无功补偿装置电容器组的投退原则分析研究
JKF8说明书(补偿控制器)

1.概述JKF8智能型低压无功功率自动补偿控制器(以下简称控制器)是低压配电系统补偿无功功率的专用控制器,依据机械工业标准JB/T9663-1999及电力行业标准DL/T597-1996设计,其控制物理量为无功功率和功率因数,有二种规格(最大6回路、最大12回路)。
控制器采用国际上最先进的微处理器进行智能测量与控制,可与各种型号的低压电容柜、屏配套使用,具有功能完善,抗干扰能力强,运行稳定可靠,并在有谐波的场合下能正确显示电网功率因数等特点,具有全自动模式,“傻瓜”式设计,是目前国内无功补偿控制器性价比最好的产品之一。
型号及其含义:输出回路规格产品设计序号控制物理量—复合型低压无功补偿控制器2.功能特点2.1 采用无功功率、功率因数复合控制,确保低负荷时可靠投入,避免投切振荡。
2.2 实时显示网络状况,包括功率因数、电压、电流、有功功率、无功功率等五种参数。
2.3 自动识别取样信号极性,无极性接错之虑。
2.4 电网电压低于300V或超过设定值时自动快速(5秒)逐级切除已投入的电容器组,并显示电压值。
2.5 当电流互感器次级信号小于150mA时,封锁电容器的投入,同时自动快速(5秒)逐级切除已投入的电容器组。
2.6 同组电容器切投封锁时间为3分钟。
(电容放电时间)2.7 有循环自检功能,便于电容屏出厂试验用。
3.使用条件3.1环境温度:-10℃~+40℃3.2相对湿度:40℃≤50%,20℃≤90%3.3海拔高度:≤2000m3.4环境条件:无有害气体和蒸气,无导电性或爆炸性尘埃,无剧烈的机械振动3.5工作电压:380V±20%4.技术参数5.安装方式控制器安装方式与电容屏42L系列仪表安装方式相同,外型尺寸120 mm ×120 mm ×130 mm,安装开孔尺寸113 mm×113mm,嵌入深度为130 mm 。
6.功能介绍6.1 工作原理控制器通电之后显示“CAL”,5秒后进入自动工作状态,如输入电流符合最小要求(大于150mA),将显示所测电网功率因数COSΦ。
大中型光伏电站夜间无功补偿分析

大中型光伏电站夜间无功补偿分析摘要:光伏组件白天发电,夜间离网,离网后光伏电站需从电网购电供站内用电。
光伏电站日常负荷非常小,高压电气设备无功损耗相对较大,功率因数很低,电网公司会因此增收额外力调电费作为惩罚。
为了避免功率因数惩罚就必须补偿无功,如果无功补偿设备能耗太大也会提高运营成本,所以如何提高功率因数、降低运营成本成为光伏发电企业必须面对的问题。
关键词:光伏电站;夜间;无功补偿1实例背景官垱光伏电站是一座50MWp的大型光伏电站,建有一座110kV的升压站,站内配置有1台±12.5Mvar的SVG无功补偿设备、一台50MVA的双绕组变压器、40台1MW的箱变和逆变器。
光伏组件所发的电能从升压站输出,通过14.74千米110kV架空输电线路接入电网公司220kV后港变电站。
各计量点位置见图1。
图1 官垱光伏电站各计量点位置电费结算以电网公司港01关口表为依据,总电费计算公式为:总电费=实时电费+力调电费+代征电费(1)力调电费是供电公司控制功率因数的奖惩电费,按照电力行业专业术语说就是控制功率平衡的,最主要的目的是给广大用电客户提供稳定可靠的供电服务。
功率因数奖、罚规定:每低于标准0.01时,从电费总额罚款0.5%,以此递增,低于0.7每一级提高到1%,低于0.65每级提高到2%;每高于标准0.01时,从电费总额奖0.15%,以此类推,以0.75%封顶。
官垱光伏电站夜间未投入无功补偿设备,从而导致功率因数极低,电网公司收取了高达1.2倍的力调电费,给光伏电站的运营带来不小的损失。
2 四象限无功组成无功功率是有方向的,母线向线路的无功作为正向,反之线路向母线倒送无功就是反向。
电能计量四象限功率的定义如图2:图2 四象限功率定义图图中:A——有功电能;R——无功电能;RL——感性无功电能;RC——容性无功电能。
Ⅰ象限:消耗有功功率(+A),消耗感性无功功率(+RL);Ⅱ象限:发出有功功率(-A),发出容性无功功率(+RC);Ⅲ象限:发出有功功率(-A),发出感性无功功率(-RL);Ⅳ象限:消耗有功功率(+A),消耗容性无功功率(-RC)。
斯贝兰德无功补偿控制器说明

电压上限/电压下限设置
电压谐波总畸变率超限
定点数据存储间隔(分)
单相电容设置/三相电容设置
投入门限系数/切除门限系数
投切延时/电容设置
系统报警延时设置
通讯波特率/通讯串口和奇偶校验位
5)无功补偿
取样物理量为无功功率,系统按照无功需量进行投切电容,无投切振荡,无补偿呆区
五、技术参数
的选择可进入图18的界面,进行接线方式的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按选择键确定是否保存,保存设置完成后,并退出设置界面。
图17接线方式设置主界面图18接线方式设置
d.密码设置.
按返回键返回设置主菜单(图5),选择“4.密码修改”,如图”,所示。确定图19
的选择可进入图20的界面,进行密码的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按选择键确定是否保存,保存设置完成后,并退出设置界面。
欠压保护:测量电压的50%—100%、步长1%、,出厂预置80%
谐波电压超限:5.0%~30.0%、步长0,5%、出厂预置20%
输出接点:12路,每路DCl2V、60mA
3、测量精度
电压:±0.5%电流:±0.5%
’功率因数:±1.0%
无功功率:±1.0%有功功率:±10%
无功电度:±2.0%有功电度:±2.0%
即可进入图30,界面显示电压电流的3次谐波三相的含量值。依次下翻可进入5次、7次、9次、11次、13次、15次的谐波含量值。
图29谐波显示主界面图图30谐波显示屏(F:3)
c.棒图显示
返回文件夹主菜单,选择“3,棒图显示”,如图3l,按面板菜单.(确认)键确定,即可进入图32,界面A相各次谐波的含量以棒状图显示,左上角并显示A相谐波综合含量。依次下翻可进入B相、C相的棒状图显示界面。
分布式光伏发电并网无功补偿问题

分布式光伏发电并网无功补偿问题一、分布式光伏并网系统近年来,分布式光伏电源的数量不断增多,考虑到分布式光伏阵列电池板数量少、功率小,常采用小功率并网逆变器完成光伏并网功能,如下图所示。
作为光伏并网系统中唯一的可控设备,逆变器必须具有光伏最大功率点追踪和并网两项基本功能。
对于小于5 kW的并网系统,常采用单相逆变器;大于5 kW的系统一般使用三相逆变器。
此外,并网逆变器必须具有孤岛检测功能,且输出共模漏电流应小于各项标准规定值,以保障人员和设备安全。
二、分布式光伏发电并网无功补偿问题分析1、无功补偿不足的问题由于逆变器输出的无功分量较小,分布式光伏系统接入工厂以后,如果原有的无功余量足够,一般不需要额外再增加电容器组。
实际应用中,有工厂反映,接入光伏系统以后无功补偿正常投入,但一段时间内有电费增加的情况。
经过调查,这种现象发生在光伏接入点在无功补偿采样点上方的接线方式,而且光伏安装容量相对较大。
特别是工厂某月度稳定负荷比平时下降时,由光伏提供的功率比例大幅上升,可能超过设计时负荷的25%。
此时,即使无功补偿控制器按设定的功率因数值进行补偿,但仍有一部分无功功率取自电网,对于电网考核点来说功率因数必然降低。
A点为光伏接入前,电网下行功率P和Q。
接入光伏以后,由于光伏提供功率△P,使得电网下行有功减少为P',功率因数降低。
要使考核点回到原先的功率因数水平,则至少还需要增加无功△Q。
因此经常出现无功补偿不足时,该无功补偿控制器应该调整为按无功功率补偿的方案。
2、无功补偿退出的问题某齿轮厂屋顶光伏发电总装机容量为600kWp,分两个逆变器就近并入380V配电母线,再通过工厂内部设备与公用电网连接,10kV 变压器容量为1250kVA。
由于光伏装机容量较小,考虑配电侧原有的无功补偿装置能提供足够的无功,故没有另外再加装无功补偿。
在接入光伏发电系统以后,其中一个厂房(接入点1)的电气系统频繁出现功率因数下降的情况,功率因数在0.3~0.7之间,而另一个厂房却运行正常。
无功补偿控制策略

无功补偿控制策略1.静态无功补偿控制策略:静态无功补偿控制策略主要包括静态无功补偿器的投入和退出控制。
静态无功补偿器包括无功补偿电容器(电感器)和静止补偿器(如STATCOM和SVC等)。
静态无功补偿器的控制主要是根据电压和无功功率的变化,通过控制开关装置对电容器(电感器)和静止补偿器的投入和退出进行控制,来实现无功功率的补偿。
2.动态无功补偿控制策略:动态无功补偿控制策略主要采用电力电子设备来实现无功功率补偿。
常见的动态无功补偿设备有同步电动机发电机组(Synchronous Condenser)、UPFC(Unified Power Flow Controller)等。
动态无功补偿控制策略主要是对动态无功补偿设备的控制参数进行调节,以实现对电力系统无功功率的精确控制。
3.直接电流控制策略:直接电流控制策略是一种基于直接电流测量的无功功率补偿控制策略。
该策略通过直接测量负荷侧的电流大小和方向,判断无功功率补偿的需求,并通过控制电力电子装置来实现无功功率的补偿。
这种策略具有实时性强、响应快、控制精度高等优点,但需要在负荷侧进行直接电流测量,因此要求测量装置的精度和可靠性较高。
4.基于模糊控制的策略:基于模糊控制的无功补偿策略是一种基于模糊逻辑的控制手段。
该策略通过利用模糊控制的非线性和模糊度的特点,构建模糊控制器,从而实现对无功功率的补偿。
模糊控制器可以根据实际控制需求和工作状态进行自适应调整,从而提高控制的准确性和稳定性。
从上述介绍可以看出,无功补偿控制策略的选择将取决于电力系统的特点和需求。
不同的策略具有不同的特点和适用范围,需要根据具体情况来选择和设计。
同时,无功补偿控制策略的效果也需要经过充分的仿真和实验验证,才能确保在实际应用中能够取得良好的性能和效果。
浅析电容器损坏的原因及预防措施

5 )电容器 在运 行 当中 ,运 行人 员每 月应对 回路 进行 检验 。 3 2加 强产 品 出厂监 试及 熔断 器选型 管 理 。加强 对产 品 出厂前 的各项 . 参 数指 标 的监试 工 作 ,确保 出厂 试验 项 目齐 全 、合格 ,并要 求厂 家提 供熔 断 器合 格有 效 的型 式试 验报 告 ;及 时更 换 已锈蚀 、松 弛 的外熔 断 器 。坚决 不用 不合 格 的电容器 。 33 电容 器投 切操 作注 意事 项 。电力 电容 器在 投入 或者 退 出的时候 , . 要根据 所在 母线 的 电压和 力率 。 3 4 限制谐 波 。在 实际运 行过 程 中, 当发现 电流 增 大却没 有伴 随 电压 . 增高 时,说 明存 在高 次谐波 电流 ,应 采取 限制谐 波 的措施 。 3 5调 整保 护整 定方 案 。保护 整 定值应 有针 对性 地进 行分 别设 置 。未 设置不 平衡 电压保 护 的老型 保护 装置尽 快进行 更换 。 3 6保证 合 适 的运行 温度 。在 电容 器运 行过 程 中,应 随时 监视和 控制 .
电容 器 。分析 为熔 断器 在运 行 中可 能 因受潮 、弹簧 拉 力下 降、熔 丝熔 断后
不 能顺利 拉 出,导 致在 单 只 电容器 故 障时 ,不 能迅 速熔 断 隔离 , 出现 了群
爆 、或 拒动现 象 ,从而 使故 障扩 大,保 护速 断动 作 。
14 电容 器 爆炸现 象 。爆炸 主 要是充 入 电容 器 内的能量 超 过 了外 壳 的 . 耐 受能 力,其 根本 原 因是极 问游离 放 电造 成 的 电容 器极 间击 穿短路 。 2电力 电容 嚣运 行中故 障 的主要 原 因.分析 及 电容器在 运行 过程 中受 到诸 多 因素 的影 响, 电容器 损坏 原 因主要 有 以
变电站自动无功补偿技术分析

时 ) 造成 电网 电压 波动 。 , 缩短 电气设 备使用 寿命 。 ( ) 工投 切 电容 器 时 . 存 在 操 作 时 的安 全 3人 还
风险
T C技术适 合 系统 内有 冲击 性变 化负 荷 .无功 S
可
补偿 量 需要 频 繁变 化 的场合 。它 的缺 点 是 : 电容 器 控
属 于欠 补偿 状态 ;在用 电低 谷期 .有 功 功率 1 5 . ~ 9
( ) 高 电网功率 因数 : 1提 () 2 降低 电网运行 电流 : () 3 降低 导线及 变压 器功率 损失 : ( ) 高电 网电压质 量 : 4提 () 5 增加 输 电线 路和 变压器 使用裕度 。
后, 跟踪 效 果 差 的缺 点 , 易 出现欠 补 偿 和 过补 偿 容 的情 况 。以港东 10 V变 电站 为例 , 1k 在用 电高峰期 .
需 要 的无 功功 率绝 大部 分 由 电容 器提 供 . 网输 送 电 的无功 电 流大 大减 少 . 网安全稳 定 经 济运 行 的水 电 平 得到提 高
补偿 电容器 出力 的时候 . 电容器的输 出补偿 容量按 但
电压的平方急剧下降 , 不利于 系统电压的稳定
机 械 开 关
’
图 4 静态 无 功 功 率 组 机 械 投 切 电容 器 示 意 图
34 自动 无功 补偿技 术性 能 比较 .
《 源 节约 与 环 保》 0 年 第三 期 资 21 1
28
表 1 自动 无 功补 偿 技 术 性 能 比较 表
案 与文 例 论
序号
对 比项
HV C 无 功 功率 补 偿装 置
TC S 无 功 功 率 补偿 装 置
正泰nwk1-G无功补偿控制器说明书

正泰nwk1-G无功补偿控制器说明书NWK-G系列智能型无功补偿控制器使用说明书一、简介NWK-G系列智能型无功功率自动补偿控制器是低压配电系统补偿无功功率专用仪器,可与各型号低压静电电容屏配套使用。
NWK1-G 型(开孔尺寸为本113 X 113mm ),NWK2-G 型(开孔尺寸为162 X 102 ),输出路数各有4、6、8、10路四种规格。
本机博采国内外先进技术,采用进口单片机控制,具有体积小、重量轻、功能完善、操作简单、抗干扰能力强、运行稳定可靠、补偿精确等突岀优点。
依据JB/T9663-1999 国家最新专业标准设计,一次性通过机械工业部天津电气传动研究所发配电及电控设备检测所的型式试验,主要性能指标达到国内先进水平,是低压电容屏厂家首选产品。
二、功能特点1、采用国外先进芯片,增加了断电记忆功能。
即在系统断电及控制器复位时,参数及程序自动记忆,不丢失;供电恢复后控制器仍按断电前所设定的参数进入自动运行状态,实现无人操作化。
2、LED数字显示电网功率因素,显示范围:滞后(0.00〜0.99 ),超前(0.00〜0.99 )。
3、通过面板三个功能键能完成数字显示COS © 设定值,延时设定值,过压设定值的设定。
简明的人机对话,使操作极为方便。
4、当电网电压超过本机过压设定值时,COS ©表自动转换显示为电网当前的电压值,同时自动快速逐级切除已投入的电容组。
5、判别取样电流极性(自动识别极性),并自动转换。
给安装调试使用带来极大方便。
6、当取样讯号线开路或无输入取样电流信号时,本机数字COS ©自动显示。
7、输岀动作程序为先接通先分断,先分断先接通的循环工作方式及适应于就地补偿装置动作程序要求的1、2、2、2、2、1编码工作方式。
8、具有手动/自动转换,置自动时,本机自动跟踪电网功率因素及无功电流,控制电容器自动投入或切除,置手动时在本机上能实现手投或手切。
9、有超前、滞后、过压、欠流LED指示灯指示。
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无功补偿装置电容器组的投退原则分析研究摘要:随着国民经济的飞跃发展,电网建设也日新月异,同时,负荷的增长速度日益突出,功率不平衡问题随之出现,因而需要进行无功补偿,这也是提高功率因数,节约电力资源,提高运行稳定性的重要保障。
目前在各级变电站低压侧普遍采用并联电抗器和电容器作为无功补偿装置,二者共同配合,保障电力系统电压、功率以及频率的稳定。
而在实际运行中,同一变电站根据谐波的不同,配置电容器组的电抗率也有所不同,此时就要按照低压电容器的投退原则进行投退,才能更有效的进行无功补偿以及抑制谐波,如果投退顺序有误,可能会影响电网的安全稳定运行,而本文主要从无功补偿装置的原理,补偿的方式,电抗率的计算,电容器的投退原则等方面进行阐述,为后续电容器的选型以及投退顺序提供一定的借鉴。
关键词:无功补偿;谐波;电抗率;投退原则0引言随着电力系统的复杂化,电网的结构形式也各具特色,并且在不同负荷时期,用电过程中产生的无功功率的缺额也各不相同,此时,电力系统需要提供足够的无功以进行补偿,才能保证系统的正常运行。
否则,当无功缺额过大时,将导致系统电压不稳定,既影响电能质量,也有可能损坏用电设备,因而在各级电力系统中,需要配备相应的无功补偿装置,简称无功补偿。
在电力系统中,无功补偿能够提高电网的功率因数,降低电力变压器以及输电线路的功率损耗,提高供电质量,另一方面,合理的无功补偿,能降低网络损耗,提高供电效率,减少对用电设备的不良影响,提高供电的可靠性和系统运行的安全性。
1无功补偿的原理无功补偿[1]装置主要是在电网无功功率不平衡时,提供无功功率,进而降低电网的能量损耗,提高系统运行的功率因数,从而提升电网的电压质量。
有功功率是保持用电设备正常运行所需要的功率,并且能将电功率转化为其他形式,比如热能、光能等其他形式的能量,而无功功率相对于有功功率而言,则比较抽象,它主要作用于电路中的电场和维持磁场,对于各种有电气线圈的设备,都需要消耗无功功率来建立磁场,但是由于它不做功,不能实现能量的转换,所以称为无功功率。
电动机的工作原理就是需要建立和维持旋转磁场,使得转子转动,进而带到机械转动,而电动机的转子磁场就是需要从电源处取得无功功率。
变压器如果没有无功功率,一次侧线圈则无法产生磁场,在二次侧就无法出现感应电压,变压器就无法变压,交流接触器也无法吸合。
同样,对于用电设备,正常工作时,既需要消耗一定的有功功率,也需要从电源处吸收无功功率来建立磁场,如果无功功率不足,用电设备就不能维持在额定电压下工作,导致端电压下降,同时影响用电设备的使用寿命。
由于从发电机以及高压输电线路供给的无功功率是无法满足负荷需求的,所以为了保障电网的安全运行,需要设置一些无功补偿装置来补偿系统所需要的无功功率。
无功补偿装置的运用有效提高了系统的功率因数,降低线路中的负荷电流,减少无功功率在电网系统的流动,从而降低电网系统的有功损耗,降低线路以及变压器因为输送无功功率造成的电能损失,同时还可以减少系统中电压的损失,提高电压质量,减少相应设备的投资。
所以无功补偿装置是一种效率高、投资少的节能措施,可以在系统缺少无功功率时,迅速补偿,保障系统的稳定运行。
2无功补偿的方式在电力系统中,无功补偿的方式有多种,下面简要介绍几种常见的无功补偿方式[2]。
2.1 变电站集中补偿方式变电站集中补偿方式就是将电容器组安装在变电站的二次母线上,这种补偿方式不能有效减少每一条馈线的无功功率,对于配电网络的线路降损整体效果一般,但是在下级的补偿不能完全符合标准的情况下,却总能保证送电端的功率因数符合要求,并且这种补偿方式管理容易,维护方便,补偿容量较大,不过由于分组有限,且多为手动方式。
2.2线路分布补偿线路分布补偿主要是在配电线路上安装电容器来实现功率补偿,但是这类补偿一般需要将电容器安装在远离变电站的位置,在保护配置以及运行维护方面都比较困难,并且成本过高。
2.3随机补偿随机补偿的补偿方式是将电容器组通过熔断器与电动机组并接,保持与电动机同时投入或退出,从电动机端进行无功补偿,从而不需要进行频繁投切,安装和维护都比较方便,但是在电机进行检修或者测量相间绝缘时,容易损坏电机或者电容器,并且需要安装的容量比其他方式大,相应的电容器利用率也较低。
2.4 随器补偿方式这种补偿方式主要在变压器二次侧进行,将电容器接在二次侧以补偿变压器空载情况下的无功损耗,使空载励磁无功功率得到平衡,提高变压器的有效利用率,降低网损,提高用户的电压质量,然而这种方式安装比较分散,维护检修时需要随变压器一起,增加了维护的难度。
2.5 跟踪补偿方式这种补偿方式是将电容器组固定安装一组在变压器的低压侧,而其他组作为备用,根据电网因数的变化进行自动或手动调节进行投切,这种方式虽然比较灵活,但是投入较大,并且相应的保护装置比较复杂,运行维护难度大,并且只能进行有级调节。
所以综合以上各种方式的优缺点,现在普遍采用在变电站集中补偿的方式进行,这种方式维护简单,然而集中补偿方式由于变压器低压侧需要抑制的谐波不同,所选用的电容器组的电抗率也有所不同,相应的投退原则也必须科学合理,否则反而容易产生谐波,影响系统的安全运行。
3电容器组串联电抗器的作用由于电网中很多电气设备和用电设备在运行中都会产生一定量的谐波,这些谐波对于电网的危害虽然是有限的,但是当变压器出现铁芯饱和、电弧炉炼钢等情况下则会产生大量的高次谐波,此时将严重影响供电质量和供电可靠性,所以需要采取一定的措施抑制高次谐波。
同时电网需要通过电容器组补偿无功功率,所以在电容器回路串联电抗器,造成一个对n次谐波的滤波回路,具有十分重要的意义。
同时,如果单纯安装电容器组,在投入运行时会产生一定的涌流,加装串联电抗器后,可以把合闸涌流抑制在1+电抗率倒数的平方根倍以下。
实际运行中,通常会要求将涌流的数值限制在电容器额定电流20倍以下,为了避免谐波放大,安装的串联电抗器的伏安特性最好为线性,电抗率[3]在0.1%-1%左右时,即可将涌流限制在额定电流的10倍以下。
另外,降低了涌流暂态的幅值,可以有效抑制操作电流的暂态过程,有利于接触器触头及时断开,避免弧光重燃,从而引起操作过电压,避免过电压击穿电容器。
当电容器出现故障时,比如电容器的极板击穿或者电容器对地击穿时,此时的短路电流会通过系统阻抗和串联电容器阻抗,假如没有串联电容器阻抗,由于系统的阻抗一般都很小,此时会产生很大的短路电流,所以加装串联电抗器还可以提高短路阻抗,减小短路容量,确保断路器可以有效开断短路电流。
串联电容器还有一个作用是可以降低电容器投切过程中的操作过电压,抑制接触器触头的重击穿现象,降低操作过电压,从而保障电容器组的安全运行。
当变电站母线上装设多组电容器组时,考虑到系统既有三次谐波,也有五次谐波,所以电容器组既有串联大电抗器也有的会串联小电抗器来抑制不同的谐波。
抑制的谐波种类是通过电抗率来区分的,电抗率的含义是串联电抗器的感抗值与该回路电容器容抗值的百分比,比如系统中普遍采用在回路中串联12%电抗构成3次谐波滤波器,串联6%电抗构成5次谐波滤波器,不采用精确值的11%和4%,而是采用数值稍大一点的电抗率,是为了使电容器回路整体呈现电感性,避免完全谐振时电容器过电流。
由于电容器组的电抗率不同,所以电容器的投退顺序问题也十分重要,当电容器回路呈现电感性时,电容器回路和系统阻抗处于并联分流的状态,可以使得流入系统的谐波电流有效降低,但是当电容器回路呈现电容性时,由于电容器组的补偿作用,电容器回路会在谐波电压的作用下,将产生的谐波电流流入系统,反而加大了系统的谐波电流,很有可能使得母线电压发生畸变,所以电容器组的投切原则必须合理。
4电容器组的投切原则电容器组在投入运行时,将系统模型(元件理想化)简化表示为图1所示,其中,In为等效谐波源,T为变压器,XL为等效串抗,XC为等效电容器组。
所得结果显示三次谐波阻抗为负值。
因此,当电抗率为6%时,并联电容器组对三次谐波有放大作用。
若要避免电容支路放大三次谐波,则需要该支路阻抗不为负。
当电容支路阻抗为零时,此时可计算得出电抗率为:K=0.1111显然,若要避免电容支路阻抗放大三次谐波,电抗率至少得为11.11%。
然而由于阻抗为零时会产生谐振,此时谐波电流全部流经电容器组,对设备产生不利现象,因此电容支路阻抗需为正,电抗率需大于11.11%。
在综合考虑经济性、安全性和运行需求的情况下,通常变电站对变低侧并联电容器的电抗率选择采用混合搭配的策略。
也即通过接入一个电抗率为12%以上的并联电容器组及其串抗来抑制三次谐波,例如罗洞站#2主变压器变低侧起此作用的为22C并联电容器组(串抗电感值为11mH,电抗率为17%)。
根据前面的分析,可以依次计算出几个典型的谐波次数所对应的令电容支路谐振的电抗率,所得结果如表1所示:表1. 不同谐波次数下电容支路谐振时的电抗率结果显示,随着谐波次数的提高,电容支路发生谐振所需的电抗率随之也在降低,实际工程设计中则需选择更大一点的电抗率来避免电容支路谐振。
由此看出,抑制低次谐波所需的电抗率均能满足对更高次谐波的谐波抑制要求,反而仅采用抑制高次谐波对应的电抗率时会对低次谐波起到一个放大的作用。
因此,在投切并联电容器组的时候,要严格遵从一定的“先投后退”原则,先投后退高电抗率的电容器组,后投先退低电抗率的电容器组,避免出现谐波放大的现象。
仍然以#2主变变低侧电容器组为例,22C的电抗率为17%,21C的电抗率为6%。
因此,要先投后退22C,后投先退21C,避免造成谐波放大。
所以综合以上分析,电容器组的投退原则与电抗率的大小息息相关,在实际运行中,无论是人工还是自动VQC投退方式,必须按照投退原则进行投退,以保证电网的安全运行。
5结论随着电力系统的广泛发展,对于电压、频率的要求更为重要,因而正确的选用无功补偿装置,并且根据变电站的实际运行情况,以及需要抑制的谐波次数,选择电抗率符合要求的电容器组,并且按照投退原则进行投退,既能提高系统的功率因数,降低网络损耗,提高电压质量,还能有效抑制各种谐波对电网的不利影响,保障电网的安全运行。
本文主要研究无功补偿装置原理以及电容器组的投退原则,但是由于案例有限,未能进行更加广泛的研究,希望能为以后的研究提供一定的借鉴,采取更加有效地方式进行无功补偿,进一步提高供电可靠性和系统并列运行的稳定性。
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