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1、無功補償技術(shù)文獻綜述蘇雯(1.武漢工業(yè)大學(xué)電氣自動化學(xué)院,湖北省武漢市430068)摘要:電網(wǎng)中無功功率的影響很大,它不僅使電網(wǎng)電壓下降,影響電壓的穩(wěn)定性,還會使輸、配電線路上的有功功率和電能損耗增加,造成大量的電能浪費。因此對系統(tǒng)進行無功補償,減少輸電線路上的無功電流,使系統(tǒng)無功達到平衡一直是電力部門研究的重點之一。本文講述了無功功率補償技術(shù)的研究目的和意義,介紹了無功功率補償技木的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向,并對不同時期的無功功率補償裝置做了各方面的比較。關(guān)鍵詞:無功功率補償;靜止無功補償器;靜止同步補償器中圖分類號:T
2、M727.2隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,全國大、小企業(yè)的增多,居民生活質(zhì)量的不斷提高和家用電器的普及,對電能質(zhì)量的要求日益增島,電網(wǎng)的經(jīng)濟運行越來越受到大家的重視。節(jié)能降耗、提高電能質(zhì)量和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性是電力系統(tǒng)高效運行所面臨的重要問題,也是當今對電能質(zhì)量研宄的主要內(nèi)容之一。對無功功率進行合理的補償是改善電能質(zhì)量,抑制系統(tǒng)振蕩,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個比較簡單、快捷、有效的方法。1無功功率補償技術(shù)研宄的背景和意義在電網(wǎng)傳輸有功功率的同時,也需要無功功率來建立和維持電氣設(shè)備中的交變磁場,完成電能與磁能之間的轉(zhuǎn)換。無功
3、功率里然不對外做功,但是它支撐著電網(wǎng)電壓,提供電源與川電負荷之間電壓降落所耑要的勢能。不僅大部分的網(wǎng)絡(luò)元件耑要消耗無功功率,而且大多數(shù)的用電負荷也要消耗無功功率。例如大量感應(yīng)式電動機、變壓器、電風(fēng)扇、空調(diào)、冰箱等。電動機需要從電網(wǎng)中吸收無功功率來維持和建立其正常運行時的旋轉(zhuǎn)磁場;變壓器需要從電M中吸收無功功率來建立和維持交變磁場,這樣二次繞組才能感應(yīng)出電壓。除此之外,電力電子裝置等非線性裝置的大量運用也會消耗一部分無功功率m。如果這些設(shè)備所需要的無功功率全部由發(fā)電機產(chǎn)生并通過輸電線路長距離輸送,這是不合理的,通常情況
4、下也是不太可能實現(xiàn)的。一個合理的方法是在消耗無功功率的地方裝設(shè)產(chǎn)生無功功率的裝置,這就是所謂的無功功率補償。在工業(yè)生活的用電負載中,感性負載占的比例很大。例如:異步電動機、變壓器等都是典型的感性負載。這些電氣設(shè)備是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的,它們之間都是依靠建立交變磁場才能進行能量的傳遞和轉(zhuǎn)換。為了建立交變磁場和感應(yīng)磁通而耑要的電功率稱力無功功率。異步電動機在電力系統(tǒng)負荷(特別是無功負荷)中占的比例很大。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率屮,異步電機的無功消耗了占60%?70%。普通異步電機的功率因數(shù)為0.4到0
5、.8,直流電動機的功率因數(shù)大約在0.35到0.7。除此之外電力電子裝罝等非線性裝置也要消耗無功功率,特別是各種相控裝置。如相控整流器、相控交流功率調(diào)整電路和周波變流器,在工作時基波電流滯后于電網(wǎng)電壓,也要消耗大量的無功功率[21。雖然無功功率不是直接對外做功,但是無功功率在用電負荷與電網(wǎng)之間的交換會引起發(fā)電、輸電設(shè)備上的電壓虧損,造成發(fā)電機的出力下降,使輸配電設(shè)備的效率降低,因而對發(fā)電、輸電與配電這3個方面都有不良影響,具體表現(xiàn)在1)無功功率對電壓的影響。電力系統(tǒng)能否正常運行収決于電壓水平的高低,同時電壓是衡量電能質(zhì)
6、量的稱準之一,所以電壓的穩(wěn)定對工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)和正常運行及居民安企生活起著極某重要的作用。用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活的用電設(shè)備都是按照額定電壓來設(shè)計和制造的,這些設(shè)備只有在額定電壓下才能處于最佳的運行狀態(tài)。電壓高于或者低于所規(guī)定的范圍(高山額定電壓的5%?低出額定電壓的10%之內(nèi)),都將會對設(shè)備產(chǎn)生不良的影響。無功功率與電壓水平之間存在密切的聯(lián)系,當系統(tǒng)無功功率充足的時候,系統(tǒng)就能在較高質(zhì)量的電壓水平下運行;當系統(tǒng)無功功率不足的時候,系統(tǒng)就只能有較低質(zhì)量的電壓運行水平下工作,設(shè)備不能在額定電壓下正常工作,長期下去將嚴重影
7、響設(shè)備的使用安全和使用壽命。所以維持無功功率的平衡直接影響電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量。2)無功功率對有功功率的影響。輸電線路在輸送有功功率的同吋也要輸送無功功率來維持系統(tǒng)電壓平衡。在有功功率一定的情況下,輸送的無功功率越多,功率因數(shù)越低,有功功率損耗就越多;在輸電線路輸送能力一定的情況下,輸送的無功功率越多,輸送的有功功率就越少。3)無功功率對M損的影響。電網(wǎng)輸送有功功率和無功功率時,在輸電線路上都將會產(chǎn)生一定的損耗,當輸送的有功功率一定的情況下,輸送的無功功率增加,輸電線路上的無功電流增大,功率損耗也就越大,這個時候線路上
8、的損耗完全取決于無功功率的大小,所以無功功率不適合長距離輸送。因此,無功功率補償對改善電能質(zhì)量,穩(wěn)定系統(tǒng)電壓意義重大。補償無功功率的主要作用是穩(wěn)定系統(tǒng)電壓,提高供電質(zhì)量;增大功率因數(shù),減少發(fā)、輸、配電的設(shè)備容量,提高發(fā)電設(shè)備的運行效率:減少輸電線路上的電能損耗,增大輸電線路的輸送能力。同吋對無功功率進行補償還能減少川戶電費的支出,國家為Y鼓勵用