浅谈无功补偿及消谐装置

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈无功补偿及消谐装置 【摘要】工农业生产规模的进一 步扩大，电力用户除了对电能总量需求 量不断增加外，对供配电系统供电安全 性、可靠性、经济性等也提出了更高的 要求。目前，供配电系统普遍存在供电 线路错综复杂、负荷分布范围广、线损 较高等问题，加上供电区域电力负荷用 电时段带有明显的不确定性，使得系统 供电电压水平波动较大，供电质量较差， 给工农业生产和供配电企业带来巨大的 经济损失，现阶段我国大多电力电子装 置功率因数很低，给电网带来较大额外 负担，并影响供电质量，因此，抑制谐 波和提高功率因数以成为电力电子技术、 电气自动化技术及电力系统研究领域所 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 面临的一个重大课题，正在受到越来越 多的关注。本文简单介绍了无功功率的 补偿问题和现在的无功补偿方法。 中国论文网 /2/view-12911372.htm 关键词无功补偿消谐供电 一无功补偿， 就其概念而言早为人所知，它就 是借助于无功补偿设备提供必要的无功 功率，以提高系统的功率因数，降低能 耗，改善电网电压质量。1.无功补偿的 合理配置原则从电力网无功功率消耗的 基本状况可以看出，各级网络和输配电 设备都要消耗一定数量的无功功率，尤 以低压配电网所占比重最大。为了最大 限度地减少无功功率的传输损耗，提高 输配电设备的效率，无功补偿设备的配 置，应按照“ 分级补偿，就地平衡 ”的原 则，合理布局。(1)总体平衡与局部平衡 相结合，以局部为主。(2)电力部门补偿 与用户补偿相结合。在配电网络中，用 户消耗的无功功率约占 50%60%，其 余的无功功率消耗在配电网中。因此， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 为了减少无功功率在网络中的输送，要 尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所 以必须由电力部门和用户共同进行补偿。 (3)分散补偿与集中补偿相结合，以分散 为主。集中补偿，是在变电所集中装设 较大容量的补偿电容器。分散补偿，指 在配电网络中分散的负荷区，如配电线 路，配电变压器和用户的用电设备等进 行的无功补偿。集中补偿，主要是补偿 主变压器本身的无功损耗，以及减少变 电所以上输电线路的无功电力，从而降 低供电网络的无功损耗。但不能降低配 电网络的无功损耗。因为用户需要的无 功通过变电所以下的配电线路向负荷端 输送。所以为了有效地降低线损，必须 做到无功功率在哪里发生，就应在哪里 补偿。所以，中、低压配电网应以分散 补偿为主。(4)降损与调压相结合，以降 损为主。 2.无功补偿的效益在现代用电企 业中，在数量众多、容量大小不等的感 性设备连接于电力系统中，以致电网传 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 输功率除有功功率外，还需无功功率。 如自然平均功率因数在 0.700.85 之间。 企业消耗电网的无功功率约占消耗有功 功率的 60%90%, 如果把功率因数提高 到 0.95 左右，则无功消耗只占有功消耗 的 30%左右。由于减少了电网无功功率 的输入，会给用电企业带来效益。(1)、 节省企业电费开支。提高功率因数对企 业的直接经济效益是明显的，因为国家 电价制度中，从合理利用有限电能出发， 对不同企业的功率因数规定了要求达到 的不同数值，低于规定的数值，需要多 收电费，高于规定数值，可相应地减少 电费。可见，提高功率因数对企业有着 重要的经济意义。(2)、提高设备的利用 率。对于原有供电设备来讲，在同样有 功功率下，因功率因数的提高，负荷电 流减少，因此向负荷传送功率所经过的 变压器、开关和导线等供配电设备都增 加了功率储备，从而满足了负荷增长的 需要；如果原网络已趋于过载，由于功 率因数的提高，输送无功电流的减少， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 使系统不致于过载运行，从而发挥原有 设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建 企业来说则能降低设备容量，减少投资 费用，在一定条件下，改善后的功率因 数可以使所选变压器容量降低。因此， 使用无功补偿不但减少初次投资费用， 而且减少了运行后的基本电费。 二消谐装置 在供电系统中直接采用电容补偿 的方法比较常见，直接采用电容补偿确 实可以提高功率因数，减少无功损耗的 优点，但对谐波治理却没有起到更好的 作用，甚至有时与电网谐振点发生谐振 而产生谐波放大（导致用电量大大增加） 。所以在我们九钢大多采用消谐滤波补 偿装置，消谐滤波补偿装置主要是由单 调滤波器对谐波的抑制，而一个单调滤 波器是由电容器、电抗器等组成。电抗 器的电感值选择与电容器在某次谐波频 率上产生串联谐振，形成低阻抗电路， 该谐波电流大部份流入滤波器。也就是 我们常说的低通滤波器，对于基波频率， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 滤波器仍同电容器一样向系统提供功率 因数补偿，这也是一个传统意义的电容 器组。供电系统接入消谐滤波补偿装置 后可以做到一举三得。 1、 滤除系统 高次谐波，减少由谐波所产生的一切噪 声干扰和设备线路损耗，节省电能 10%30%左右。 2、 同时对功率因数 进行补偿，使功率因数达到理想要求 0.95 以上（cos0.95 ） 3、 安装消谐 滤波补偿装置不仅同时起到滤除高次谐 波、提高功率因数。而且消谐滤波装置 的增加投入维护也很少，这样既节约成 本又减少耗电能。 2、采用静止无功补 偿装置（SVC）九钢炼钢有两座电弧精 炼钢炉,为解决该电炉变压器对电网产生 电压波动、低功率因数、高次谐波电流 和三相不对称(负序) 电流等问题，我们 采用了静止无功补偿装置（SVC） 。其 典型代表是固定电容器+晶闸管控制电 抗器。静止无功补偿装置的重要特性是 它能连续调节补偿装置的无功功率。这 种连续调节是依靠调节晶闸管阀 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 （TCR ）中晶闸管的触发延迟角 得以 实现的。滤波电容器只能分组投切，不 能补偿连续调节无功功率，它只有和 TCR 配合使用，才能实现补偿装置整体 无功功率的连续调节。由于具有连续调 节的性能且响应迅速。因此，SVC 可以 对无功功率进行动态补偿，使补偿点的 电压接近维持不变。因 TCR 装置采用 相控原理，在动态调节基波无功功率的 同时，也产生大量的谐波，所以，固定 电容器通常和电抗器串联构成谐波滤波 器，以滤除 TCR 中的谐波。 3、静止 无功发生器 SVG 比 SVC 更多先进的现 代补偿装置是静止无功发生器 SVG，SVG 也是一种电子装置。其最基 本的电路仍是三相桥式电或电流型变流 电路。 SVG 和 SVC 不同，SVC 需要 大容量的电抗器，电容器等储能元件， 而 SVG 其直流侧只需要较小容量的电 容器维持其电压即可。SVG 通过不同的 控制，既可使其发出无功功率，呈电容 性，也可使其吸收无功功率，呈电感性。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 采用 PWM 控制，即可使其输入电流接 近正弦波。我们九钢所采用的安徽凯力 的 SVG 产品，使用的效果很好，但由 于在我们轧钢 B、C 线高配室温度高、 灰尘浓度大以及 SVC 产品内触发板极 容易坏等种种原因，现已退出运行。 4、采用消弧、消谐及过电压保护装置 XHG 系列我们九钢 10KV 及 35KV 系 统中采用了安徽凯立科技股份有限公司 消弧及过电压保护装置 XHG 系列设备， 此设备包含了消弧及过电压保护装置 （XHG）和微机消谐装置，消弧及过电 压保护装置（XHG）该装置在出现弧光 拉地时，通过一组可以分相控制的真空 接触器，合故障相接地，达到彻底消除 弧光的目的；微机消谐装置是利用 80196 单片机快速、准确的数据处理能 力实现傅立叶分析，其选频准确。通过 对 PT 开口三角电压的采集，对电网谐 振时的种种频率成份能快速分析，可准 确的辨出：单相接地、电网谐振。如果 是谐振，计算机发出指令使消谐电路投 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 入，消耗电源供给谐振的能量，抑制铁 磁谐振过电压，实现快速消谐，较完善 地解决了电力系