配電網(wǎng)無功補償簡單介紹

隨著我國配電網(wǎng)自動化的不斷發(fā)展，對配電網(wǎng)無功平衡提出了更高的要求。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡損耗以及安全運行所不可缺少的部分。無功功率和有功功率一樣也是輸配電網(wǎng)中不可缺少的組成部分，無功功率對供電系統(tǒng)的正常運行是十分重要的。功率因數(shù)過低，電氣設備將得不到充分利用、電力網(wǎng)絡的傳輸能力也會下降、損耗增加、系統(tǒng)電壓下降還會導致設備損壞?？梢?，解決好網(wǎng)絡補償問題，對網(wǎng)絡降損節(jié)能有著極為重要的意義。

無功功率同有功功率一樣必須保持平衡，負載所需要的感性無功必須要由電網(wǎng)中裝設的無功電源(發(fā)電機、調(diào)相機、靜止無功補償器、并聯(lián)電容器等)發(fā)出的容性無功來提供補償。降低電力線路無功功率的有效途徑就是人工無功補償以提高線路功率因數(shù)，所謂無功補償，是指在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機等設備，以向感性負荷設備提供無功功率，從而減少由輸電線路輸送的無功功率。在長距離輸電線路中選擇合適地點裝設無功動態(tài)補償裝置，可以改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能、提高輸電能力。

比較常用的方法就是并聯(lián)電容器進行無功補償。在輸電線路上裝設并聯(lián)電容器進行無功補償不但可以補償線路損耗，而且能夠給線路提供無功電源。電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡元件及負荷的阻抗主要是電感性的，如：變壓器、輸電線、異步電動機以及大多數(shù)家用電器，這些負荷的自然功率因數(shù)約為0.6～0.8，正是由于電網(wǎng)中存在如此大量的感性負載，所以就需要提供足夠的無功功率。而由電源提供的無功功率是有限的，因此必須采取無功補償措施。如果不經(jīng)過無功補償而直接接入電網(wǎng)，這些無功功率都將由發(fā)電機提供并且要經(jīng)過長距離的輸電線路傳送，這勢必會增加電網(wǎng)負載、電壓降和線路損耗，顯然是不合理、不經(jīng)濟、也是不可能的。而最合理、最有效的方法就是在需要消耗無功的地方或附近就地產(chǎn)生無功，具體措施就是在需要無功的地方的就近適當位置安裝所需容量的電容器。并聯(lián)電容器是電力系統(tǒng)中常用的一種無功補償?shù)难b置。本文研究的控制系統(tǒng)就是采用的投切并聯(lián)電容器作為無功補償?shù)氖侄?。無功補償原則和方式

(1)無功補償原則我國電力管理部門早已充分認識到無功補償?shù)闹匾裕虼颂岢隽藷o功補償?shù)幕炯夹g原則，以求達到良好效果①無功補償應根據(jù)分級就地平衡的原則進行配置，全面規(guī)劃、合理布局、分級補償、就地平衡。采用集中補償和分散補償相結合、以分散補償為主，高壓補償和低壓補償相結合、以低壓補償為主，靜態(tài)補償和動態(tài)補償相結合，調(diào)壓和降損相結合、以降損為主的基本原則。②電力用戶無功補償后的功率因數(shù)應達到如下要求：IOOkVA及以上高壓供電的電力用戶，變壓器一次側功率因數(shù)應達到0.95以上;其它電力用戶功率因數(shù)應達到0.90以上。③各電壓等級的變電站應根據(jù)實際需要合理配置適當類型的無功補償裝置，再根據(jù)算法計算結果確定無功補償?shù)娜萘?。所裝設的無功補償裝置應以不引起系統(tǒng)諧波明顯放大為原則。

(2)無功補償注意事項①補償電容器組的中性點應不直接接地，以避免電容器組的單相電容器被擊穿而引起線路的相間短路;②無功補償裝置應采用自動投切裝置和過電壓保護裝置，以防止過補償和電壓升高損壞電容器及其它設備;③在無功補償電容器回路上可裝設一定容量的串聯(lián)電抗器，以避免電容器容抗與系統(tǒng)感抗形成諧振。

(3)無功補償方式根據(jù)上文提到的無功補償?shù)幕炯夹g原則，采用無功補償裝置就地無功補償、提供無功功率，就可以避免由輸電系統(tǒng)(電源)傳輸無功功率的弊端，從而降低網(wǎng)絡損耗、提高系統(tǒng)的傳輸功率。對于電力系統(tǒng)而言，在高壓側或低壓側均可進行補償。當前，國內(nèi)外廣泛采用在線路上安裝并聯(lián)電容器作為主要的無功補償手段。這種方法安裝方便、維護簡單、建設周期短、造價低、自身損耗小，既可以集中安裝，又可以分散安裝。本文所研究的無功補償控制系統(tǒng)正是采用的在線路上補償電容器的方法。這種方法的無功補償方式一般有三相固定補償、三相動態(tài)補償、單相動態(tài)補償?shù)汝?。

(4)無功補償裝置安裝位置的確定本文所研究無功補償控制系統(tǒng)采用的是在線路上分散補償，即將無功補償終端裝置分散安裝在供電距離遠、負荷重、功率因數(shù)低的線路上。無功補償裝置安裝地點的選擇應符合就地無功補償?shù)脑瓌t，而負荷在線路上的分布狀況不同，安裝地點也應該不相同。對于較短的無功負荷均勻分布的配電線路，其安裝位置應在線路長度的首端[2/5]處和尾端[4/5]處;對于負荷集中的線路則應選擇在負荷集中處安裝。