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電網(wǎng)的無功補償與電壓調(diào)整

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來源:儀天成電力  時間:2012/03/15  閱讀:

   將電抗器、電容器、同步調(diào)相機和調(diào)壓變壓器等裝置接入電網(wǎng)中,以改善功率因數(shù)、調(diào)整電壓及起到補償參數(shù)等作用。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,避免無功功率的遠距離輸送,以免占用線路輸送容量和增加有功損耗。

   1.輸電網(wǎng)的無功補償與電壓調(diào)整

   輸電網(wǎng)多數(shù)無直供負載,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,有串聯(lián)補償(又稱縱補償)與并聯(lián)補償(又稱橫補償)之分。電壓支撐則多用于與地區(qū)受電網(wǎng)絡(luò)連接的輸電網(wǎng)的中樞點。控制臺是輕型高壓試驗變壓器的配套設(shè)備,與試驗變壓器一起作耐壓和泄漏試驗。該控制箱具有外形美觀、體積小、重量輕、操作簡單、使用維修方便等特點。

   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)置在線路兩端,且不設(shè)斷路器。

   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。

   1.3中間同步或靜止補償

   在遠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?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。

   2.配電網(wǎng)的無功補償與電壓調(diào)整

   以相位補償和保證用戶用電電壓質(zhì)量為主。

   2.1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)所需要的滯相無功功率,減少在配電網(wǎng)中流動的無功功率,降低網(wǎng)損,改善電壓質(zhì)量。中國對大電力用戶要求安裝無功補償裝置,補償后的功率因數(shù)不得低于0.9。

   2.2電壓調(diào)整

   為保證用電電器有良好的工作電壓,避免受配電網(wǎng)電壓波動的影響,配電網(wǎng)需要進行電壓調(diào)整。配電網(wǎng)電壓調(diào)整的措施包括:中心調(diào)壓、調(diào)壓變壓器調(diào)壓和無功補償調(diào)壓。

   2.2.1利用地區(qū)發(fā)電廠或樞紐變電所進行中心調(diào)壓

   這種措施簡單而經(jīng)濟方便,但它只能改變整個供電地區(qū)的電壓水平,不能改善電壓分布。當供電地區(qū)的地域比較廣闊、供電距離長短懸殊時,中心調(diào)壓措施往往不能兼顧全區(qū),有顧此失彼的缺點。

   2.2.2調(diào)壓變壓器調(diào)壓

   可彌補中心調(diào)壓方式的不足,進行局部調(diào)壓。調(diào)壓變壓器有有載調(diào)壓變壓器、串聯(lián)升壓器和感應(yīng)調(diào)壓器三種。有載調(diào)壓變壓器與感應(yīng)調(diào)壓器一般用于特定負荷點,串聯(lián)升壓器則用于供電線路。

   調(diào)壓變壓器的調(diào)壓作用是靠改變電力網(wǎng)的無功潮流來實現(xiàn)的。它本身不僅不產(chǎn)生無功功率,而且還因本身勵磁的需要而消耗無功功率。當電網(wǎng)的無功電源不足時,調(diào)壓變壓器的調(diào)壓效果不顯著。相反地,若調(diào)壓變壓器裝設(shè)過多,將加重配電網(wǎng)的無功功率消耗,拉低全網(wǎng)電壓水平,增大網(wǎng)損,降低并聯(lián)電容器的無功出力,嚴重時有可能造成惡性循環(huán)的趨向。

   2.2.3無功補償調(diào)壓

   由于增加了電力網(wǎng)的無功電源,能起到改善電網(wǎng)電壓的作用。裝設(shè)于變電所內(nèi)的無功補償裝置,還可采用分組投切的辦法,對供電地區(qū)實行中心調(diào)壓。

   串聯(lián)電容補償,可用于配電網(wǎng)中進行局部調(diào)壓。距離較長的重載線路,使用串聯(lián)電容補償,效果較好。因其調(diào)壓作用是由線路滯相電流流過串聯(lián)電容而產(chǎn)生的電壓升高來實現(xiàn)的。故線路負載愈重,功率因數(shù)愈低,串聯(lián)電容補償調(diào)壓的作用愈顯著。這種調(diào)壓作用隨線路負載的變化而變化,具有自行調(diào)節(jié)的功能。串聯(lián)電容器所產(chǎn)生的無功功率,也增加了電力網(wǎng)的無功電源,可改善電力網(wǎng)的電壓水平。串聯(lián)電容能使線路受端的電動機產(chǎn)生自勵磁現(xiàn)象,在設(shè)計、使用時,需采取預(yù)防措施。

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