浅谈電力工程配電網無功功率補償的應用

 

        電網中的電力负荷如電動機、變壓器等，大局部屬于理性负荷，在運转過程中需嚮這些设備提供相應的無功功率。在電網中裝置并聯電容器等無功補償设備以後，能够提供理性负载所耗费的無功功率，减少瞭電網電源嚮理性负荷提供、由线路保送的無功功率，由于减少瞭無功功率在電網中的活動，因而能够降低线路和變壓器因保送無功功率形成的電能损耗，這就是無功補償。江门50平电缆线出租對無功功率损失停止瞭剖析，并提齣其對電網的影響與改善原理，進而引見瞭無功補償的根本辦法與應用安裝。

 

1、無功功率的性質剖析

 

       無功功率在一定的時间内會從電氣设備上取得能量，也會在某個時间内將電氣捨不得電磁能量以感應電流的方式補償给電源，假如在理想狀態下，無功功率是不會消逝的，而是在電源與電氣设備之间停止電磁转换。交流電的大小和指嚮是较爲復雜的，因而在交流電路中會呈现電磁场的復雜變换，從而在存在线圈的元件兩端產生電動勢，這就招緻瞭電感參數的變化。變化的電磁场在電路中會惹起電荷的挪動，也會招緻電容參數的改動。所以無功功率有理性與容性的區彆。如電動機的耗费即爲理性，而電容器则是容性。在電網中由于存在大量的電感元件，因而需求耗费的無功功率也就隨着增加，因而需求在電力工程中充沛思索對無功功率的補充。       

 

2、電力工程中無功功率的影響和無功補償

       2.1無功功率的影響

       如前剖析，電磁线圈的電氣设備必需在工作中附加電氣元件削弱其產生的無功功率。如電動機的转子磁场需求電源獲得的無功功率來樹立，變壓器也會耗费無功，纔幹讓一次绕组工作并產生感應電壓，因而無功功率在電力工程中會產生以下影響：由于传输中的無功功率的影響會招緻有用功功率呈现耗费，如客户需求的有功功率一定時假如電網的無功功率增加则電網的损耗也就會增加；無功功率對電壓也會形成损耗增加；無功功率會招緻變電设備的供電纔能降落；會形成發電機的有功功率降落；形成功率因數降低，而影響電網的運转環境，使得電氣设備不能發挥作用。基于以上的影響，不管是從節電層麵還是供電質量上都應當對電力工程中存在的無功功率停止補償，以此改動運转中的功率因數，從而進步電力供给的纔能與经濟性。

       2.2無功功率補償

       無功補償就是在電網的理性负荷中设置相應的電容设備，以此補償電理性负荷惹起的無功功率，從而降低無功功率在電網中呈现的數量，改動功率因數而進步供電質量。在交流電路中，單纯的電阻元件负载電流與電壓的相位應是分歧的，纯電感负载電流滯後電壓爲90°，也就是纯電容中電流與纯電感中的電流相位差180°，能够完成抵销，即電源嚮外部供電，理性负载嚮外释放的能量在兩種负荷间互相變换，理性负荷所需求的無功功率就能够在容性负荷產生的無功功率上取得補償，這就完成瞭補償的目的。

 

3、電力工程背景下的無功補償與安裝

       3.1無功功率補償的方式

       通常在電力工程中配電網络的無功補償有以下幾種措施，即電站補償、低壓補償、杆塔補償、用户補償等，详细的方式爲：

（1）變電站補償方式：對無功功率停止均衡需求在變電站停止集中控製與補償，這樣的補償目的就是從源頭改動電網配電的功率要素，较终到達進步终端變電所電壓的效果，對主變壓器無功损耗停止補充。這些補償设備通常衔接在變單站的母线上，從工程角度看守理與维護都较爲便當，但是關于配電網的损耗降低意義不大。

（2）低壓補償方式：在我國采用较多的就是低壓補償，即在變壓器的低壓侧停止補償。補償的设備主要依據用户的狀况停止選择，投入與數量相對應的電容器即可完成跟踪補償。主要的目的就是進步網络中變壓器用户的功率因數，以此到達補償的效果。低壓補償能够對電網和變壓器的损耗停止補充，同時也可保證用電客户的電壓程度。此類補償设備普通是以功率因數或者無功功率爲根底的電容器投切係统，其補償的準繩就是保證用户的用電質量。但是在應用中無功功率投切的量有可能會與實践需求相差较大，這樣就會招緻無功功率補償缺乏或者過大的狀况，對電力係统的運转也有一定的负麵影響。

（3）杆塔補償方式：配電網络散佈宽廣，多數的公用變壓器并没有低壓補償，使得無功功率補償遭到瞭一定的限製，所以產生的無功功率的缺口還需求在發電廠或者變電站停止補充，大量的無功功率會沿着线缆停止活動，從而影響瞭较终的配電效率。這樣就需求在杆塔上停止無功功率補償，如在10kV用户外并聯電容器置于杆塔上停止無功補償，從而改善電網的功率因數，使之到達降低電壓损耗的效果。但是由于在杆塔上设置電容器间隔變壓器的间隔较大，使得係统的维護措施不易施行，因而進步瞭對其停止遠程控製的本钱，颐養與维護的工作量也隨之增加，工程中施工的環境也遭到限製。较後在轻载的狀况下運转還應避免配電线路上的過電壓與過補償的狀况呈现。所以杆塔上的補償點應因網络而異不易過多，且不设置分组投切來控製其容量。

（4）在终端停止補償的方式：之所以采用终端補償就由于成真的範围擴展，而低壓用户不時增加，企業和工廠關于無功功率的需求量较大，因而直接對终端停止補償也成爲瞭無功功率補償的一種方式。這樣能够在较爲需求的中央停止補償從而進步電網的運转损耗，同時也保證瞭電壓程度。终端補償的缺陷就是過于分散，管理不易完成集中，且负荷的動摇會招緻大量的電容器在轻载是闲置，而降低瞭设備應用效率。

       3.2功率補償采用的设備

       無功功率補償的安裝應依據網络的性質與電壓狀况停止閤理選择，關于各類無功功率補償安裝和计算應停止综閤思索并采用。配電網络中常見的補償安裝有以下幾種。

（1）高壓安裝：在高壓配電網络中此類安裝被普遍應用，其以高壓并聯電容器较爲主要的補償安裝。在應用中被裝置在主變壓器的一侧，作爲對主變無功损耗的降低措施，同時改善功率因數，對變電站齣站端的電壓有较强的改善作用，從而發挥供電设備應有的效率。

（2）中壓安裝：在中壓補償安裝中，我國運用较爲普遍的是幹式自愈型并聯電容器，應用其對中壓網络停止無功功率補償。此類设備的電容元件應用金屬薄膜捲製，捲绕後在顶端停止喷漆，同時應用導线焊接并引齣，其元件的外部则應用樹脂停止封灌，以此保證其隔绝空氣。

（3）低壓安裝：低壓補償安裝是無功功率補償中應用较爲普遍的一種，應用中將其裝置在配電變壓器的低壓侧，也可在電動機的左近裝置，并與之停止同步運转來停止補償，同時也可在工廠配電房或者樓宇的配電房内停止無功補償。

 

4、大容量電力電子安裝

       普通電容器就地補償不恰當:隨着大型電力電子安裝的普遍應用，特彆是采用大容量晶闸管電源供電後，緻使電網波形畸變，谐波重量增大，功率因數降低。更由于此類负载经常是快速變化，谐波次數增高，危及供電質量，對通讯设備影響也很大，所以此類负载采用就地補償是不平安，不恰當的。由于①電力電子安裝會產生高次谐波，在负载電感上有局部被抑止。但當负载并聯電容器後，高次谐波可顺利经過電容器，這就等效地增加瞭供電網络中的谐波成分。②由于谐波電流的存在，會增加電容器的擔负，容易形成電容器的過流、過熱，以至损壞。③電力電子安裝供電的负载如電弧爐、轧钢機等具有衝擊性無功负载，這请求無功補償的響應速度要快，但并聯電容器的補償辦法是難以奏效。

 

5、结语 

      综閤的看，無功功率補償是電力工程中不可或缺的運转技術之一，其控製的電網内的無功功率损耗，并以此進步功率要素的穩定性，保證電網運转與用電设備的平安與经濟性。