无功补偿技术在变电站的应用实践

1、无功补偿技术在变电站的应用实践 无功补偿技术在变电站的应用实践 中图分类号： TM63 文献标识码： A 一、无功补偿在变电站中的作用 功率可分为两个组成局部，一个是有功功率，另一个是无功功率，有功功率是能使得我们日常设备正常运行所需要的电功率，这是日常设备要想转化成人们所需的能量就需要有功功率来完成，比方说机械能、光能、热能等；无功功率就是用来辅助我们用电设备工作时消耗的电能，主要是在建立磁场上面，设备的机能转换都需要建立磁场才可以进行传递和转化，它们的运行消耗的就是无功功率，要知道无功功率不存在设备就不能正常运行，但是也要认识到，无功功率也是要消耗很多能量的，这是我们不想看到的，因为无功功

2、率消耗太多的话会直接影响到电压的质量，进而使得设备转化能力下降，电能的消耗也会随之增加，所以说解决的关键问题就在于无功功率上。 2 我国电力系统无功补偿的现状 现在电力部门也在随着经济的开展不断地进步，在进步的同时也给我们带来了巨大地挑战，电网建设快速开展，随之增加还有我们的电力负荷，它的增加也表示着电力对无功需求也会大幅度的上升，这也就表示着无功功率会出现大量存在不平衡的状态，下面是我国在电力系统需要对无功补偿采取几种方法措施： 1同步调相机：这个主要是指设备在没有动力也没有机械负载的情况下运行的、能够提供或者吸收无功功率的同步电机，主要的作用就是改善电网的功率因数，保持电压的平衡和正常，同

3、步调相机在早起是属于无功补偿装置中比拟典型的代表，因为这种方式在进行无功功率补偿的时候响应有点慢，加上运行维护都比拟复杂，大局部都是高压侧集中补偿，所以目前来说这种方式还是比拟少使用的；2并补装置：在无偿功率补偿装置中，并联电容装置目前来说应用比拟广泛的一种方式，也对提高功率因数好降低电网线路算好，提高电压质量是非常有帮助的，在电网中，并联电容器等补偿设备安装后，可以相对减少电网电源向感性负荷提供的无功功率，但是电容的补偿只是固定的无功补偿，归根结底还是电容补偿方式仍然是一种有级的无功功率的调节，并不能实现平滑无级的无功调节；3并联电抗器：现在所用的并联电抗器的容量一般是固定的，它可以补偿线路

4、里的容性充电电流，吸收容性负荷，就是限制电压升高保持电压稳定，用来保证整个线路的稳定可靠运行。 上面所说的几种无偿功率补偿方式运行工作中都有一定的作用，能够取得一定的效果，但是在实际情况中还是会出现一些问题，下面主要是介绍的容易出现的问题： 1补偿方式问题：现在的电力部门在对无偿功率进行补偿的时候往往出发点就是错误的，不注意及时的向系统倒送无功功率，单纯的只注意到补偿功率因素，这样是不对的，应该从降低电网电能损耗为出发点；2谐波问题：谐波的存在会对电能的转化、传输等发面造成困难，使得电能利用效率降低，也会使电容器设备发生过热或者振动噪音过大的情况，会对电容器设备的使用寿命产生影响，甚至有可能发

5、生故障或者烧毁等现象，这是非常危险的，同时由于电容器对谐波的作用也是非常大的，也会使系统的谐波干扰更加的严重；3无功倒送问题：无功倒送在电力系统中时严禁存在的，尤其是在电力负荷处于低谷的时候，如果实施无功倒送可能会使得电压偏高，所以是不允许存在的；4电压调节方式的补偿设备带来的问题：在电力系统中一局部无功补偿设备是根据电压来确定无功投切量的，线路电压中的波动主要是因为无功功率的变化引起的，但是线路的电压水平主要是由整体的电力系统来决定的，所以就有可能会出现无功过补或者欠补的情况出现。 二、运行中出现的问题与改良方案 无功补偿装置安装调试后，经过试验开始投入试运行。试运行不到一个月，突然发生了两

6、路电容器发生膨胀、喷油、熔断器烧损、真空接触器燃烧事故。经检检查测试，发现投切电容用的真空接触器的触点存在合闸抖动现象，最多合闸一次触头抖动十余次，合闸时造成电容器电极板电荷累积形成了过电压而使电容击穿，相间形成短路，由于真空接触器不具有断开短路电流能力，保护跳开接触器时，真空泡爆炸，使其燃烧。 真空接触器存在上述问题，而晶闸管投切方式又投资较大，经测试真空断路器虽然有切断短路电流能力，但触头仍存在抖动现象，真空接触器与真空断路器的触点都是平拍式由于合闸较快触头反弹而形成抖动，少油断路器与六氟化硫断路器触头多采用插入式，经测试没有抖动现象，少油断路器额定开断次断较低，检修周期短，不适合应用到电

7、容器控制电路中，所以选择六氟化硫断路器作为投切开关较合理。 需要指出的是由于电容器回路串联的电抗器，电容两端电压要比电网电压高5%左右，因此电容器的额定电压要高于电网电压10%才能满足运行要求。 三、电力无功补偿的关键技术 动态无功补偿的意义主要表达在以下方面：降低供、配电系统的损耗，提高供配电系统的利用率(增容)；通过对功率因数的调整，实现对供、配电系统网络电压幅值的控制；稳定供、配电系统的网络电压；降低谐波电流对供电系统的破坏作用。 1、电力负荷的功率因数 功率因数是指电力网中通过线路、变压器的视在功率供应有功功率所占百分数。在电力网的运行中，功率因数越大越好，如能做到这一点，那么通过电力

8、设备的视在功率将大局部用来供应有功功率，以减少无功功率的传输，减少有功功率损耗。适当提高用户的功率因数，充分发挥供电设备改善电压质量。在这种情况下，当无功功率为零时，那么其功率因数为l。因此，提高功率因数实际上就是减少用电设备的无功功率需要量。 2、并联电容器补偿无功功率的作用及方法 (1)并联电容器无功补偿的作用。用电容器进行无功补偿去提高用电负载的功率因数，既能降低电网线损，又能提高电压质量的一种普遍应用的重要的节电措施和优质供电的措施。因此，无功补偿降低电网线损和降低电压损耗的计算方法具有普遍性。提高功率因数既能降低电网的有功功率损耗，又能降低电网的无功功率消耗，同时又提高了变压器和电力

9、线路的容量利用率和减少电压降。并联补偿是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数。 (2)无功补偿电压的调整。并联补偿电容器的投入与切除都要引起变压器负载侧电压的变化，因此可以通过电容器投入与切除来提高变压器负载侧的电压质量。 3、基于变电站的智能无功补偿系统软硬件设计 无功补偿无级调节的实现 采用MOC3061光电双向晶闸管驱动器触发晶闸管，其以绝缘电压可达7500V的光电隔离输入与输出，且内部采用过零检测电路，使电容两端电压很方便地动态跟随电网的最高电压变化而变化，从而减少晶闸管导通投入电容时产生的冲击电流。MOC3061光电双向晶闸管驱动器由输入和输出2局部组成。 硬件结构 系统的核心装置智能无功优化控制器的硬件结构由l6位工业用单片机80C196KC、存储器与IO接口、电量测量、温度检测、执行机构、键盘液晶显示器、通信等模块组成。系统的电压互感器与电流互感器传变的电压和电流信号，经相应转换并由单片机进行交流采样，之后再计算出各项电网参数，根据控制规律向执行机构输出控制信号，完成电容器投切。控制系统中的主芯片80C196KC单片机负责控制8路电力电容器的投切，接收采样信号及发出控制命令。