变电站无功补偿装置.docx

变电站无功补偿装置 (包头供电局变电一所，内蒙古 包头 014030) 摘 要： 针对在电力系统中，由于无功功率不足会使 系统电压及功率因数降低，从而损坏用电 设备，严重时会 造成电压崩溃，使系统瓦解，造成大面积停电的问题，指 出要尽量避免发电 机降低功率因数运行，同时也防止向远 方负载输送无功引起电压和功率损耗，应采取就地无 功补 偿措施在用户处实行低功率因数限制。 关键词：电力系统；无功率自动补偿器；变电站 中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编 号： 10076921(XX)13011001 在电力系统中，由于无功功率不足，会使系统电压及 功率因数降低，从而损坏用电设备，严 重时会造成电压崩 溃，使系统瓦解，造成大面积停电。另外，功率因数和电 压的降低，还会 使电气设备得不到充分利用，造成电能损 耗增加，效率降低，限制了线路的送电能力，影响 电网的 安全运行及用户的正常用电。 在电力系统中除发电机是无功功率的电源外，线路的 电容也产生部分无功功率，在上述两种 无功电源不能满足 电网无功功率的要求时，需要加装无功补偿设备。 无功补偿应按分层、分区和就地平衡的原则考虑，并 能随负荷和电压进行调整，保证系统各 枢纽变电站电压的 正常和事故后均能满足规定的要求，避免经长线路或多级 变压器传送无功 功率。 1 无功补偿设备的类型 1.1 无源补偿设备装置 有并联电抗器、并联电容器和串联电容器。这些装置 可以是固定连接式的或开闭式的，无源 补偿设备仅用于特 性阻抗补偿和线路的阻抗补偿，如并联电抗器用于输电线 路分布电容的补 偿以防空载长线路末端电压升高，并联电 容器用来产生无功以减小线路无功输送，减小电压 损坏； 串联电容器可用于长线路补偿(减小阻抗)等。 1.2 有源补偿装置 通常为并联连接式的，用于维持末端电压恒定，能对 连接处的微小电压偏移做出反应，准确 地发出或吸收无功 功率的修正量。如用饱和电抗器作为内在固有控制，用同 步补偿器和可控 硅控制的补偿器作为外部控制的方式。 2 无功补偿设备的作用 2.1 改善功率因数 要尽量避免发电机降低功率因数运行，同时也防止向 远方负载输送无功引起电压和功率损耗 ，应在用户处实行 低功率因数限制，即采取就地无功补偿措施。 2.2 改善电压调节 负载对无功需求的变化，会引起供电点电压的变化， 对这种变化若从电源端(发电厂)进行调 节，会引起一些问 题，而补偿设备就起着维持供电电压在规定范围内的重要 作用。 2.3 调节负载的平衡性 当正常运行中出现三相不对称运行时，会出现负序、 零序分量，将产生附加损耗，使整流器 波纹系数增加，引 起变压器饱和等，经补偿设备就可使不平衡负载变成平衡 负载。 3 电力系统中消耗无功功率的设备 电力系统中消耗无功功率的设备主要有用电设备、电 力线路和变压器。 用电设备：由于大多数用电设备的功率因数均小于 1， 因此在设备运行中要消耗无功功率。 电力线路：电力线路上的无功功率损耗包括线路电抗 中的无功功率损耗和并联电钠中的无功 功率。 变压器：变压器的无功功率损耗由两部分组成，励磁 支路的无功功率损耗和绕组漏抗中的无 功功率损耗。励磁 支路的无功功率损耗与变压器所施加的电压有关，绕组漏 抗中的无功功率 损耗与变压器的通过功率成比例。 在超高压电网中，由于电压等级高，输电线路长，其 分布电容对无功功率平衡有较大的影 响。当传送功率较大 时，线路电抗中消耗的无功功率将大于电纳中产生的无功 功率，线路为 无功负载；当传送功率较小时，电纳中产生 的无功功率大于线路电抗中的损耗，线路为无功 电源。但 在实际运行中，按线路最小运行方式配置的补偿度约为 70% 的并联电抗器长期是投 运的，这对线路传输功率较大时的 无功功率平衡是不利的。另一方面，无功功率的产生基本 上没有损耗，故无功功率不宜长距离输送。所以一般在超 高压枢纽变电站主变压器低压侧安 装无功补偿装置，来满 足无功功率的就地平衡，使其平衡在系统额定电压运行水 平。变电站 的无功补偿：并联电容器补偿，串联电容器补 偿，静止补偿器；超高压变电站常采用断路器 投切无功补 偿装置和无功静止补偿装置。当电压滞后电流时，则为滞 相，此时输出为容性； 当电压超前电流时，则为进相运行， 此时输出为感性；静补进相运行时吸收无功，滞相运行 发 出无功。 无功率自动补偿器适用于低压配电系统电容器CM(22 补偿装置的自动调节，使功率因数达到用户预 定状态，提 高电力变压器的利用率，减少线损，改善供电的电压质量， 从而提高了经济效益 与社会效益。其功能特点有：以无功 功率计算投切；电容量、补偿精度高；功率因数测量高 ； 自动识相功能；自动与人工两种工作模式；控制参数全数 字可调直观使用方便；人机界面 友好操作方便；自动手动 两种运行方式；具有掉电保护功能数据不丢失；具有过电 压和欠电 压保护功能；电流信号输入阻抗低0.01。 变电站并联电容器的接线一般可分为型和 Y 型。 型接线的优点是不受 三相电容器容抗不平衡的影响，可补 偿不平衡负荷，可形成 3n 次谐波通道，对消除 3n 次谐波 有利；缺点是当电容器等发生短路故障时，短路电流大， 可选用的继电保护方式少。故一般 选用可补偿不平衡负荷 时的 3n 次交流滤波和用于 6kV 及以上并联电容器组。特别 注意是：Y 接 线的中性点不能接地，以免单相接地时对通 信线路构成干扰。 变电站起着接收和分配电能的作用，做好变电站的无 功补偿和谐波抑制工作，不仅能改变供 电电压的质量，而 且能提高系统的稳定性，