浅谈低压电网中的无功补偿

浅谈低压电网中的无功补偿
浅谈低压电网中的无功补偿

低压无功补偿在配电台区中的应用

低压无功补偿在配电台区中的应用 发表时间:2018-08-22T10:34:27.173Z 来源:《电力设备》2018年第14期作者:惠三军 [导读] 摘要:在我国电力系统的发展道路中低压无功补偿技术在配电台区中的应用范围越来越广,但是在部分地区还存在着低压配电台区使用的线路不符合标准、线路损耗过大以及电压过低等具体问题。本文主要针对线路损耗的问题使用低压无功补偿技术进行合理地改进,进而对功率低以及质量差等电力方面的问题提出改进措施,为防止电能的过度消耗提供保障,最后对低压无功补偿技术在应用效果进行分析。 (国网山东省电力公司诸城市供电公司山东潍坊 262200) 摘要:在我国电力系统的发展道路中低压无功补偿技术在配电台区中的应用范围越来越广,但是在部分地区还存在着低压配电台区使用的线路不符合标准、线路损耗过大以及电压过低等具体问题。本文主要针对线路损耗的问题使用低压无功补偿技术进行合理地改进,进而对功率低以及质量差等电力方面的问题提出改进措施,为防止电能的过度消耗提供保障,最后对低压无功补偿技术在应用效果进行分析。 关键词:低压无功;智能配电台区;电压质量;电能损耗 无功补偿为电网的安全运行提供了必要的保障,并且在电网供电的质量以及产生的经济效益方面也占据了重要的地位。近些年来我国已经社会各方面对高压无功补偿的关注程度逐渐提高,但是由于低压配网的构造比较繁琐导致人们对其的重视程度不够,再加上较大功率电器的大规模使用,造成了配电网的电力负担明显加重而无法保证电力供应的效率和质量,因此在配电台区中使用低压无功补偿的装置对于电网的建设有着极其重要的意义。 一、装置介绍 (一)装置简介 一般的补偿装置的容量可以分为从二级到四级不等,由于分组较少并且每一级之间的跳跃程度过于明显,造成运行期间的安全性能得不到保障,容易出现不平衡的情况,因此有必要对传统的补偿装置进行合理地调整。 低压无功补偿装置的构造如图1所示,主要由负荷开关、智能时间继电器、熔断器以及交流接触器等部件组成。最新研发的补偿装置的容量可以分为36级,如图2所示,电容器部件可以在每两根相线之间进行补偿,极大程度地提升了装置的便捷程度[1]。 (二)运行原理 在低压无功补偿装置的运行过程中,电容可以在每两根相线之间进行转移有功并且能够在相线之间与零线中连接数量不等的电容器,不仅能够把其功率因数补偿到0.94或者高于0.94并且能够原本负荷不平衡的电流调整至其额定电流的使用范围之内,能够在较大程度上解决传统负荷不均衡的状况。 (三)新型补偿装置的收益概算 假设配电台区在一年的使用中以大容量运行时间t1大约为3个月,小容量t2运行时间大约为9个月,而低压无功补偿的容量按照配变容量p的百分之三十来计算,在无功经济的当量依照a=0.09并且补偿的投入b按照百分之五十进行计算,以配电台区使用频率最广的c=200kVA 来计算年节能大约为: N=c×p×b×a×(t1+t2)×360d×[t1/(t1+t2)+t2/(t1+t2)]=11664kW?h 图3为试验区域台区某天的补偿投入容量对比图,可以看出相电压和相电流对补偿方式的影响。 二、现阶段配电网存在的问题以及改善的方向 (一)存在问题 虽然我国在大力推行城镇化建设使农村居民的生活水平得到较大的改善,但是由于农村数量基数过大导致现阶段还有较大数量的农村没有发展成为现代化的城镇,再加上我国城镇与农村的发展不平衡,这就会造成农村的用电设施老化问题一直得不到缓解。用电或者供电设备老化以及供电线路过度损耗一直是农村最主要的用电安全隐患之一,除此之外还有电压过低的现象经常出现,农民为解决这个问题大

电网的无功补偿—

摘要 电压是电能质量的重要指标之一,网损是电力企业的一项重要综合性技术经济指标。长期以来电力系统网络损耗问题比较突出,而无功补偿是降低线损的有效手段。随着电力系统负荷的增加,对无功功率的需求也日益增加。在电网中的适当位置装设无功补偿装置成为满足电网无功需求的必要手段。 本文从无功补偿的现实意义出发,分析了无功补偿的必要性和经济效益。简单介绍了目前无功补偿研究的现状,探讨无功补偿的原理并对主要的几种无功补偿方式进行了简要的分析,给出本文设计用于并联电容器组补偿方式的智能低压无功补偿装置的研究任务。装置采用ATT7022A检测电网运行参数,减少了CPU运算量,提高电网参数辨识的精度,并可以简化系统软件设计。系统以Atlmega64处理器为控制核心,采用功率因数控制和电压限制相结合的方式工作,并给出采用永磁真空开关在特定电压相角投切电容器的方法,有效解决了电容器投切过程中在线路上产生涌流的缺点,并设有多种保护措施,保护系统可靠、稳定运行。装置还设计了友好的人机接口和通讯接口,使用方便。 关键词:无功补偿、并连电容器、ATT7022A、Atlnega64

ABSTRACT V oltage is one of important quality index of electric power system. Power loss is an important synthesis technical and economic index of power companies. In the past several years, the problem of power loss is very serious. However, reactive compensation is an effective method to save power loss .Due to increasing loads of electric power system, demand of reactive power was also increasing. It became necessary means that reactive power compensation devices were installed in proper position of electric network. This thesis considers the significance of reactive Power compensation and analyses the indispensability and economic benefits of reactive Power compensation. The development status of reactive power compensation is briefly introduced. Principles of reactive power compensation are explained. Several primary reactive power compensation solutions are discussed. This thesis proposed an intelligent low voltage reactive compensation control scheme and implemented device for shunt capacitor compensation. An ATT7022A is adopted to detect the power grid operation information to reduce the calculation volume of CPU and enhance the precision of power grid parameter identification. This also simplifies design work of the software. ATMEGA64 is utilized as the main process unit and method combining power factor control and voltage limitation is used as the system working mode. Specific voltage phase is determined to switching shunt capacitor via permanent magnetic vacuum synchronous switch. Thus the surge produced during the traditional capacitor switching method is greatly diminished. It provides diverse protect measures to ensure the stability and reliability. It bears friendly human machine

电力系统无功补偿的意义及补偿方案

电力系统无功补偿的意义及补偿方案 电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系统中,整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源,因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制,不仅可保证电压质量,而且将提高电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。 ·8.1 提高功率因数的意义 在用电设备中按功率因数划分,可以有以下三类:电阻性负荷、电感性负荷、电容性负荷。在用电设备中绝大部分为感性负荷。使用电单位功率因数小于1。功率因数降低以后,将带来以下不良后果: 1)使电力系统内电气设备的容量不能充分利用,因发电机和变压器电流是一定的,在正常情况下是不允许超过的,功率因数降低,则有功出力将降低,使设备容量不能得到充分利用。 2)由于功率因数降低,如若传输同样的有功功率,就要增大电流,而输电线路和变压器的功率损耗和电能损耗也随之增加。 3)功率因数过低,线路上电流增大,电压损耗也将增大,使用电设备的电压也要下降,影响异步电动机和其他用电设备的正常运行。 为了保证供电质量和节能,充分利用电力系统中发变电设备的容量,减小供电线路的截面,节省有色金属,减小电网的功率损耗、电能损耗,减小线路的电压损失,必须提高用电单位的功率因数。改善功率因素是充分发挥设备潜力,提高设备利用率的有效方法。 ·8.2 补偿装置的确定: 无功补偿装置包括系统中的并联电容器、串联电容器、并联电抗器、同步调相机和静止型动态无功补偿装置等。 1)同步调相机:同步调相机在额定电压±5%的范围内,可发额定容量,在过励磁运行时,它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用,能提高系统电压;在欠励磁运行时,它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用,可降低系统电压。 装有自动励磁调节装置的同步调相机,能根据装设地点电压的数值平滑改变输出(或吸收)无功功率,进行电压调节,但是调相机的造价高,损耗大,维修麻烦,施工期长。 2)串联电容补偿装置:在长距离超高压输电线路中,电容器组串入输电线路,利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗,可以缩短输电线的电气距离,提高静稳定和

JKWNA-9低压无功补偿控制器使用说明书(2015总线版、.

JKWNA-9 低压无功补偿控制器 使用说明书江苏南自通华电力自动化有限公司 1产品简介 1.1概述 JKWNA-9低压无功补偿控制器和NA系列智能集成式电力电容补偿装置配套使用,具备采集并显示电测量数据,监测和显示智能电容器运行工况、投切状态,以及根据无功功率与目标功率因数自动控制投切电容器等功能。 1.2产品特点 JKWNA-9低压无功补偿控制器通过通信总线连接NA系列智能集成式电力电容补偿装置;控制器采集电网电测数据,在显示智能电容器组运行情况的同时,可以直接根据当前的电测数据,对电容器组进行智能投切控制,以达到无功补偿的效果。 1.3外观尺寸 2技术参数

显示分辨率128×64,显示12点阵汉字输入测量RJ45方式接入智能电容器网络 电源 工作范围AC380V±30% 功耗≤2W 工作条件 -10~55℃,相对湿度≤93% 无腐蚀气体场所,海拔≤2000m 隔离耐压电源>2500V 绝缘电阻≥2MΩ 尺寸 面框尺寸:120mm×120mm 开孔尺寸: 3使用说明 JKWNA-9低压无功补偿控制器面板由产品名称及公司信息、液晶显示屏、操作按键组成。下面对液晶显示屏显示内容和主要功能作简单说明: 3.1主菜单 液晶屏第1行从左到右依次显示:联网电容器数量、当前投切控制方式(自控/手控和软件版本号;

当前所有联网电容器的投切状态以图形的方式直观显示在液晶屏上,同时显示投入到电网中总的补偿容量,显示界面如下: 注:表示分补表示共补表示投入表示切除 当前电容柜补偿电流界面如下: 3.2运行工况 显示开关故障、过压保护、过流保护、过温保护、过谐波保护的电容器信息。 使用和切换界面查看各种保护与故障,按 键返回主菜单。 3.3设置参数 设置参数 CT变比(比值:0000 目标功率因数:0.99 无功算法时间:040 设置现场的电流互感器变比,无功控制的目标功率因数和无功算法时间。

配电网无功补偿方式

配电网无功补偿方式 合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定,能够有效地维持系统的电压水平,提高系统的电压稳定性,避免大量无功的远距离传输,从而降低有功网损。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏,造成的网损相当大,因此无功功率补偿是降损措施中投资少回收高的有效方案。配电网无功补偿方式常用的有:变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和用户终端分散补偿方式。 配电网无功补偿方案 1 变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡,在变电站进行集中补偿(如图1的方式1),补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等,主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制,通常采用无功补偿装置(一般是并联电容器组)结合变压器有载调压共同调节。通过两者的协调来进行电压/无功控制在国内已经积累了丰富的经验,九区图便是一种变电站电压/无功控制的有效方法。然而操作上还是较为麻烦的,因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整,甚至在某些区上会产生振荡现象;而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的,而在九区图没有相应的判断。因此,现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2 低压集中补偿方式 在配电网中,目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿(如图1的方式2),通常采用微机控制的低压并联电容器柜,容量在几十至几百千乏左右,根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。它主要目的是提高专用变用户的功率因数,实现无功补偿的就地平衡,对配电网和配电变的降损有积极作用,同时也有助于保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切。就这种方案而言,虽然有助于保证用户的电能质量,但对电力系统并不可取。虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起,但线路的电压水平往往是由系统情况决定的。当线路电压基准值偏高或偏低时,无功的投切量可能与实际需求相去甚远,易出现无功过补偿或欠补偿。 对配电系统来说,除了专用变之外,还有许多公用变。而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变,由于其通常安装在户外的杆架上,实现低压无功集中补偿则是不现实的:难于维护、控制和管理,且容易造成生产安全隐患。这样,配电网的无功补偿受到了很大地限制。 3 杆上补偿方式 由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿,使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站或发电厂来填,大量的无功沿线传输使得配电网网损仍然居高难下。因此可以采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上(或另行架杆)进行无功补偿(如图1的方式3),以提高配电网功率因数,达到降损升压的目的。但由于杆上安装的并联电容器远离变电站,容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此,杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行: (1)补偿点宜少,建议一条配电线路上宜采用单点补偿,不宜采用多点补偿; (2)控制方式从简。建议杆上补偿不设分组投切; (3)建议补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时出现过电压和过补偿现象;另外杆上空间有限,太多数电容器同杆架设,既不安全,也不利于电容器散热; (4)建议保护方式应简化。主要采用熔断器和氧化锌避雷器作简单保护。 显然,杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿,因其具有投资小,回收快,补偿效率较高,便于管理和维护等优点,适合于功率因数较低且负荷较重的

无功补偿的意义

第1章绪论 1.1 无功补偿的意义 国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高速增长。尤其是近两、三年来,由于电力负荷增长迅猛,而发电装机容量和输配电能力不足,造成全国近20个省市电力供应紧张,部分省市出现限电拉闸[1]。与此同时,随着电力市场的开放,电力用户对电能质量的要求也在提高;电力生产与供应企业也比以往任何时候都重视电力系统运行的经济性。 电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗,要求系统提供足够的无功功率,否则电网电压将下降,电能质量得不到保证。同时,无功功率的不合理分配,也将造成线损增加,降低电力系统运行的经济性。 无功功率从何而来?显然,发电机提供的无功功率相对负荷和网络对无功功率的需求来说只是“杯水车薪”,仅仅依靠发电机提供无功功率也是极不经济的。无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿(以下简称无功补偿)设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。因此,无功补偿是电力系统的重要组成部分,它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。 低压电力用户量大面广,其负荷的功率因数又大都比较低,因此在低压电网中进行无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。 低压电网的无功补偿主要采用并联电容器进行,它包括固定电容器(FC)补偿和自动投切电容器的动态补偿以及两者混合补偿等方式。 电力负荷是随时变化的,所需要的无功功率也是随时变化的,为了维持无功平衡,要求无功补偿设备实行动态补偿,即要根据无功负荷的变化及时投切电容器。以往的低压动态无功补偿设备以机械开关(接触器)作为电容器的投切开关,机械开关不仅动作速度慢,而且会产生诸如涌流冲击、过电压、电弧重燃等现象,开关本身和电容器都容易损坏。据调查,我国过去使用的自动投切电容器无功补偿装置在使用3年后损坏率达75%[2]。 随着电力电子技术和微机控制技术的迅速发展和广泛应用,出现了智能型的动态无功补偿装置。这种以电力电子器件作为无功器件(电容器、电抗器)的控制或开关器件的动态无功补偿装置被称为静止无功补偿装置(SVC:Static V ar Compensator)。 SVC是动态无功补偿技术的发展方向,它正成为传统无功补偿装置的更新换代产

浅析低压电网中的无功补偿

浅析低压电网中的无功补偿 【摘要】无功补偿对电网系统有着重要的意义,对电网进行适当的无功补偿是提高电压质量的有效手段,通过对电网进行适当的无功补偿,可以稳定电网电压,提高功率因数和设备利用率,减小网络有功功率损耗,提高经常效益,从而达到降耗的目的。本文简要介绍了低压电网中的无功补偿含义和重要意义,论述了低压电网中的无功补偿原理、方法,并阐述了对无功补偿装置的选择及应用。 【关键词】电网配置原则低压无功补偿技术应用 1 引言 随着我国民经济的不断发展,电力已成为国民生产生活中不可或缺的重要工具,合理用电、节约用电就显得尤为重要。在我国的工业、农业和民用用电量大幅增加的用电负荷中,整流和变频设备所占的比例也在不断增加,这使得无功电流成为一大障碍,不仅增大供电系统的损耗,而且还可能引发通信系统的故障。因此减少无功电流的损失成为诸多专家和学者面临的严峻挑战。其实,无功并非无用之功,依靠它才能在电路的电感、电容元件中建立变化的电、磁场,从而建立电压,传递和转换有功功率,成为电力系统和用电设备正常运转所不可缺少的重要因素。无功功率不足,会导致系统电压及功率因数降低,因而损坏用电设备,甚至会造成电压崩溃,使系统瓦解,从而造成大面积停电。 2 低压电网中的无功补偿含义及重要意义 (1)低压电网中的无功补偿是对低压电网中的无功功率进行补偿的措施,旨在提高低压电网的功率因数,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善低压电网的供电环境。所谓无功补偿是因为电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负荷,在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。低压电网中的无功补偿通过选择合适的补偿方法和补偿装置,可以最大限度的减少低压电网的损耗,使电网质量提高,减少电压波动和降低谐波,从而提高电压稳定性。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以提供感性负载所消耗的无功功率,减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿。因此,电力系统无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最优补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性,而且可以降低网损,使电力系统能够安全经济的运行。 (2)低压电网中的无功补偿能够提高电网的电压稳定性,从而提高电压质量,有效降低电力传输过程中的功率损耗和电能损耗,提高供配电设备的供电能力,因此,工矿企业内部供配电系统需安装无功补偿装置。通过无功补偿,不但可以提高低压电网的电压质量和配电设备的利用率,还可以为企业的节能低碳作出贡献。企业的功率因数直接关系到企业的电价,企业若想降低电力费用,不但

低压无功补偿的应用与效益分析

低压无功补偿的应用与效益分析 发表时间:2017-09-19T09:30:56.460Z 来源:《电力设备》2017年第13期作者:王玺[导读] 甚至会导致部分区域无功严重不足,电压作用往往很低,一旦系统遭遇到较大程度的干扰,在电压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。 (国网河北省电力公司任丘市供电分公司河北任丘 062550)摘要:随着国民经济的不断快速发展及人们生活质量水平的日益提高,人们对于电力资源服务、供电的可靠性与质量也相应地提出了更高的要求,由于负荷的反复增加变化与电源的全面涨幅,不仅从行为上改变了当前电力体系的网络组织,也改变了电力系统中的电源布置,致使系统无功分布并不科学,有时,甚至会导致部分区域无功严重不足,电压作用往往很低,一旦系统遭遇到较大程度的干扰,在电 压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。无功补偿能提高系统电压水平,增强电网稳定裕度,降低线损,并由此产生经济效益。为了确保功率因数达到考核指标,保证电网供电的政策运行,无功补偿就显得尤为重要。 关键词:低压无功补偿;应用;效益分析 1电力电网中无功补偿的原因 随着国民经济的快速发展,国内的工业用电和生活用电不断增加,需求的增加对供电系统提出了更高的要求,无功补偿的运用,可以有效地降低电力电网的有功损耗,提高电力电网运行的科学性、经济性。 无功补偿设备可以有效地降低电网中的功率耗损,根据公式I=P/Ucos可知,其中电流与cos成反比,因此,安装无功补偿设备之后可以有效地提高功率因数,线路中的负荷电流降低,进而使有功功率的损耗有所降低,同时还可以减少电网中电压的损失,提高电压的质量,减少客户的电费费用,减少设备投资。 由于无功补偿可以减少无功功率在电网中的流动,降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失,安装无功补偿设备可以有效地降低电力网的损耗。而且无功补偿可以提高功率因数,相对其他节能措施而言,是一项收效快、投资少的降损节能措施,它可以使电力系统少送无功功率,多送有功功率,而且可以在电力系统无功功率不足时,迅速提供无功功率。 2电力电网中无功补偿的使用 ―般无功补偿设备是在用户的负载点或者配电室进行补偿,供电部门会与用户进行协商,鼓励用户在用电处安装无功补偿设备,减少电费支出,进而提高功率因数,使功率因数符合考核标准。相关资料表明,无功功率约有40%是消耗在变压器和电线线路,剩余的则消耗在客户的用电设备中。为此,供电部门要与用户加强沟通,共同做好无功补偿设备的配置,保证电力资源的高效合理使用,减少能源浪费。 2.1无功补偿设备的选定 无功补偿设备的选定要按照合理布局、就地平衡、全面规划的原则。保证电力电网的无功补偿取得最佳的经济效益和社会效益。合理的无功补偿设备容量设定是决定其是否能够实现节能降耗的重要因素,在实际工作中,电力企业首先要根据不同的负荷隋况,以及供电部门的要求确定无功补偿后应该达到的功率因数,然后计算无功补偿设备应具有的实际容量大小。 2.2并联电容器的无功补偿 (1)单独就地补偿 相比其他两种补偿方式,单独就地补偿的补偿范围最大,补偿效果也最好,电力企业一般优先采用这种方式进行补偿。单独就地补偿的电容器组是使用电设备自身的绕组电阻来放电,它是将并联补偿电容器组装在需要进行补偿的用电设备附近,它可以直接补偿安装部位的变压器和所有高低压电线线路的无功功率。 (2)低压集中补偿 低压集中补偿主要用于补偿高压配电线路、电力系统以及车间变电所低压母线前车间变电所的无功功率,可以使用专门的放电电阻或者白炽灯的灯丝进行放电,使用成本较低,运行和维修也比较方便安全。 (3)高压集中补偿 高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6~10kV母线上,因此,这种补偿方式只能补偿6~10kV母线前的所有线路的无功功率,而母线后的电线线路的无功功率得不到有效补偿。 3无功补偿的效益分析 在现代用电企业中,在数量众多、容量大小不等的感性设备连接与电力系统中,以致电网传输功率除有功功率外,还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70~0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%~90%,如果把功率因数提高到0.95左右,则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入,会给用电企业带来效益。 3.1节省企业电费开支 提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的,因为在国家电价制度中,从合理利用有限电能触发,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,低于规定的数值,需要多收电费,高于规定数值,可相应地减少电费。可见,提高功率因数对企业有着重要的经济意义。 3.2提高设备的利用率 对于原有供电设备来讲,在同样有功功率下,因功率因数的提高,负荷电流减少,因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备,从而满足了符合增长的需要;如果原网络已趋于过载,由于功率因数的提高,输送无功电流的减少,使系统不至于过载运行,从而发挥原有设备的潜力;对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量,减少投资费用,在一定条件下,改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此,使用无功补偿不但减少初次投资费用,而且减少了运行后的基本电费。工业用户合理配置无功补偿,可提高功率因数,提高设备的出力率,降低电费的支出,获得可观的经济效益,同时也能改善电网的功率因数和电压质量,提高电力系统的供电稳定性。 在进行无功补偿设备配置和管理的过程中,坚持集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主,对分散补偿的配置要从实际出发,确保无功补偿之后可以达到功率因数的审核标准。对于供电公司而言,无功补偿设备过于分散,导致企业的设备维护量大,工作难度较大,为此,大多采用变电站集中补偿和配变就地分散补偿相结合的方式。

电网建设中的无功补偿

X 10 电网建设中的无功补偿 1功率因数和无功功率补偿的基本概念 1.1功率因数:电网中的电气设备如电动机变压器等属于既有电感又有电阻的电 感性负载,电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差, 相位角的余弦 cos ?即是功率因数,它是有功功率与视在功率之比即 cos ? = P/S 。功率因数是 反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度及用电管理水平的一个重要 指标。 1.2无功功率补偿:把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路,当容性 装置释放能量时,感性负荷吸收能量,而感性负荷释放能量时,容性装置却在吸 收能量,能量在相互转换,感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功 功率中得到补偿。 2无功补偿的目的与效果 2.1补偿无功功率,提高功率因数 2.2提高设备的供电能力 由P = S ? cos ?可看出,当设备的视在功率 S 一定时,如果功率因数cos ? 提高,上式中的P 也随之增大,电气设备的有功出力也就提高了。 2.3降低电网中的功率损耗和电能损失 由公式I = P/( ? U ? cos ? )可知当有功功率P 为定值时,负荷电流I 与 cos ?成反比,安装无功补偿装置后,功率因数提高,使线路中的电流减小,从 而使功率损耗降低:△ P =I 2R,降低电网中的功率损耗是安装无功补偿设备的主 要目的。 2.4改善电压质量 在线路中电压损失4U 的计算公式如下: A U= 式中 A U ——线路中的电压损失kV P ——有功功率MW

]=300 X( 1. 33— 0. 48) =255 (kvar ) Q= Q -- 无功功率Mvar U -- 额定电压kV R ――线路总电阻Q X L ――线路感抗Q 由上式可见,当线路中的无功功率 Q 减少以后,电压损失4U 也就减少了 2.5减少用户电费开支,降低生产成本。 2.6减小设备容量,节省投资。 3无功补偿容量的选择 3.1按提高功率因数值确定补偿容量 Q c 式中P ——最大负荷月的平均有功功率 kW cos ? i cos ? 2 - 补偿前后功率因数值 例如:某加工厂最大负荷月的平均有功功率为 300kW 功率因数cos ?二0.6, 拟将 功率因数提高到0.9,则所选的电容器容量为: 3.2按提高电压值确定补偿容量Q (kvar ) 式中 △ U 需要提高的电压值 V (kvar ) Q=300X[

无功补偿的作用与必要性

无功补偿的作用与必要性 ①无功电流的产生与损耗 大家知道,我们的工厂低压配电是通过厂用变将10KV变成400V,然后通过低压配电系统,给用电设备提供电源,驱动动力设备工作的,动力设备多为感性负载。如电动机、电焊机、空调机等。当它投入运行以后,将产生很大的感性电流,这种电流它不做工,是无功电流。由于它的存在,使得在配电网络中及变压器中,流过的电流就是电感电流与电阻电流之和,即I=I R+I L。而变压器的容量是电流乘电压,即S= 3 UI(KVA)。当电压一定时,要使变压器的容量得到充分利用,就必须减小电流,而减小电流的唯一办法,就只能使I L电感电流尽量减少。同时由于I L电感电流的存在使得损耗大量增加,它的损耗大小与I L电感电流的平方成正比,这些损耗在变压器及线路中转变成热量散发,使得变压器及配电设备温度升高。不仅影响设备的利用率,还由于温度过高,破坏设备的绝缘,缩短设备的使用寿命,甚至损坏设备。所以怎样减少电感电流,就成了企业减少能源损耗,设备挖潜增加经济效益与社会效益的必经之路。下面我们以调查东莞某外资企业的情况加以说明: 该企业安装630KVA变压器两台,根据监测结果。补偿前平均功率因数COS=0.71(还不算太低)总输出电流385.5A,总无功功率186KVAR,补偿后平均功率因数COS=0.985,总输出电流只有284A,总无功功率只有34KVAR,从而使:

a) 无功功率下降率为Q=(1-Q2/Q1) ×100%=(1-34/186)×100%=81.72% b) 减少线损率为▲P=[1-( I2/I1) 2]×100%=[1-( 284/385.5) 2]×100%=45.73% 由此可见,投入补偿后明显减少了无功功率提高了功率因数,减少了电流和线损率。 ②优化电能质量 a) 抑制波动负荷和冲击负荷造成的电压波动和电压闪变,滤除高次谐波。 大家知道,投入、切除感性负载时,根据电磁原理,一定会产生操作过电压,这种过电压是由于感性负载电流突变产生的高次谐波形成的,而高次谐波对于电容来说相当于短路状态,所以电容是高次谐波的吸收器。 b) 稳定电网电压 仍以上面提到的企业为例,在投入电容前低压侧系统电压与投入电容后低压侧系统电压对比,投入电容后电压有明显提高: ▲NU=( I1-I2)/ I1×100%= (385.5 -284)/ 385.5×100%=26.33% 由此可见投入电容补偿以后不仅明显提高了功率因数,减少了电流和线损率,电压也相对稳定提高了供电可靠性,并能充分利用配电设备的容量,达到节能降损的预期目标。 ③电容补偿的目的和积极意义

电网无功补偿装置

工业企业供电课程报告电网无功补偿装置 学生姓名: 班级学号: 任课教师: 提交日期:2011.12.12 成绩:

电网无功补偿装置 一、研究背景、现状和意义 1.0无功问题背景 随着我国经济改革的不断深入,国民经济持续快速增长,工业企业的数量不 断增加,人们生活水平不断提高,这些都导致电量的需求大大增加。相比较而言, 我国发电机的装机容量与输配电能力的增加速度没有需求快,致使我们一些省份 出现“电荒”的情况,尤其一些经济相对发达的地区和用电负荷较大的大中城市。 更有甚者,部分城市在用电高峰期出现拉闸限电以使电网正常运行的情况,严重 制约着国民经济的发展,也给人民群众的生活带来很大不便。电压是电能主要质 量指标之一,电压高低反映无功出力与用户无功负荷是否平衡。就我国来说,电 力系统的用电负荷主要为感应电动机、变压器、感应电炉与电弧炉、电焊机与电 焊变压器、整流设备等感性负载。这些负载在消耗着大量有功功率的同时也在消 耗着大量的无功功率,造成电网功率因数偏低。大量感性负载的使用使得必须提 供足够的无功容量满足负载要求,否则会造成电网电压降低,电网供电质量下降 的不良后果。当电网低电压运行的危害可以归纳为以下6种[1]: (1) 当电压下降到额定电压65%---70%时,无功静态稳定破坏,发生电压 崩溃,造成大面积停电事故; (2) 发电机因运行电压降低而减少它的有功功率及无功功率的输出,由于定 子电流与转子电流受额定值限制,因此发电机的有功出力及无功出力近似与运行 电压成正比关系; (3) 送变电设备因运行降低而增加能耗; (4) 烧毁用户发动机; (5) 由于电源电压下降,引起电灯功率下降、光通量减小和照度的降低。 (6)发电机因电压低而影响有功及无功出力。 ?cos N N I U P = 由上式可见,当负载的功率因数1cos

电网的无功补偿与电压调整

电网的无功补偿与电压调整 、输电网的无功补偿与电压调整 输电网多数无直供负载,一般不为调压目的而设置无功补偿装置。参数补偿多用于较长距离的输电线路,有串联补偿(又称纵补偿)与并联补偿(又称横补偿)之分。电压支撑则多用于与地区受电网络连接的输电网的中枢点。 1.1电抗器补偿 电抗器是超高压长距离输电线路的常用补偿设备,用以补偿输电线路对地电容所产生的充电功率,以抑制工频过电压。电抗器的容量根据线路长度和过电压限制水平选择,其补偿度(电抗器容量与线路充电功率之比)国外统计大多为70-85,个别为65,一般不低于60。电抗器一般常设置在线路两端,且不设断路器。 1.2串连电容补偿 串联电容用来补偿输电线路的感抗,起到缩短电气距离提高稳定性水平和线路的输电容量的作用。串联电容器组多为串、并联组合而成,并联支数由线路输送容量而定,串联个数则由所需的串联电容补偿度(串联电容的容抗与所补偿的线路感抗之比)而定。串联电容补偿一般在50以下,不宜过高,以免引起系统的次同步谐振。输电网中因阻抗不均而造成环流时,也可用串联电容来补偿。日本在110kV环网中就使用了串联电容补偿。 1.3中间同步或静止补偿 在远距离输电线路中间装设同步调相机或静止补偿装置,利用这些

装置的无功调节能力,在线路轻载时吸收线路充电功率,限制电压升高;在线路重载时发出无功功率,以补偿线路的无功损耗,支持电压水平,从而提高线路的输送容量。中间同步或静止补偿通常设在线路中点,若设在线路首末端,则调节作用消失。 输电网的电压支撑点与调压输电网与受电地区的低一级电压的电网相联的枢纽点,常设置有载调压变压器或有相当调节与控制能力的无功补偿装置,或者二者都有,以实现中枢点调压,使电网的运行不受或少受因潮流变化或其他原因形成的电压波动的影响,在电网发生事故时起支撑电压的作用,防止因电网电压剧烈波动而扩大事故。 电压支撑能力的强弱,除与补偿方法和补偿容量大小有关外,更与补偿装置的调节控制能力和响应速度有关。并联电容器虽是常用而价廉的补偿设备,但其无功出力在电压下降时将按电压的平方值下降,不利于支撑电压。大量装设并联补偿电容器反而有事故发生助长电网电压崩溃的可能性。采用同步调相机和静止无功补偿装置辅以适当的调节控制,是比较理想的支撑电压的无功补偿设备。近年来,国内外均注重静止补偿装置的应用。 2、配电网的无功补偿与电压调整 以相位补偿和保证用户用电电压质量为主。 2.1相位补偿亦称功率因数补偿 用电电器多为电磁结构,需要大量的励磁功率,致使用户的功率因数均为滞相且较低,一般约为0.7左右。励磁功率滞相的无功功率在配电网中流动,不仅占用配电网容量,造成不必要的损耗,而且导致用户

浅析无功补偿在电力电网中的应用

浅析无功补偿在电力电网中的应用 发表时间:2017-11-01T11:42:22.800Z 来源:《电力设备》2017年第18期作者:马静 [导读] 摘要:在现代供电行业内部,功率因数是考核电网运行的重要指标之一,为了确保功率因数达到考核指标,保证电网供电的政策运行,无功补偿就显得尤为重要。本文就无功补偿的原因和策略进行了探讨,以期给电网企业一些借鉴价值。 (国网吴忠供电公司宁夏回族自治区吴忠市 751100) 摘要:在现代供电行业内部,功率因数是考核电网运行的重要指标之一,为了确保功率因数达到考核指标,保证电网供电的政策运行,无功补偿就显得尤为重要。本文就无功补偿的原因和策略进行了探讨,以期给电网企业一些借鉴价值。 关键词:无功补偿;电力电网;应用 电力系统中先天性地存在着大量的无功负荷,这些无功负荷来自电力线路、电力变压器以及客户的用电设备。系统运行中大量的无功功率将降低系统的功率因数,增大线路电压损失和电能损失,严重地影响着电力企业的经济效益,解决这些问题的一个行之有效的方法就是进行无功补偿。为了起到节能降损的作用,改善电能的质量,提高输变电设备的有功出力,使电气设备处在最佳经济状态下运行,使有限的电力能更好地为社会主义建设服务,做好无功补偿工作势在必行。 1 电力电网中无功补偿的原因 随着国民经济的快速发展,国内的工业用电和生活用电不断增加,需求的增加对供电系统提出了更高的要求,无功补偿的运用,可以有效的降低电力电网的有功损耗,提高电力电网运行的科学性、经济性。无功补偿设备可以有效的降低电网中的功率耗损,根据公式I=P/Ucos可知,其中电流与cos成反比,因此,按装无功补偿设备之后可以有效的提高功率因数,线路中的负荷电流降低,进而使有功功率的损耗有所降低,同时还可以减少电网中电压的损失,提高电压的质量,减少客户的电费费用,减少设备投资。由于无功补偿可以减少无功功率在电网中的流动,降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失,安装无功补偿设备可以有效的降低电力网的损耗。而且无功补偿可以提高功率因数,相对其他节能措施而言,是一项收效快、投资少的降损节能措施,它可以使电力系统少送无功功率,多送有功功率,而且可以在电力系统无功功率不足时,迅速提供无功功率。 2 电力电网中无功补偿的使用 一般无功补偿设备是在用户的负载点或者配电室进行补偿,供电部门会与用户进行协商,鼓励用户在在用电处安装无功补偿设备,减少电费支出,进而提高功率因数,使功率因数符合考核标准。相关资料表明,无功功率约有40%在消耗在变压器和电线线路,剩余的则消耗在客户的用电设备中。为此,供电部门要与用户加强沟通,共同做好无功补偿设备的配置,保证电力资源的高效合理使用,减少能源浪费。 2.1无功补偿设备的选定 无功补偿设备的选定要按照合理布局、就地平衡、全面规划的原则,保证电力电网的无功补偿取得最佳的经济效益和社会效益。合理的无功补偿设备容量设定是决定其是否能够实现节能降耗的重要因素,在实际工作中,电力企业首先要根据不同的负荷情况,以及供电部门的要求确定无功补偿后应该达到的功率因数,然后计算无功补偿设备应具有的实际容量大小。 2.2并联电容器的无功补偿 提高功率因数最常用的办法就是与电感性负载并联静电电容器,并联补偿的电力电容器,根据电压高低的不同内部接线也不同,高压电容器组一般宜接成中性点不接地星形;低压变压器组一般接成三角形。目前我国使用的补偿方式有单独就地补偿、低压集中补偿、高压集中补偿三种。 2.2.1单独就地补偿 相比其他两种补偿方式,单独就地补偿的补偿范围最大,补偿效果也最好,电力企业一般优先采用这种方式进行补偿。单独就地补偿的电容器组是使用电设备自身的绕组电阻来放电,它是将并联补偿电容器组装在需要进行补偿的用电设备附近,它可以直接补偿安装部位的变压器和所有高低压电线线路的无功功率。单独就地补偿需要的投资费用较大,利用率较低,一般而言,当被补偿的用电设备停止作业时,单独就地补偿的电容器组也会被切除,导致资源浪费。为此,它适用于一些经常运转,负荷较平稳而且容量又大的设备,如,高频电炉、感应电动机等等,以及一些虽然容量较小,但是数量多,长期稳定运行的机械设备,如荧光灯等。 2.2.2低压集中补偿 低压集中补偿主要用于补偿高压配电线路、电力系统以及车间变电所低压母线前车间变电所的无功功率,可以使用专门的放电电阻或者白炽灯的灯丝进行放电,使用成本较低,运行和维修也比较方便安全,同时,它可以依据用户的用电负荷水平的波动,投入相应的电容器,进行跟踪补偿。低压集中补偿的目的在于提高专用变压器用户的功率因数,投资费用和后期维护都是由专用变压器用户自己承担。 2.2.3高压集中补偿 高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6~10kV母线上,因此,这种补偿方式只能补偿6~10kV母线前的所有线路的无功功率,而母线后的电线线路的无功功率得不到有效补偿。但是相对而言,这种补偿方式的投资较小,而且便于工厂进行集中管理和控制,同时对于工厂高压的无功功率进行有效的补偿,比较适用于大中型的工厂。 3 无功补偿设备的使用管理 在进行无功补偿设备配置和管理的过程中,坚持集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主。对分散补偿的配置要从实际出发,确保无功补偿之后可以达到功率因数的审核标准,对于供电公司而言,无功补偿设备过于分散,导致企业的设备维护量大,工作难度较大,为此,大多采用变电站集中补偿和配变就地分散补偿相结合的方式。另外,在无功补偿过程中要坚持调压与降损相结合,同时以降损为主,因为无功补偿产生的最大的经济效益和社会价值是降损,在一定程度上调整电压只是为了保证电压质量。特别是对于很多轻载运行的电线线路,由于电压偏高,会导致配电变压器的铁损占线损的70%以上,这种情况下,就不宜再安装电容,否则在线路电压升高过快时,配电变压器的损坏程度会进一步增加,使线损程度增大,为此,投切无功补偿设备,使电网中的电力功率因数提高,减低电网的损耗。能源建设是我国国民经济建设的战略重点之一,在进行能源建设的过程中,我国坚持贯彻实施科学发展观,要求相关部门在加强能源开发的过程中,不断提高资源的使用效率,使有限的能源发挥尽可能多的经济效益,同时减少在使用过程中的能源浪费。为此,在电力电网内出现大负荷欠补偿时,供电企业、发电企业和用电企业要协同合作,共同把无功补偿工作搞好。电力电网通过无功补偿节约电能,不仅可以降低工厂的生产成本,而且可以为国家积累更多的财富,促进国

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