并联电容器无功补偿方案

并联电容器无功补偿方案设计尹兆京课程设计并联电容器无功补偿方案设计指导老师：江宁强尹兆京目录1绪论31.1引言31.2提出无效补偿31.3本论文开展的工作32无效补偿的认识32.1无效补偿装置32.2无效补偿方式42.3无效补偿装置的选择52.4投切开关的选择52.5无效补偿的意义53电容器无功补偿方式63.1串联无效补偿63.2并行无效补偿63.3确定电容器补偿电容64个案例研究64.1通过并联电容器进行无功功率补偿，调压变电站64.2利用串联电容器，改变线路参数进行调压134.3通过并联电容器进行无功功率补偿，提高功率因素155总结211引言1.1引言随着现代科技的发展和国民经济的增长，电力系统迅速发展，负荷日益增加，电力供应容量扩大，出现了大规模的共同电力系统。 电力消耗的增加，必然要求提高电网系统的利用率。 但是，与电网连接的电气设备大多是电感性负载，自然电力要素低，降低影响发电机输出的有效电力的输出，降低影响输电的供电能力的有效电力的容量，增加电力系统的电力损失，增加输电线的电压降等。 因此，连接到电网的许多电器不仅需要有效电力，还需要一定的无功电力。1.2提出无效补偿电网的输出有两部分。 一是有效功率，二是无功功率。 无效，简单地用于电路内的电场和磁场的交换，用于在电气设备中确立和维持磁场的电力。 电机和变压器中的磁场维持在无效电流，输电线路中的电感也被无效消耗，电抗器和荧光灯等所有感应电路都需要一定的无效功率。 为了减少电力传输中的损失，提高电力传输的容量和质量，有必要补偿无功功率。1.3本论文开展的工作主要针对变电站并联电容器无功补偿进行了简单的分析计算，提出了目前在变电站无功补偿实际应用中计算总容量和组的方法2无效补偿的认识2.1无效补偿装置变电站传统无功补偿装置主要调整相机和电容。 随着电力电子技术的发展和电力系统的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等相继出现，作为接通开关的无功补偿可以在一个频率下完成，而且可以进行单相调节。 当前，静止无效补偿设备一般指的是使用晶闸管切断的无效补偿设备。主要有以下三种类型：1 .具有饱和电抗器静止无效补偿装置2 .晶闸管控制电抗器、晶闸管投入电容器、这2种装置统称为SVC3 .采用自转相变技术的静止无效补偿装置高级静止无效发生器。2.2无效补偿方式1 .高压色散补偿。 高压色散补偿实际上设置在变压器的高压侧，是一种改善电源电压质量的无功补偿电容器。 主要用于城市高压配电。2 .高压集中补偿。 所谓高压集中补偿，是将电容器设置在变电站或用户降压变电站6 kV 10 kV的高压母线上的补偿方式，电容器也可以设置在用户的总配电室的低压母线上，能够适用于负载集中、接近配电母线、补偿容量大的场所，在用户自身存在一定的高压负载的情况下，能够减少电力系统的无效消耗其优点是容易进行自动切割，能合理提高用户功率因素，利用率高，投资少，维护容易，调节容易，避免过度补充，能改善电压质量。 但是，这种补偿方式的补偿经济效益很低。3 .低压色散补偿。 低压色散补偿是指根据个别电气设备失效的需要量，在电气设备附近分散设置一台或者多台低压电容器群，补偿设置场所前的所有高低压线路和变压器的无效功率。 其优点是在电气设备中运行时无效补偿接通，在电气设备中停止运行时补偿设备也退出，可以减少配电网和变压器的无效流动，减少有效损失，减少线路的导线截面和变压器的容量，占位符小。 缺点是利用率低、投资大、变速运行、正反运行、慢进、锁定、反向牵引制动马达不适应。4 .低压集中补偿。 所谓低压集中补偿，是将低压电容器通过低压开关与配电变压器的低压母线侧连接，将无效补偿投入装置作为控制保护装置，通过低压母线上的无效适配直接控制电容器的投入。 电容器的切割是整个组进行的，不能进行平滑的调节。 低压补偿的优势：布线简单，维持运行的工作量少，在无效现场取得平衡，提高配电利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无效补偿常用的手段之一。2.3无效补偿装置的选择选择哪个补偿方式，需要根据环境等知道补偿的线路。2.4投切开关的选择对于无功率补偿装置，选择怎样的电容切断致动器对于装置整体的安全运转是重要的。目前用于电容切割的执行机构主要包括：(1)电容器专用接触器，这种产品在普通接触器上追加限流电阻和限流线圈来限制接通冲击电流。 接线简单，运行成本低，价格便宜。 但是，仅适用于接通冲击电流和切断时发生过电压、负载无功功率变化大、不频繁操作、系统动作平稳的情况。(2)晶闸管电子开关，此类产品具有电压过零接通、电流过零切除、反应速度快等特性，能够实现无电容器接通冲击电流、无过电压、无电弧、快速动态补偿功能，特别适用于需要频繁接通电容器的无功补偿情况。 然而，晶闸管也存在损耗大、散热差等不足，影响无效补偿装置的可靠性，且成本相对过高。(3)复合开关、复合开关的工作原理具有晶闸管与交流接触器并联连接，在接通电容器的瞬间，晶闸管工作，正常接通期间，接触器可靠闭合，晶闸管过零的优点和接触器不消耗的优点。 接通电容器时，切断保证电压过零接通的电容器时，保证电流为零off，保证快速接通时，避免了冲击电流、高次谐波注入、接点烧损。 另外，在正常工作时，利用接触器的导通容量大、电压降小、功耗小、工作可靠等优点，不会带来高温上升、高功耗的问题。 复合开关操作频繁适当，装置整体寿命长，价格比较适宜。为了保证投切开关的长期可靠运转，需要注意以下几点(1)切断开关的额定电流必须与切断的电容器的额定电流一致。(2)使过电流流过投切开关的连接端子，以满足额定电流。(3)投切开关端子的接线必须可靠。2.5无效补偿的意义无功补偿技术是提高电网供电能力、降低电压损耗、降低网损的有效措施。 电力电容器具有无功补偿原理简单、安装方便、投资小、有效损耗小、运行维护简单、安全可靠等优点。 因此，目前，为了随着电力负荷的增加而提高电力网系统的利用率，通过使用补偿电容器进行合理的补偿，能够提高电力供给的质量，获得明显的经济效果。3电容器无功补偿方式电容器无效补偿可分为串联无效补偿和并联无效补偿。3.1串联无功补偿串联电容器上升的末端电压数值QcX/V随无效负载增大而增大、减小，正好符合调压要求，是串联电容器调压的显着优点。 但是，在负载功率因数高(cos0.95 )或导线截面小的线路中，PR/V成分的比重大，因此串联补偿的调压效果小。 另外，串联补偿还可能引起铁磁共振和自励磁等多种异常现象。3.2并联无功补偿并联无效补偿和串联无效补偿的一个作用是减小电压损耗中的QcX/V分量。 并行补偿可以降低q，并行补偿的采用可以从节省的网损中得到补偿，但是并行补偿在降低网损和提高用户功率因数方面远优于串行补偿。3.3电容器补偿电容的确定无功补偿电容应当由无功功率曲线或无功补偿计算方法确定，其计算公式是：QC=p(tg1 - tg2 )或QC=pqc式中： Qc:补偿电容器电容P:负载有效功率COS1:补偿前负载功率因数COS2:补偿后的负载功率因数qc:无效功率补偿率，kvar /kw。4个案例研究4.1通过并联电容器进行无功功率补偿，调压变电站某降压变电站由二次110KV、长70Km架空输电线路供电，导线型号为LGJ-120，单位长度阻抗为0.263 j0.423/Km .变电站的所有变压器并联运行，其参数为：SN=31.5MVA，VN为110KV 变电站的最大负载为40 j30MVA，最小负载为30 j20MVA。 线路最初电压为116KV，无变化。 变电站二次侧母线的容许电压偏移为最大最小负载时额定电压的2.5%7.5% (提供单相、0.66KV、40KVA为标准的电容器)。电路图如下所示根据调压要求决定变电站二次侧母线所需补偿的电容器最小容量解： (1)变电站二次侧母线所需补偿电容器的最小容量总阻抗所以呢确定变压器抽头电压而无最小负载时的补偿最近抽头电压为110kV，降压变压器的变比为补偿容量：取补偿电容Qc=3Mvar检查变电站二次侧母线电压事故变电站二次侧母线电压满足调压要求。要构建3Mvar等效容量组，请执行以下操作：Icmax=(A )使用提供的电容器构建时：各个电容器的额定电流和额定容量阻抗分别为：=60.61(A )总个数，不经济其他电容器：选择BFM211/-200-1W、11/Kv、200Kvar、单相、卧式、苄基甲苯浸渍、全膜则为了保险，总个数与m=3、n=5构成等价并联电容器。变电站负荷在40 j30MVA30 j20MVA之间。1、设定电压的偏差随着负载的加重而减小，用EXCEL计算如下初级电压负荷补偿前电力损失总电力末端电压V1P1Q2S-PS-QP2Q2V2111630200.3.30.9889723.757632106.3785211631211.4.32.0665625.05213105.9026311632221.4.33.147226.358949105.423411633231.4.34.2308827.67642104.9397511634241.5.35.31536129.00591104.4526611635251.5.36.40793830.34696103.9619711636261.5.37.5001931.699157103.4674811637271.5963046.0637438.59630433.06374102.9691911638281.6.39.6949434.43947102.46721011639291.6.40.7968835.82677101.96151111640301.901867.2256241.9018637.22562101.4521要求补偿电容补偿后电压偏移电压电力损失总电力末端电压V2cQc小组Sc-PSc-Q电脑Qc小组V2补偿前补偿后1107.53.0.3.3931230.8931119.94574107.53526.378%7.535%21073.0.3.31.9678621.31961107.03575.903%7.036%3106.53.1.3.33.045622.69279106.53625.423%6.536%41063.1.4.34.1262824.06522106.03674.940%6.037%5105.53.1.4.35.2098325.43687105.53724.453%5.537%61053.11691.4.36.29622126.80771105.03773.962%5.038%7104.53.1.5.37.3853728.17769104.53833.467%4.538%81043.1.5.6124438.4772529.54681104.03882.969%4.039%9103.53.1.5.39.57528230.91505103.53952.467%3.539%101033.1.6.40.66980432.28239103.04021.961%3.040%11102.53.1.6.41.7688433.64883102.5411.452%2.541%根据计算，当设定电压偏移随着负载的加权而逐渐变小时，仅