电力系统无功补偿知识

不允许向电网倒送无功。因此须装设具有止逆装置的双向计量无功电能表。要求做到“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡〔1〕全网无功平衡与分2〕3〕降损与调压相结合，4〕电力部门补偿与用户补偿相结合。20%30%选择。10KV线路无功负荷和变压器消2/322/3处。实践中一般每条线路安装配电变压器安装低压侧电容器的补偿容量：一般按配电变压器的额定容量的10%~15%来考虑。传统的机械式无功功率补偿装置，承受沟通接触器投切电容器组，投切过程牢靠性，且放电时间长，不能实现频繁投切和快速跟踪补偿。序号负荷分布状况最正确补偿点位置1均匀分布L=0.5S2递增分布L=0.707S3递减分布L=0.293S4集中分布于末端L=S5均匀加集中L1=0.5S L2=S6递增加集中L1=0.707S L2=S7序号负荷分布状况最正确补偿点位置1均匀分布L=0.5S2递增分布L=0.707S3递减分布L=0.293S4集中分布于末端L=S5均匀加集中L1=0.5S L2=S6递增加集中L1=0.707S L2=S7递减加集中L1=0.293S L2=S1〕变电站集中补偿方式，这种补偿方式是将高压电l0kV母线上(21)，主要用以补偿主变的l0kV配电线路本身及其所带的用电设备无功功率，同时利用电容器组的投切装置进展调压，改善系统电能质〔2〕10KV配电线路分散补偿，这种l0kV配电线路上，以补偿配电线路的无功损耗，l0kVl0kVl0kV配电网的无功补偿起到作用不是很明显。由于缺乏牢靠有用的无功补偿设备和合理的l0kVl0kV并联电容器的方法来进展无功补偿(见装的并联电容器远离变电站，简洁消灭保护不易配置，掌握本钱高，维护工作量大，受安装环境和空间等客观条件限制等工程问题。因此，杆上无功功率优化补偿必需结合以下实际工程要求来进展。1)补偿点宜少。一条配电线路上宜承受单点补偿，不宜承受多点补偿。2)掌握方式从简。杆上补偿不设分组投切。3)补偿杆上空间有限，太多的电容器同杆架设，既担忧全，也不利于电容器散热。建议0.951左右即可的方法去处理。4)接线宜简洁。最好是每相只配置一台电容器装置，以降低整套补偿设备的故障率。5)保护方式也要简化。分别用熔丝和氧化锌避雷器分别作为过流保护和过电压保护。6)l0kV馈线上沿线的公用变压器所需无功功率进展补偿;因这种补偿方式具有投资小、回收快、补偿效率较高、便于治理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的长距离配电线路。但是因负荷常常波动，而该补偿方式又是长期固定补偿，适应力量较差，主要是补偿了无功负荷，在线路重载状况下，补0.950对l0kV配电线路进展合理补偿时，还需要留意两个问题:补偿容量不过高，一般按配电线路变压器装接容量的10%来确定;由于线路为了到达最正确的补偿效果，要依据配网无功潮流分布状况来确定单点还是多点补偿点不超过两处〔3〕配电变低压侧集中补偿，这种补的低压380V侧(见图2中的方式3)，利用自动开关进展自动投切，用以补偿配电线路、配电变压器的空载无功功率和漏磁无功功率以及低压电气设备的无功损耗。在这种方式下，补偿装置通常承受微机掌握的低压并联电容器柜，容量在几十至几百乏不等，它是依据用电负荷水平的波动，投人相应数量的电容器进展跟踪补偿。主要目的是提高配电变压器的功率因数，实现无功功率的就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有肯定作用，也保证配电变压器输出的电压水平。目前，容量在100kVA及以上的配电用户按规定都进展了功率因数考核，居于经济的考虑，绝大局部工业用户都能主动的安装自动无功补偿设备进展无功补偿。但是，公用配电变压器没有承受无功补偿设备进展补偿的状况较为普遍。供电部门在投产配电变压器时只是考虑负荷的增长，往往无视了无功补偿设备的投人。而容量大，负荷较为集中，变压器空载和轻载运行的时间较长又是公用配变的显著特点。由于受空载励磁损耗的影响，造成配电变压器功率因数较低，损耗较大。因此，在配电变压器的低压侧进展电容无功补偿对提高配电变压器的功率因数和削减线损是极有帮助的补偿容量可以依据实际状况来确定一般按变压器容量的10%-30%来配置利用自动投切装置进展自动补偿〔4〕用户终端就地补偿这种方式是将电容器设在电动机旁(见图2中的方式就地补偿电动机消耗的无功功率目前，在我国城镇低压用户的用电量大幅增长，企业、厂矿和小区等对无功功率需求都很大，直接对用户末端进展无功补偿，将最恰当地降低电网的损耗和 维持网络的电压水平。指出，容量较大、负荷平稳且常常使用的用电设备，无功负荷宜单独就地补偿。这样，对于企业和厂矿中的电动机，应当进展就地无功补偿即随机补偿针对小区用户终端由于用户负荷小波动大地点分散，无人治理，且终端用户处通常只装有有功电能表，要实现功率因数的测量是不行能的;〔5〕是一项建设性的降损技术措施。因此，电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷顶峰和负荷低谷运行方式下，分(电压)层和分(供电)区的无功平衡，具有敏捷的无功补偿力量和检修备用。无功补偿配置应依据电网状况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合。配电变压器低压侧集中补偿为主，以高压补偿为辅的补偿原则来确定无功补偿设备的合理配置和分布。通过合理的无功补偿手段，保证提高供电功率因数和电压质量的同时，到达降损节能和提高经济效益的最终目的。农村电网季节性负荷线路的无功补偿：承受分散补偿和随机随器补偿。分散补偿方式是指将电容器安装在无功负荷比较密集的线路上，主要用以补偿线路所10KV主干线上，并承受自动投切装置，以便在轻负荷时，电压不至升得过高。自动投切装置的掌握器依据检测到的功率因数，分组投切电容器，使电网功率因数接近1。随机补偿是指对大型电动机特地装设电容器，随器补偿是对变压器特地装设电容器以进展无功补偿。它们都随设备投人而投人，随设备退出而退出，以补偿变压器或异步电动机的固定无功损耗。线路自动无功补偿装置由投切开关、高压电容器组、电抗器、避雷器、熔断器、放电线圈、电压互感器、电流互感器、掌握器和低压掌握回路组成。现有的电容器组有两类接线方式:3倍。但承受三角形接线时，假设电容器组发生击穿短路，注人故障点的能量不仅有故障相健全电容器的涌放电流，还有其他两相电容器的涌放电流和系统的短路电流，爆炸事故较多。星形接线电容器组发低，而且没有其他两相电容器的涌放电流，只有来自同相中健全电容器的涌放电流，爆炸事故较低。但承受星形接线时，假设一相电容器因故障退出运行，由于三可装设过电压保护，故障时自动切除整组电容器。因而，国家标准规定:高压并联电容器装置的接线应优先考虑承受单星形接线，其次再考虑双星形接线，制止使用三角形接线方式。承受真空断路器投切电容器已被广泛应用，只是真空断路器机械寿命较短，本钱较高，不适宜作小容量电容器组的频繁投切。利用晶闸管真空接触器价格低，掌握简便，适于频繁操作，机械寿命高，只是在切除电容器时易发生重燃现象。也有厂家推出了专用的投切电容器组的真空开关。目前的线路补偿装置综合性价比的考虑，多项选择用重击穿概率极低的真空接触器，并设置操作过电压保护。在电容器的投切过程中产生的合闸涌流和操作过电压对电容器本身及投切开关都有危害。当电网中存在谐波时，谐波电压施加于电容器后，由于谐波使电容器的容抗减小，导致通过电容器的电流增大，在基波电流的根底上增加了谐波重量，使电流波形发生畸变。为限制合闸涌流和抑制谐波一般在并联电容器上加装串联电抗器。实际工程中，应依据电容器的容量以及安装地点的具体状况确定是否加装串联电抗器。当电网中谐波含量少，仅为限制合闸涌流，电抗0.1%1%a。当电网中谐波不能无视时，要依据电网中背景容器的接线方式有关。假设电容器组为三角形接线，则只能装在电容器组的电源侧。假设电容器组为星形接线，串联电抗器无论装在电源侧还是中性点侧，限制合闸涌流和抑制谐波的作用一样，但串联电抗器装在中性点侧，正常运行时承受的对地电压低，当母线短路或电容器击穿短路时，电抗器不受短路电流的冲击，对动热稳定也没有特别要求。当串联电抗器装在电源侧时，应考虑承受加强型电尺寸小，重量轻，价格低等优点，但在开断过程中会喷溅出大量的火焰和金属蒸汽。而限流式熔断器价格昂贵。应结合具体的工程状况选择适宜的熔断器。高压击穿，熔断器装在电源侧或中性点侧的作用一样。但当发生套管闪络和极对壳击穿故障时，故障电流只流经电源侧，中性点侧无故障电流，装在中性点侧的熔断器对这类故障不起保护作用。另外，当中性点侧已发生一点接地，假设再发生电容器套管闪络和极对壳击穿故障.相当于两点接地，装在中性点的熔断器将被短接而的操作过电压主要是分闸操作时的过电压，大多消灭在单相重击穿时，两相重击穿和一次操作时发生屡次重击穿的几率很小。一般仅考虑发生单相重击穿时的过电压。电容器是储能元件.电容器组在带电荷的状况下合闸投人运行，可能产生很大的冲击合闸涌流和很高的过电压，将导致电容器的损害。而电容器不能自身将两极间放电至安全电压，所以电容器组必需加装放电器。放电器的放电性能5s内将电容器组上的剩余电压降至50V以下。大容量的电容器组一般承受专用放电线圈。小容量的电容器组可用电压互感器兼作放电器来降低本钱，其二次侧接成开口三角，用作电容器组三相不平衡保护。并联电容器的主要保护方式有:电容器单台熔丝保护、过电流保护、过压保护、欠压保护、操作过电压保护、开口三角电压保护等。电容器组的保护方式可以依据率因数(或无功功率)等都可作为无功掌握物理量。定时投切方式主要适用于定时工作制及无功负荷具有较强的时段性的工况，此方式有明显的局限性，有用性均不强，但方案实施简洁，本钱低。电压投切方式适用于仅把电压作为考核目标的工况，电压波动大时将导致电容投切较频繁，降损效果不明显。功率因数投切方式符合无功补偿的应用习惯，投切掌握准确，但必需考虑线路轻载状况.避开投切频繁。较为合理的是以线路电压和无功功率(功率因数)作为掌握目标，承受电压无功综合掌握策略.依据电压和功率因数的变化，对线路进展补偿。此种方式对提高线路功率因数、削减线损、改善电网供电质具有着良好的应用效果。线路无功负(l)2/32/2/5处，另4/52/5倍的线路所需无功功率。补偿后由无功负荷引起的线损的下降率为96%。无功负荷沿线路0.77592.8%。无0.442倍0.626倍的线路所需无功功率，补偿后由无功负荷引起的线损的86.4%,无功负荷沿线路等腰分布最正确补偿位置在距线路首端距离为线0.7%倍的线路所需无功功率，补偿后由无功负91.7%。依据负荷无功功率的大小及功率因数的实际运行水平自动投切，动态补偿无功功率，改善电能质量，可控硅〔2〕承受三角形接线，对三相负荷进展跟踪补偿;;要求依据〔3〕2倍;〔4〕对〔5〕掌握器具有高牢靠性，而且操作简洁，与系统连接时，不需要考虑沟通系统相序，不会由于相序接错而导致烧坏掌握器或其他器件的现象;依据负荷无功和负荷波动状况，;能在外部故障或停电时自动退出工作，送电后能自动恢复运行。项目项目同步机〔SC〕器〔SR晶闸管控制电抗器〔TCR〕晶闸管投切电容器〔TSC〕混合静止补 静止无功偿器 发生器〔TCR+TSC〕 〔SVC〕响应速度功掌握流〕慢较快较快较快较快快连续连续连续分级连续连续简洁不控较简洁较简洁较简洁简单无大大无大小有限不行可以有限可以可以大较大中小小小大大小小小小电容器的内部故障包括内部元件故障、内部极间短路故障、内部或外部极对2大类，具体有四种：熔断器〔外熔丝〕+继保、内熔丝+继保、外熔丝+内熔丝+继保、单独继保等。继保又依据电容器组的