配電網(wǎng)無功補(bǔ)償簡單介紹

隨著我國配電網(wǎng)自動化的不斷發(fā)展，對配電網(wǎng)無功平衡提出了更高的要求。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運(yùn)行所不可缺少的部分。無功功率和有功功率一樣也是輸配電網(wǎng)中不可缺少的組成部分，無功功率對供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行是十分重要的。功率因數(shù)過低，電氣設(shè)備將得不到充分利用、電力網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力也會下降、損耗增加、系統(tǒng)電壓下降還會導(dǎo)致設(shè)備損壞?？梢?，解決好網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償問題，對網(wǎng)絡(luò)降損節(jié)能有著極為重要的意義。

無功功率同有功功率一樣必須保持平衡，負(fù)載所需要的感性無功必須要由電網(wǎng)中裝設(shè)的無功電源(發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、靜止無功補(bǔ)償器、并聯(lián)電容器等)發(fā)出的容性無功來提供補(bǔ)償。降低電力線路無功功率的有效途徑就是人工無功補(bǔ)償以提高線路功率因數(shù)，所謂無功補(bǔ)償，是指在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)等設(shè)備，以向感性負(fù)荷設(shè)備提供無功功率，從而減少由輸電線路輸送的無功功率。在長距離輸電線路中選擇合適地點(diǎn)裝設(shè)無功動態(tài)補(bǔ)償裝置，可以改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能、提高輸電能力。

比較常用的方法就是并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。在輸電線路上裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償不但可以補(bǔ)償線路損耗，而且能夠給線路提供無功電源。電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)元件及負(fù)荷的阻抗主要是電感性的，如：變壓器、輸電線、異步電動機(jī)以及大多數(shù)家用電器，這些負(fù)荷的自然功率因數(shù)約為0.6～0.8，正是由于電網(wǎng)中存在如此大量的感性負(fù)載，所以就需要提供足夠的無功功率。而由電源提供的無功功率是有限的，因此必須采取無功補(bǔ)償措施。如果不經(jīng)過無功補(bǔ)償而直接接入電網(wǎng)，這些無功功率都將由發(fā)電機(jī)提供并且要經(jīng)過長距離的輸電線路傳送，這勢必會增加電網(wǎng)負(fù)載、電壓降和線路損耗，顯然是不合理、不經(jīng)濟(jì)、也是不可能的。而最合理、最有效的方法就是在需要消耗無功的地方或附近就地產(chǎn)生無功，具體措施就是在需要無功的地方的就近適當(dāng)位置安裝所需容量的電容器。并聯(lián)電容器是電力系統(tǒng)中常用的一種無功補(bǔ)償?shù)难b置。本文研究的控制系統(tǒng)就是采用的投切并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償?shù)氖侄?。無功補(bǔ)償原則和方式

(1)無功補(bǔ)償原則我國電力管理部門早已充分認(rèn)識到無功補(bǔ)償?shù)闹匾?，因此提出了無功補(bǔ)償?shù)幕炯夹g(shù)原則，以求達(dá)到良好效果①無功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)分級就地平衡的原則進(jìn)行配置，全面規(guī)劃、合理布局、分級補(bǔ)償、就地平衡。采用集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合、以分散補(bǔ)償為主，高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償相結(jié)合、以低壓補(bǔ)償為主，靜態(tài)補(bǔ)償和動態(tài)補(bǔ)償相結(jié)合，調(diào)壓和降損相結(jié)合、以降損為主的基本原則。②電力用戶無功補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到如下要求：IOOkVA及以上高壓供電的電力用戶，變壓器一次側(cè)功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上;其它電力用戶功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90以上。③各電壓等級的變電站應(yīng)根據(jù)實際需要合理配置適當(dāng)類型的無功補(bǔ)償裝置，再根據(jù)算法計算結(jié)果確定無功補(bǔ)償?shù)娜萘?。所裝設(shè)的無功補(bǔ)償裝置應(yīng)以不引起系統(tǒng)諧波明顯放大為原則。

(2)無功補(bǔ)償注意事項①補(bǔ)償電容器組的中性點(diǎn)應(yīng)不直接接地，以避免電容器組的單相電容器被擊穿而引起線路的相間短路;②無功補(bǔ)償裝置應(yīng)采用自動投切裝置和過電壓保護(hù)裝置，以防止過補(bǔ)償和電壓升高損壞電容器及其它設(shè)備;③在無功補(bǔ)償電容器回路上可裝設(shè)一定容量的串聯(lián)電抗器，以避免電容器容抗與系統(tǒng)感抗形成諧振。

(3)無功補(bǔ)償方式根據(jù)上文提到的無功補(bǔ)償?shù)幕炯夹g(shù)原則，采用無功補(bǔ)償裝置就地?zé)o功補(bǔ)償、提供無功功率，就可以避免由輸電系統(tǒng)(電源)傳輸無功功率的弊端，從而降低網(wǎng)絡(luò)損耗、提高系統(tǒng)的傳輸功率。對于電力系統(tǒng)而言，在高壓側(cè)或低壓側(cè)均可進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)前，國內(nèi)外廣泛采用在線路上安裝并聯(lián)電容器作為主要的無功補(bǔ)償手段。這種方法安裝方便、維護(hù)簡單、建設(shè)周期短、造價低、自身損耗小，既可以集中安裝，又可以分散安裝。本文所研究的無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)正是采用的在線路上補(bǔ)償電容器的方法。這種方法的無功補(bǔ)償方式一般有三相固定補(bǔ)償、三相動態(tài)補(bǔ)償、單相動態(tài)補(bǔ)償?shù)汝?。

(4)無功補(bǔ)償裝置安裝位置的確定本文所研究無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)采用的是在線路上分散補(bǔ)償，即將無功補(bǔ)償終端裝置分散安裝在供電距離遠(yuǎn)、負(fù)荷重、功率因數(shù)低的線路上。無功補(bǔ)償裝置安裝地點(diǎn)的選擇應(yīng)符合就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)脑瓌t，而負(fù)荷在線路上的分布狀況不同，安裝地點(diǎn)也應(yīng)該不相同。對于較短的無功負(fù)荷均勻分布的配電線路，其安裝位置應(yīng)在線路長度的首端[2/5]處和尾端[4/5]處;對于負(fù)荷集中的線路則應(yīng)選擇在負(fù)荷集中處安裝。