电力系统中的无功补偿

电力系统中的无功补偿无功补偿的必要性在电力系统中，如变压器、电动机等很多工作时需要励磁的设备都需要从电力系统中吸收无功功率；假设不进展无功功率补偿，通常会造成两个主要问题：在电力传输系统中，假设说消灭了无功功率缺乏的现象，那么就会导致电力系统中的电压以及功个电网掌握系统瓦解，从而造成片区大面积的停电。电力电压以及功率因素的降低，会导致电力系统中的电气传输设备无法得到有效的利用，从而困扰。因此国家相关政策规定，各级电压的电力网和电力用户都要提高自然功率因数，并按无功分层分区和就地平衡以及便于调压的原则, 安装无功补偿设备和必要的调压装置， 户都要提高调压装置和无功补偿设备的运行水平。无功补偿的作用提高电压质量将线路中的电流分为有功电流 la和无功电流lr,则线路中的电压损失为：U=3〔lRIXJ^3P^QXla r其中，P为有功功率，Q为无功功率，U为额定电压，R为线路总电阻，Xi为线路感抗。因此，提高功率因数后会削减线路上传输的无功功率， 会减小电压损失，从而提高了电压质量。提高变压器的利用率，削减投资电力系统功率因数提高，相应变压器的利用率也会提高：100%二口-^^〕100%0S cos①2由此可见，补偿后的变压器利用率提高了 .詬％，可以带更多的负荷，削减输变电设备的投资。削减用户电费支出不仅可以避开功率因数低于规定值而受罚， 而且还可以削减用户内部因传输和安排无功功率而造成的有功功率损耗，电费可相应降低。无功补偿的根本原理电力系统的网络元件的阻抗主要是感性的， 需要容性无功来补偿感性无功。 将电容并入RL支路后，电路如图〔a〕所示，该电路的电流方程为•••1 1l1rl由图〔b〕的相量图可知，并联电容后， U与I的相位差变小了，即供电回路的功率因rl(b)(c)数提高了，此时电流滞后于电压，这种状况为欠补偿。假设电容 C的容量过大，会导致电流超前于电压，这种状况称为过补偿，rl(b)(c)(1)引起变压器二次侧电压上升。(2)容性无功功率在输电线路上传输同样会增加电能损耗。(3)假设供电线路电压上升，还会增大电容器本身的功率损耗，温升也会减小电容的寿命。无功补偿的具体措施无功补偿有很多种方法，按补偿装置的应用及补偿状态可以分为机械旋转类无功补偿、静止类无功补偿、复合类无功补偿。机械旋转类无功补偿的具体措施包括同步调相机、 同步发电机和同步电动机。同步调相机可以看成是一种不带任何负载的同步电动机， 其补偿特点是既能过励磁运行， 率使电压上升，也能欠励磁运行吸取感性无功功率使电压降低。 早期对功率因数补偿要求较高的场合，通常承受这种方式，有时，这种电机也称之为同步补偿机； 同步发电机是最早使用的无功补偿设备之一，在现代大电网的运行环境下， 同步发电机已不能称为特地的无功补偿设备了， 只是在保证自身正常运行的前提下为系统供给适当的无功功率， 其原理也是通过调整发电机的励磁电流来实现；在很多时候，同步电动机是用来改善配电系统的功率因数的， 依据需要进展连续、平滑调整，也可向电网供给无功功率，使低转速负载能在稳定条件下运行，并具有较高的效率，增加过载力量。但这种补偿方式的设备一次性投资较高，使用维护比较麻烦。静止类无功补偿器是指补偿设备在运行时是固定不动的，具体措施包括固定电容和静止无功补偿器。固定电容的工作原理是通过增加容性无功来补偿负载侧的感性无功需求，以提升负载电压的稳定。这种早容的投切时刻很难准确定位，因而它的致命缺点是：合闸涌流大；静止无功补偿器