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配电网的无功补偿和电压调整


2017-04-28 10:29   点击:41
                        

电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡,系统中各种无功功率电源的无功功率出力应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求,否则电压就会偏离额定值。本文介绍无功补偿和电压调整问题。

一、配电网的无功补偿

1.电力系统的无功平衡

影响电力系统电压的主要因素是无功功率。

(1)电力系统的无功负荷及无功损耗 ;

无功负荷是滞后功率因数运行的用电设备所吸取的无功功率。电力系统的无功负荷主要是异步电动机。电网中无功损耗一般有两部分:一是输电线路的无功损耗;二是变压器上的无功损耗。

(2)无功电源

电力系统的无功电源包括同步发电机、调相机、电容器及静止无功补偿器、线路充电功率等。

(3)无功平衡

电力系统无功功率平衡包含两个含义。首先是对于运行的各个设备,要求系统无功电源所发出的无功功率与系统无功负荷及无功损耗相平衡:

式中,分别为:无功发电、无功负荷、无功损耗。

对于实际系统或在系统规划设计中,要求系统无功电源设备容量与系统运行所需要的无功电源及系统的备用无功电源相平衡,满足运行的可靠性及适应系统负荷发展的需要,即:

式中,分别为:无功电源设备容量、系统运行所需要的无功电源、无功备用容量。

2.无功补偿的原理

无功补偿原理见图1。未加无功补偿设备前,负荷的有功功率、无功功率为,与网络传输的功率相等。加装了一部分无功补偿设备后,网络传输的有功功率不变,传输的无功功率变为,相当于无功消耗由减少到。视在功率小了,补偿后电力网的功率因数由补偿前的提高到

图1 无功补偿原理的示意图

补偿容量的确定:

3.无功补偿的意义

(1)减少系统元件的容量,换个角度看是提高电网的输送能力。

(2)降低网络功率损耗和电能损耗。

(3)改善电压质量。

4.无功补偿的配置原则
5.无功补偿的措施
  • (1)利用同步发电机进行补偿,额定运行下可发的无功,以增发无功,适当减发有功。
  • (2)利用调相机进行无功补偿,即是空载过励运行的同步发电机,发无功;而在欠励运行时吸收无功。
  • (3)利用电容器进行无功补偿。
  • (4)利用静止补偿器进行无功补偿 。
  • 二、电压调整

    1.电力系统的电压管理

    在进行电力系统规划设计时,由于各负荷点对电压质量的要求还不明确,所以难以具体确定各中枢点电压控制的范围。为此规定了“逆调压”、“顺调压”、“常调压”等几种中枢点电压控制的方式。 

    2.电压调整的基本原理

    为维持用户处端电压满足要求,可采用以下措施进行电压调整:

  • (1)调节励磁电流以改变发电机端电压;
  • (2)改变变压器T1、T2的变比;
  • (3)通过改变电力网无功功率分布;
  • (4)改变输电线路的参数(降低输电线路的电抗)。 
  • 3.各种调压措施的合理应用
  • (1)各类用户将功率因数提高到现行规程的规定。
  • (2)改变发电机励磁,改变发电机输出的无功功率和发电机的端电压 。
  • (3)增添必要的无功补偿容量,并按无功功率就地平衡的原则进行补偿容量的分配。
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