电感电流,这种电器就是电容器。这种电容器就叫补偿电容器,也叫电力电容器。它在线路上的电流正好与电感电流相反。

但它要在电路中产生电流。这种电流称之为电感电流。电感电流同样会增加电气线路和变压设备的负担,降低电气线路和变压设备的利用率,增加电气线路的发热量。
 

只要在线路上接的电容数量与负载的电感分量向匹配,他产生的电容电流就能非常有效地消除或减少线路上的电感电流,也就是消除或减少负载向电网吸取无功功率。这样就能减少电气线路和变压设备的负担,提高电气线路和变压设备的利用率,降低电气线路的发热量。那么,在电气线路上安装补偿电容器就称为无功补偿,也叫对线路进行无功优化

交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功。也就是说没有消耗电能,即为无功功率。当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时的功率因数小于1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补偿

电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性电抗,在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后,可以供给感性电抗消耗的部分无功功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。也即减少无功功率在电网中的流动,因此可以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗,改善电网的运行条件。这种做法称为无功补偿

配电网中常用的无功补偿方式有哪些?

无功补偿可以改善电压质量,提高功率因数,是电网采用的节能措施之一。配电网中常用的无功补偿方式为:在系统的部分变、配电所中,在各个用户中安装无功补偿装置;在高低压配电线路中分散安装并联电容机组;在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器,进行集中或分散的就地补偿。

1、就地补偿

对于大型电机或者大功率用电设备宜装设就地补偿装置。就地补偿是最经济、最简单以及最见效的补偿方式。在就地补偿方式中,把电容器直接接在用电设备上,中间只加串熔断器保护,用电设备投入时电容器跟着一起投入,切除时一块切除,实现了最方便的无功自动补偿,切除时用电设备的线圈就是电容器的放电线圈。

2、分散补偿

当各用户终端距主变较远时,宜在供电末端装设分散补偿装置,结合用户端的低压补偿,可以使线损大大降低,同时可以兼顾提升末端电压的作用。

3、集中补偿

变电站内的无功补偿,主要是补偿主变对无功容量的需求,结合考虑供电压区内的无功潮流及配电线路和用户的无功补偿水平来确定无功补偿容量。35KV变电站一般按主变容量的10%-15%来确定;110KV变电站可按15%-20%来确定。

4、调容方式的选择

(1)长期变动的负荷

对于建站初期负荷较小,以后负荷逐渐增大的情况,组装设无载可调容电容器组。户外安装时可选用可调容集合式电容器;户内安装时可选用可调容柜式电容器装置。其基本原理为将电容器按二进制方式分成二组,通过分接开关或隔离开关选择投切组合,可以实现三档容量可调。随着负荷的改变,可以人工断电后改变投切组合满足某一时间段的无功平衡。这种场合可以装设无功自动调容装置,该装置可以满足无人值守综合自动化的要求。

(3)短时段内负荷频繁变化的场合

该场合宜装可快速跟踪的瞬态无功补偿装置。由于电容器每次投切前却必须保证电容器没有残存的电荷,而电容器放电即使通过放电线圈亦需要数秒的时间,所以高压瞬态无功补偿装置(也称SVC)一般都是固定补偿最大容量的电容器,同时并联一组容量可调的电抗器,通过快速调整电抗器的输出无功,从而达到无功瞬态平衡的目的。电抗器的调整技术主要有可控硅控制空心并联电抗器及直流偏磁调感两种方式,其中以前者较优,但价格较高。


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滤波装置和消谐装置的一些区别,消谐装置主要用作无功功率补偿,同时抑制高次谐波,防止高次谐波放大;选择电抗器需考滤系统谐波的次数,一般系统中含有5次谐波以上的选择6%~7%的电抗率,含有3次谐波以上的,选择12%~14%的电抗率;可控硅模块动作时间应及时跟踪负荷波动;
    选择电容器时需考滤串联电抗器后所提高的电压值;消谐装置使用效果对元器件参数的偏差不敏感,同时由于承担的谐波容量较小,元器件的裕度相对较小;在满足无功功率要求的情况下,装置经济价格最低;一般设计集中无功补偿为原则,以提高装置的使用率,减少投资,方便管理。
    滤波装置设计的时候由于需要承担的谐波容量较大,要求的裕度较大,而且对元器件参数的偏差较敏感,对于电抗器的选择要求越接近谐振点约好,所以要求定期对设备进行维护。 。


【上一个】 谐波对无功补偿设备会造成哪些危害? 【下一个】 动态谐波抑制及无功补偿综合节能技术

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