關(guān)于電力系統(tǒng)電壓與無功補償問題探討的論文

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1、關(guān)于電力系統(tǒng)電壓與無功補償問題探討的論文摘要：在電力系統(tǒng)中存在許多的感性負(fù)荷和非線性裝置，這些負(fù)荷需要消耗大量的無功功率。無功功率對電網(wǎng)具有嚴(yán)重的影響。為了確保電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損，保持電壓穩(wěn)定，這就需要控制其管轄范圍內(nèi)的各級變電站，使電網(wǎng)的電壓合格，并實現(xiàn)無功就地平衡。本文闡述了無功功率補償概念，電壓無功功率控制應(yīng)具有的主要設(shè)備，以及電壓無功功率的控制對策進(jìn)行了探討。　　關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)　無功功率　變電站　分層平衡　　　　電力系統(tǒng)中無功補償對電力系統(tǒng)的重要性越來越受到重視，合理地投停使用無功補償設(shè)備，對調(diào)整電網(wǎng)電壓、提高供電質(zhì)量、抑制諧波干擾、保證電網(wǎng)安全運行都有著十分

2、重要的作用。如果系統(tǒng)無功電源不足，則會使電網(wǎng)處于低電壓水平上的無功功率平衡，即靠電壓降低、負(fù)荷吸收無功功率的減少來彌補無功電源的不足。同樣，如果由于電網(wǎng)缺乏調(diào)節(jié)手段或無功補償元件的不合理運行使某段時間無功功率過剩，也會造成整個電網(wǎng)的運行電壓過高。因此，要維持整個系統(tǒng)的電壓水平，就必須有足夠的無功電源來滿足系統(tǒng)負(fù)荷對無功功率的需求和補償線路和變壓器中的無功功率損耗?！　　　∫弧o功功率就地補償?shù)母拍睢　　　o功補償裝置的分布，首先要考慮調(diào)壓的要求，滿足電網(wǎng)電壓質(zhì)量指標(biāo)。同時，也要避免無功功率在電網(wǎng)內(nèi)的長距離傳輸，減少電網(wǎng)的電壓損耗和功率損耗。無功功率補償?shù)脑瓌t是做到無功功率分層

3、分區(qū)平衡，就是要做到哪里有無功負(fù)荷就在那里安裝無功補償裝置。這既是經(jīng)濟上的需要，也是無功電力特征所必需的，如果不這樣做，就達(dá)不到最佳補償?shù)哪康?，解決不了無功電力就地平衡的問題。.　　　　二、無功功率的平衡　　　　在電力系統(tǒng)中，頻率與有功功率是一對統(tǒng)一體，當(dāng)有功負(fù)荷與有功電源出力相平衡時，頻率就正常，達(dá)到額定值50hz，而當(dāng)有功負(fù)荷大于有功出力時，頻率就下降，反之，頻率就會上升。電壓與無功功率也和頻率與有功功率一樣，是一對對立的統(tǒng)一體。當(dāng)無功負(fù)荷與無功出力相平衡時，電壓就正常，達(dá)到額定值，而當(dāng)無功負(fù)荷大于無功出力時，電壓就下降，反之，電壓就會上升。電壓與無功功率之間的關(guān)系要比頻

4、率與有功功率之間的關(guān)系復(fù)雜得多，大體上有以下幾點：　　2.1在一個并列運行的電力系統(tǒng)中，任何一點的頻率都是一樣的，而電壓與無功電力卻不是這樣的。當(dāng)無功功率平衡時，整個電力系統(tǒng)的電壓從整體上看是會正常的，是可以達(dá)到額定值的，即便是如此，也是指整體上而已，實際上有些節(jié)點處的電壓并不一定合格，如果無功不是處于平衡狀態(tài)時，那么情況就更復(fù)雜了，當(dāng)無功出力大于無功負(fù)荷時，電壓普遍會高一些，但也會有個別地方可能低一些，反之，也是如此。　　2.2壓器和架空線路在傳送電能時需要消耗大量的無功，稱為“無功損耗”，一般來說，這些無功損耗與整個電網(wǎng)中的無功負(fù)荷的大小是差不多的，我們以一臺50mva的

5、110kv變壓器為例來了解變壓器在運行中的無功損耗情況?！　∽儔浩鞯膮?shù)為：ue=110kv，se=50mva，uk％=17％，變壓器在傳送電能時的無功損耗的計算式為：　　q=seuk％(i／ie)2　　式中i—變壓器的負(fù)荷電流；　　ic—變壓器的額定電流，與變壓器的無功損耗與變壓器的負(fù)載率、變je器的額定容量及短路阻抗有關(guān)。　　如果這臺變壓器滿負(fù)荷運行，那么它的無功損耗就是：q=50mva×17％=8.5mvar　　此時變壓器的無功損耗相當(dāng)大，其低壓側(cè)安裝的并聯(lián)電容器組的容量甚至不夠補償變壓器滿負(fù)荷時的無功損耗?！　?.3無功功率不宜遠(yuǎn)距離輸送，當(dāng)輸送功率與傳送距離達(dá)到一定

6、極限時，其傳送功率成為不可能，這是由于超高壓等級的變壓器、線路電抗較大，其無功損耗q=i2x相應(yīng)也很大，所輸送的無功功率均損耗在變壓器及線路上了。另外，傳送大量的無功功率時，線路電壓損失也相當(dāng)大，同樣會造成無法傳送的結(jié)果?！　∪?、各種無功補償設(shè)備及補償方式　　　　3.1同步調(diào)相機　　同步調(diào)相機實質(zhì)上是一種不帶機械負(fù)載的同步電動機，它是最早采用的一種無功補償設(shè)備，在并聯(lián)電容器得到大量采用后，它退居次要地位。其主要缺點是投資大，運行維護(hù)復(fù)雜。因此，許多國家不再新增同步調(diào)相機作為無功補償設(shè)備?！　≌{(diào)相機可以安裝強行勵磁裝置，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，電壓劇烈降低，調(diào)相機可以強行勵磁，保持電

7、網(wǎng)電壓穩(wěn)定，因而提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。電容器輸出無功功率與運行電壓的平方成正比，電壓降低，輸出的無功將急劇下降，比如，當(dāng)電壓下降10％，變?yōu)?.9ue時，電容器輸出的無功功率變?yōu)?.81q，即其輸出的無功功率將下降19％，所以，電容器此時不能起到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的作用?！　　　?.2并聯(lián)電容器　　作為無功補償設(shè)備，電容器有以下顯著優(yōu)點：電容器的損耗低，效率高。現(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的0.02％左右。調(diào)相機除了本身的損耗外，其附屬設(shè)備還需用一定的所用電，損耗2％～30％，大大高于電容器；電容器是靜止設(shè)