无功补偿来源和电压调节设备
电力系统的无功补偿和电压调整的解决方案
电力系统的无功补偿和电压调整的解决方案为了保证电力系统的稳定运行和电能质量的提高,无功补偿和电压调
整是非常重要的技术手段。本文将从技术和设备两方面,详细讨论电力系
统的无功补偿和电压调整的解决方案。
1.静态无功补偿装置(SVC):SVC是通过控制可变电容器和可变电
抗器的容量,实现电力系统的无功调节。它具有快速响应、精确调节无功
功率因数的特点,并且能够提供压力支撑和电压稳定功能。
2.静态同步补偿装置(STATCOM):STATCOM是利用电力电子器件和
控制系统,通过直流电压的调节来实现对电力系统无功功率的调节。它能
够实现快速响应和灵活控制的特点,可以有效地提高电力系统的无功调节
能力。
3.无功发电机(SVC):无功发电机是利用发电机的励磁系统来控制
无功功率的输出,实现电力系统的无功补偿。它可以根据需要灵活调节无
功功率因数,提高电力系统的无功调节能力。
4.并联电容器补偿装置:并联电容器补偿装置是通过并联连接电容器,提供无功功率来补偿电力系统的无功功率缺陷。它具有成本低、简单可靠
的特点,并且能够有效改善电力系统的功率因数。
5.无功补偿滤波器:无功补偿滤波器是利用滤波器来抑制电力系统中
的无功电流,实现无功补偿。它可以有效减少电力系统中的谐波和电磁干扰,提高电力系统的电能质量。
1.电压调整变压器:通过调整变压器的变比来实现电力系统的电压调整。它可以根据需要提高或降低电压水平,保证电力系统的电压稳定性。
2.电压调整容性器:通过并联连接容性器,提供额外的无功功率,实
现电力系统的电压调整。它可以根据需要灵活调整电压水平,保证电力系
无功补偿对电力系统电压波动的控制
无功补偿对电力系统电压波动的控制在电力系统运行中,电压波动是一种常见的问题,可能会导致系统的
稳定性下降,甚至对设备造成损坏。为了控制电力系统的电压波动,无功
补偿技术被广泛应用。本文将探讨无功补偿对电力系统电压波动的控
制作用。
一、无功补偿的原理
无功补偿是一种通过对系统无功功率的调整来控制电压的技术。它
通过在系统中接入无功装置,如电容器和电感器,来调整系统的无功功率。这些无功装置可以吸收、释放或者储存电能,以达到控制电流和电压的
目的。通过调整无功功率,无功补偿可以改变系统的功率因数,从而控制
电压波动。
二、无功补偿的作用
1. 抑制电压波动
无功补偿可以通过调整系统的无功功率来抑制电压波动。当电网负
载发生变化时,无功补偿设备可以迅速调整电流,以维持系统的电压稳定。例如,在厂矿等大型用电场所,电动机的启动和停止会产生较大的无功功
率需求。通过合理配置无功补偿设备,可以减少这些负荷变化带来的电
压波动。
2. 改善线路功率因数
无功补偿可以改善电力线路的功率因数。功率因数是系统中有功功
率与视在功率之比,是衡量电力系统运行效率的重要指标。当系统的功
率因数过低时,不仅会造成系统能源的浪费,还可能引起电力线路的过载。通过接入无功补偿装置,可以提高系统的功率因数,减少输电线损和提高
系统运行效率。
3. 提高电力系统的稳定性
无功补偿可以提高电力系统的稳定性。在电力系统运行过程中,如果发电机和负载之间的功率不平衡,会导致电压的不稳定。通过合理配置
无功补偿设备,可以调整电流和电压的平衡,提高系统的稳定性。这对于
保护负载设备,防止电压波动对设备造成损害非常重要。
10无功功率补偿与电压调整教程
(2)中枢点的电压管理 1)电压中枢点
对电力系统电压进行监视、控制和调整的主要 的供电点。
2)电压中枢点的选择 ①区域性发电厂的高压母线; ②枢纽变电所的高压母线和二次母线; ③有大量地方负荷的发电机电压母线; ④城市直降变电所的二次母线。
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3)中枢点电压的调整方式 ①顺调压 最大负荷运行方式时,中枢点的电压不应低于 线路额定电压的102.5%; 最小负荷运行方式时,中枢点的电压不应高于 线路额定电压的107.5%。
缺点:含TCR的静止补偿器需装设滤波器以消除高 次谐波。
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5)静止无功发生器
静止无功发生器的主体是一个电压源型逆变器。 优点是响应速度更快,运行范围更宽,谐波电流 含量更少,且电压较低时仍能相系统注入较大的 无功电流。
6)高压输电线路的充电功率 其充电功率与线路电压的平方成正比
10
2、无功功率负荷和无功功率损耗
•故实际运行于HCB
5
只有在额定电压、额定电流和额定功率因数(即C点)运行 发电机的视在功率才能达到额定值,其容也利用得最充分。
⑵同步调相机 相当于空载运行的同步电动机。
同步调相机的特点 过励磁运行可作无功电源运行;欠励磁运行可作 无功负荷运行; 可平滑无级地改变无功功率的大小和方向,达到 调整系统运行电压的目的; 运行维护较复杂,有功功率损耗较大; 单位容量的投资费用较大; 调相机容量一般不小于5Mvar,实际电力系统中, 尽量集中安装在靠近负荷中心的枢纽变电所内。
无功补偿和电压调节
实行实时无功补偿和电压调节
为了实行实时无功补偿,优化无功潮流分布,提出一种全网无功补偿和电压优化实时控制方法,以实现从离线处理转化为实时处理,提高全网各节点电压合格率,减少网损,取得较好的经济性。
2.1控制无功补偿和电压优化的规则
以全网网损尽量小、各节点电压合格为目标,以调度中心为控制中心,以各变电站的有载调压变压器分接头调节与电容器投切为控制手段。
2.2控制流程
首先从调度自动化系统采集数据,送入电压分析模块和无功分析模块进行综合分析,形成变电所主变分接头调节指令、变电所电容器投切指令,由调度中心、集控中心、配调中心控制系统执行,循环往复。无功电压实时控制流程见图3。
2.3无功补偿与电压优化的控制原理
电力系统电压无功限值区间的划分(动态9区图)见图4。根据该图在各区内,以最优的控制顺序和电压无功设备组合使运行点进入无功、电压均满足要求的第9区。
电压控制按照逆调压原则,当电压变化超出电压曲线的允许偏差范围(U上—U下)或超出无功功率允许偏差范围(Q上—Q下)时,根据整定的偏移量发出电容器投切指令或变压器分接头调整指令,从而达到调整电压和无功潮流的目的。
其中,U上、U下分别为电压约束上、下限,Q上、Q下分别为无功约束上、下限,各区动作方案如下。
1区:电压超下限,无功超上限。设定电容器投入容量,并发出电容器投入指令,当电容器全部投入后,电压仍低于U下时,发出变压器分接头升压调节指令。
2区:电压合格,无功超上限。发出电容器投入指令,当电容器全部投入后运行点仍在该区,则维持运行点。
3区:电压超上限,无功超上限。发出变压器分接头降压调节指令;当有载调压已处于下限时,再发出上一级变压器分接头调节指令。
浅谈电网的无功补偿与电压调整
浅谈电网的无功补偿与电压调整
【摘要】
电网的无功补偿和电压调整对电力系统的稳定运行至关重要。无功补偿能够提高电网效率,减少潜在的负载问题,同时增加电力系统的稳定性。而电压调整则能保持电网中的电压稳定,确保电力设备正常运行。常见的无功补偿设备包括静态补偿器和同步电容器,而电压调整方法主要有调压器和自动电压调整器。为了优化电网运行,可以采取措施如降低电力损耗、减少电网压降以及提高电力负载能力等。电网的无功补偿和电压调整对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义,需要各方共同努力来提高电力系统的可靠性和效率。
【关键词】
无功补偿、电压调整、电网、稳定运行、重要性
1. 引言
1.1 介绍电网的无功补偿和电压调整的重要性
电网的无功补偿和电压调整在电力系统中起着至关重要的作用。无功补偿能够提高电网的功率因数,减少线路传输损耗,提高系统的稳定性和可靠性。而电压调整则可以确保电网中的电压稳定在合适的范围内,保障各类电气设备的正常运行,同时提高供电质量。由于电力系统中无功功率不能直接通过输电线路传输,需要通过专门的无功补偿设备来进行调整;而电压调整则需要通过相应的控制方法和调节
设备来实现。通过优化电网的无功补偿和电压调整,可以有效提高电
网的运行效率,降低系统的运行成本,并且减少供电事故的发生概率。深入研究和实施电网的无功补偿和电压调整技术显得尤为重要,对于
保障电网的持续稳定运行具有不可替代的作用。
2. 正文
2.1 无功补偿的作用
无功补偿是指在电力系统中通过补偿电网中存在的无功功率,以
维持电网的正常运行和提高系统的功率因数。无功功率是交流电路中
无功补偿在电力系统的电压调节中的应用
无功补偿在电力系统的电压调节中的应用电力系统中的电压调节是确保稳定供电的重要环节之一,而无功补偿则是电力系统中常用的一种电压调节手段。本文将介绍无功补偿在电力系统的电压调节中的应用,并探讨其原理和效果。
一、无功补偿的定义和原理
无功补偿是一种通过在电力系统中引入适当的无功电流来调节电压的方法。在电力系统中,负载的无功功率消耗会导致系统电压下降,而无功补偿可以通过增加无功功率来抵消负载的无功功率消耗,从而提高电压水平。
无功补偿可以通过静态无功补偿装置(SVC)或静态同步补偿装置(STATCOM)来实现。这些装置可以根据电网电压的变化迅速调节出相应的无功功率,由此来改善电力系统的电压品质。
二、无功补偿的应用
1. 提高电力系统的电压稳定性
由于电力系统中的负载变化不定,无功功率的需求也会随之变化。当负载发生频繁变化时,无功补偿可以通过及时调节无功功率,使系统的电压维持在稳定水平,避免因电压下降而引起的供电不稳定或设备损坏。
2. 减少输电损耗
在长距离输电中,由于电缆电抗和电容的存在,无功功率的损耗会导致电压下降,从而增加了输电的损失。通过在输电线路中增加无功补偿,可以提高电压水平,减少电缆电抗和电容对电压的影响,从而降低输电损耗。
3. 提高电力质量
无功补偿装置可以通过调节无功功率,改善电力系统的功率因数,减少谐波和电压波动,提高电力质量,防止谐波对设备的损害,并降低用户的用电成本。
4. 改善电力系统的可靠性
在电力系统中,无功补偿可以通过调节电压水平,提高电力系统的可靠性。例如,在短路故障发生时,无功补偿装置可以快速响应,通过调节电压水平来提高系统的稳定性,防止短路故障扩大,从而保障电力系统的正常运行。
电网无功补偿和电压调节详解
无功对于电网系统设计来说,肯定是非常非常重要的了,这块其实内容很多,就做一个简单的梳理总结,有一些工程实践中的认识,希望可以互相印证。无功对应电压,有功对应频率,应该是一个比较普遍大概的认识,当然没错。所以无功补偿和电压调节是密不可分的,也是调度考核的重要指标。
一、无功补偿概述和原则
无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯,除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外,还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功,才被称之为“无功”。
电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件,首先是一些重要原则当然很多是国网的原则,虽说要摆脱国网思路束缚,但是有些好东西还是要保留。
分层分区补偿原则:有鉴于经较大阻抗传输无功功率所产生的很大无功功率损耗和相应的有功功率损耗,电网无功功率的补偿安排宜实行分层分区和就地平衡的原则。所谓的分层安排,是指作为主要有功功率大容量传输即220--500 kV电网,宜力求保持各电压层间的无功功率平衡,尽可能使这些层间的无功功率串动极小,以减少通过电网变压器传输无功功率时的大量消耗;而所谓分区安排、是指110k V及以下的供电网,宜于实现无功功率的分区和就地平衡。
电压合格标准:
500kV母线:正常运行方式时,最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%;最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。
浅谈电网的无功补偿与电压调整
浅谈电网的无功补偿与电压调整
电网是指由输电线路、变电设备和配电设备等组成的供电系统,其主要功能是将发电厂产生的电能传输到用户所在地。电网的稳定运行对于保障电力系统的安全、可靠、经济运行具有重要意义。而无功补偿和电压调整则是电网中一个重要的问题,它们对于电网的稳定运行起着至关重要的作用。
一、电网无功补偿的作用
在电网中,无功功率是指交流电路中发生的能量的来回转移,并不执行有用功。它是一种虚拟功率,对电网的稳定性和效率产生重要影响。为了保证电网的稳定运行,需要对无功功率进行补偿,以提高电网的功率因数。
无功功率的产生主要有两种情况:一是由于电感负载产生的感性无功功率,二是由于电容补偿设备的损耗产生的容性无功功率。感性负载导致电压的下降和线路的过热,降低了电网的输电效率;而容性负载会使电网电压升高,在负载端压降过大,影响电网的电压稳定性。通过增加或减少无功功率的产生,可以有效地提高电网的稳定性和效率,减小输电损耗。
为了进行无功功率的补偿,通常采用无功功率补偿装置,如静态无功补偿装置(如无功电容器、无功电感器)、静止无功发生器(STATCOM)等。这些装置能够快速调整电网的无功功率,提高电网的功率因数,减小电网运行中的不稳定因素。从而保证电网的正常运行,提高电网的运行效率和经济性。
二、电网电压调整的重要性
在电网运行中,电压的稳定性是保障电网正常运行的重要指标之一。电网的电压稳定性受多种因素影响,如负荷变化、发电量变化、故障短路等。为了保持电网的电压稳定,需要对电网进行电压调整。
电压调整主要是通过调节电压的大小和波形来保持电网的电压稳定。电网中,通常采用自动电压调整装置和无功功率控制装置来进行电压调整。自动电压调整装置通过控制变压器的绕组变化,使其变比按需调整,来调节电压的大小;而无功功率控制装置则通过控制无功功率的产生,来调节电网的电压。这些装置可以根据电网的负载变化和故障情况,快速地进行电压调节,以保证电网的电压稳定性。
电网的无功补偿与电压调整
电网的无功补偿与电压调整
摘要:目前,随着我国电力企业的快速发展,我国电网的管理也需要进
一步的加强,电压是确保电力系统的安全经济运行,电压的合格率是考核电力企
业的一个重要标准,无功补偿也是提高电压合格率的一种方式。为了保证电网的
稳定运行,本文就对电网的无功补偿与电压调整措施进行探讨。
关键词:电网;无功补偿;电压;调整
近些年来,我国电力行业的规模随着经济的发展不断扩大,当然,科技水平
的发展也是电力需求量增加的一大助力,随着电力的广泛应用,电力系统的安全
性至关重要,直接影响到人类正常的生产生活,而电力系统的电压是电能质量评
价体系的重要指标,由于用电量的不断增加,电力结构和电力负荷都发生了变化,所以,现在对电网电压管理和无功补偿措施进行了深刻的分析及探究。
1 电网无功电压管理过程中的问题
1.1 电网无功电压技术问题
这种技术问题的出现,主要的原因是无功补偿的容量过小导致的。通过查看
国家制定的《电网系统技术原则》中的一些要求和规定,通常情况下,以220kV
为分界点,小于分界点的电压需以0.3倍大小对设备进行无功补偿。从现在的情
况进行分析,发现我国电压整体趋势偏高,只有很少的电容器能被应用,这种情况,不但影响对电压的管理能力,也会对其他高档设备的运行产生阻碍作用。
除此之外,还有一个显而易见的问题存在,就是电容器配置不到位的情况。
究其原因,大多是因为超负荷所引起的,直接影响了我国的电力系统的正常运行。
1.2 对于设备管理责任意识不明
对于电网无功电压设备保護[B1]的过程中,往往偏重于对自身的保护,却很
电力系统无功补偿及调压设计技术导则
电力系统无功补偿及调压设计技术导则
一、引言
本文的主题是电力系统无功补偿及调压设计技术导则。无功补偿和调压是电力系统运行中十分重要的技术,对于提高电力系统的功率因数和稳定运行具有重要意义。在本文中,我们将全面、详细、完整地探讨无功补偿和调压的设计技术,包括其基本原理、常见的无功补偿和调压设备以及设计要点等方面。
二、无功补偿的基本原理
1. 无功功率的定义
无功功率是指电力系统中的反馈功率,不对外界做功,主要用于维持电力系统中的电压稳定。在电力系统中,无功功率分为容性无功和感性无功两种。
2. 无功补偿的作用
无功补偿是指通过在电力系统中添加适当的无功功率来提高功率因数,减小电力系统的无功负荷。无功补偿的作用主要包括: - 提高电力系统的功率因数; - 减小电力系统的线路损耗; - 提高电力系统的电压稳定性。
3. 无功补偿的设备
常见的无功补偿设备有静态无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(STATCOM)和同步补偿器等。这些设备可以根据电力系统的实际需要进行选择和配置,从而实现无功补偿的效果。
4. 无功补偿的设计要点
无功补偿的设计需要考虑电力系统的运行情况、负荷需求以及无功功率的分布等因素。在设计中,需要注意: - 合理选择无功补偿设备的容量和位置; - 考虑电力系统的负载特性,合理分配无功功率; - 防止无功补偿设备引起电力系统的谐波问题。
三、调压设计技术的基本原理
1. 电压调节的目的
电压调节是为了保证电力系统中的电压稳定在额定值附近。电力系统中的电压过高或过低都会对电器设备的正常运行产生不利影响,因此电压调节是电力系统中必不可少的技术。
电力系统中的无功补偿技术
电力系统中的无功补偿技术
电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施,但在电力传输和分配的过程中会
产生一定的无功功率。无功补偿技术作为电力系统中的重要组成部分,可以有效地解决无功功率的问题,提高电力系统的运行效率和稳定性。本文将分别从无功功率的产生原因、无功补偿技术的种类以及其在电力系统中的应用等方面进行研究探讨。
一、无功功率的产生原因
无功功率是电力系统中不参与有用功率传输的功率,其产生主要有以下几个原因:
1.容性负载:当电力系统中存在大量的电容性负载时,会导致电压和电流之间
的相位差增加,产生大量的无功功率。
2.感性负载:与容性负载相反,感性负载会使电流滞后于电压,并引发较高的
无功功率。
3.电力系统的不平衡:电力系统中存在的电压和电流不平衡会造成无功功率的
产生。
二、无功补偿技术的种类
针对无功功率的问题,电力系统中广泛采用了多种无功补偿技术,常见的无功
补偿技术包括:
1.静态无功补偿装置(SVC):SVC是一种通过改变电力系统中的电容和电感
元件来实现无功补偿的装置。它能够根据电力系统的需求自动调整补偿功率,提高电力系统的稳定性。
2.静止无功发生器(STATCOM):STATCOM是一种基于电子器件和功率电
子技术的无功补偿装置,能够通过改变电流的相位和幅值来实现无功的平衡。
3.同步电容器:同步电容器是通过同步开关控制电容器的连接和断开,实现电
力系统中的无功补偿。
4.无功功率调节器:该技术通过改变调节器的电容和电感元件来控制电力系统
中的无功补偿。
三、无功补偿技术在电力系统中的应用
无功补偿技术在电力系统中有广泛的应用,并具有重要的意义,主要体现在以
电力系统无功补偿及调压设计技术导则的指引
电力系统无功补偿及调压设计技术导则的指引
电力系统无功补偿及调压设计技术导则的指引
1. 引言
在电力系统中,无功补偿和调压是关键的技术,用于确保电力系统的
稳定和高效运行。本文将深入探讨电力系统无功补偿和调压的设计技术,并提供一些指引,帮助读者更好地理解和应用相关概念。
2. 无功补偿技术
2.1 静态无功补偿装置(SVC)
静态无功补偿装置(SVC)是一种常见的无功补偿技术,通过电容器
和电感器的并联或串联组合来实现对无功功率的补偿。SVC可以根据
电力系统的负载需求自动调节电容器和电感器的补偿水平,从而改善
系统的功率因数。SVC还可用于抑制电力系统的电压波动和调节电压。
2.2 静态同步补偿器(STATCOM)
静态同步补偿器(STATCOM)是一种基于功率电子技术的无功补偿
装置,它通过控制发电机端子电压的相位和幅值来实现对电力系统无功功率的补偿。STATCOM具有响应速度快、无机械运动件、无需维护等优点,在电力系统中被广泛应用。
3. 调压设计技术
3.1 发电机励磁系统调压
发电机励磁系统调压是一种常见的调压技术,通过调节发电机的励磁电流来控制输出电压。合理的励磁系统调压设计可确保电力系统的电压稳定性和可靠性。
3.2 输电线路电压调节
输电线路电压调节是确保电力系统电压稳定的重要措施之一。通过在输电线路中设计合适的变压器和电压调节装置,可以有效地调节线路电压,并避免电压波动引起的问题。
3.3 电压穿越装置(VFT)
电压穿越装置(VFT)是一种在负荷侧电压变化过程中能自动调整发电机励磁电压的装置。它通过监测负荷电压的变化,自动调整发电机的励磁电压,以确保负荷得到稳定的电压供应。
电力系统的无功补偿和电压调整
功率在电抗上的压降和有功功率在电阻上的压降。一般隋况下在电力 系统中, 电抗数值要高出电阻很多, 因此电压损耗在很大程度上受到无
功功 率 的影 响 , 而有 功功率 则对 电压损耗 的影 响要小 一些 , 由此可见 电 力 系统中无功功 率才是导 致电压损耗 的主要原 因。 2电力 系统无功补 偿方式 2 . 1同步调相机 同步调相机 实际上 是一种 同步 电动机 , 它应 用于无 功补偿 非常早 , 随着并联电容器的广泛使用其重要地位逐渐消退 ,但是同步调相机也 有 着 巨大 的优势 : 2 . 1 _ 1 根据电力系统负荷的变化 隋况, 同步调相机能够均匀 、 稳定的 调整 电压 , 确保 电力系统 电压处于规 定Fra Baidu bibliotek平 。 而 电容 器则 只能够将其分 为若干小组 进行 阶梯式 的调压 , 因此 同电容器相 比具有更强 的适应性 。 2 . 1 . 2 根据 电力 系统无功需 要 ,同步 调相机 还可 以 自动调 节励磁 的 运行 , 在过励磁时甚至能够保证它发 出额定值 1 0 0 %的无功功率 , 欠励 磁时 吸收额定值 5 0 0 / o 的无 功功率 。 而 电容器 则只能发 出无功 , 不可 吸收 无功 。 2 . 1 - 3同步 调相机 可以强制性 的在 电力 系统 中装设 励磁装 置 , 这样 来即使电力系统出现故障, 电压迅速降低 , 同步调相机也能够强行励
浅谈电网的无功补偿与电压调整
浅谈电网的无功补偿与电压调整
1. 引言
1.1 电网的无功补偿与电压调整的重要性
电网的无功补偿与电压调整在电力系统运行中起着至关重要的作用,是确保电网稳定运行和提高电能质量的关键技术。无功补偿可以
有效地调节电网中的无功功率,维持电压稳定,减少线路损耗,改善
供电质量,提高电网运行效率。通过无功补偿设备的安装和调节,可
以使电网在负载波动或故障时保持电压在合适范围内,避免电压波动
对用户设备的影响。电压调整则是指通过调节变压器的档位或调节器
的输出,使电网中的电压维持在合适的水平,保证用户设备正常运行,提高系统可靠性。
在现代电力系统中,由于负载特性的复杂性和无功功率需求的变化,无功补偿和电压调整技术显得尤为重要。只有通过合理配置无功
补偿设备,采用有效的电压调整方法,才能确保电网的稳定运行,提
高电网的经济性和可靠性。深入研究无功补偿与电压调整技术,不断
优化和提升相关设备,对于实现电网的稳定、安全、高效运行具有重
要意义。【字数:259】
2. 正文
2.1 无功补偿的原理与作用
无功补偿是电力系统中非常重要的一项技术,其主要作用是在电
网中动态补偿无功功率,提高电网的功率因素和稳定性。无功功率是
电力系统中流过电路的电流在电压不同步引起的功率损耗,是无益的
功率。在电网的运行中,无功功率的存在会导致电压下降、损耗增加,甚至引起电网的不稳定运行。通过无功补偿技术,可以有效地调节电
压和功率因素,改善电网的运行性能。
无功补偿的原理主要是通过连接在电网中的无功补偿装置,如容
性补偿器和电容器等,来产生或吸收无功功率,以实现电网的无功平衡。容性补偿器可以通过接入适当的容性装置,来产生无功功率,从
电力系统的无功功率和电压调整
电力系统的无功功率和电压调整
电力系统的无功功率电源
1)同步发电机
2)并联无功补偿设备(装置)一一同步调相机、并联电容器、静止无功补偿器等。
电压中枢点的调压方式
1)逆调压一一高峰负荷时增大中枢点的电压、低谷负荷时减少中枢点的电压的调压方式。
适用于当电压中枢点供电的各负荷变化规律大致一样,且负荷的变动较大、供电线路较长时。
2)恒(常)调压一一中枢点的电压在任何负荷下基本保持不变的调压方式。
适用于当电压中枢点供电的各负荷变动较小、供电线路电压损耗也较小时。
3)顺调压一一高峰负荷时允许中枢点的电压略低,低谷负荷时允许中枢点的电压略高的调压方式。
适用于负荷变动和供电线路都较小时、或用户的电压要求较低时。
电压调整的基本原理和措施
4节点的实际电压为:
为调整4节点电压,可以采取的措施:
调UG
调变压器分接头
改变网络无功分布(装并联无功补偿设备)
改变线路参数(装串联电容器、更换导线)
双绕组降(/升)压变压器分接头的选择
设高压侧实际电压为Ul,变压器阻抗RT、XT已归算到高压侧,变压器低压绕组的额定电压为UTL,变压器高压绕组的分接头电压为UTH o
如果低压侧要求得到的电压为U2,则
U2=(Ul-∆UT)∕k=(U1-∆UT)UTL/UTH
UTH=(U1-ΔUT)UTL∕U2
其中:4UT=(PRT+QXT)∕U1
负荷变化时,AUT及U2都要变化,而分接头只能用一个,可以同时考虑最大、最小负荷情况:
UTHmax=(Ulmax-ΔUTmax)UTL/U2max
UThmin=(Ulmin-∆UTmin)UTL/U2min
浅谈电网的无功补偿与电压调整
浅谈电网的无功补偿与电压调整
电网是由许多发电厂和负荷组成的大型复杂系统,其中电压和功率因数等参数的稳定
和优化对保障电网的稳定运行起着至关重要的作用。在实际运营中,为了保证电网稳定运行,电力系统工程师不仅需要通过有功功率的平衡来保持电网的频率稳定,还需要对无功
功率的平衡和压力进行调节。
1.无功补偿
无功补偿是指对电网中无功功率的一种调节方法,以达到电网稳态工作的要求。无
功功率是在形式上与有功功率相同,但无论是输送到负荷还是重复管道中,都不会做功。在电力系统中,既然有了有功功率的概念,就不可避免地有了无功功率的概念。通俗来讲,无功功率是一种不能产生功作用的电力能量,在电网中的重要性也不可低估。
在电网中,一旦出现大量的无功功率,就会影响电压的稳定,甚至会导致电荷无法正
常工作。其次,由于电压的波动也会导致无功功率的变化,因此,无功功率控制在电网各
个部分的调节非常重要。无功补偿通常通过电容器来实现,可以将电力能量储存在电容器中,以在需要的时候发挥作用,保持电网的稳定和可靠性。
2.电压调节
电压调节是电网稳定运行所必需的核心功能。当电压偏离标准值时,电网和电荷的稳
定性都将受到影响。为了保持电网的电压稳定,需要调节和控制发电厂和电网的电动势,
使其能够动态调整电压,以适应不同负荷的要求。
电压调节通常由一系列设备和技术来实现,其中最基本的电动元件包括发电机调速器
和电压调节器。发电机调速器是一种能够调节发电机转速的设备,以控制发电机的输出功率。电压调节器则通过调节发电机的磁场强度,使电压保持在稳定状态,避免电压波动对
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无功补偿来源和电压调节设备
1)同步发电机:同步发电机是电力系统中最重要的无功补偿设备。往往依照不同系统条件和不同的安装位置,根据需要选择不同的发电机额定功率因数。位于负荷中心附近的发电机组,宜于有较大的送出无功功率的能力,可以供应正常负荷的部分无功功率需求外,还可以在正常时保留一部分作为事故紧急储备,非常重要。
至于送端电厂的发电机组,特别是远方电厂,由于无功功率不宜远送的规律,它发出的无功功率主要用以补偿配出线路在重负荷期间的部分无功功率损耗,实现超高压网无功功率的分层平衡。功率因数一般都较高。例如,巴西伊泰普水电.站中,有9台765MW勺机组接在交流侧,经900km 765kV交流线路到受端,机组的额定功率因数选为0.95,另9台7机通过直流线路到受端,其额定功率因数选为0.85,因为前者只需要补偿线路,后者还需要补偿换流站的无功(换流站的无功需求相当大)。
反过来说,接到超高压电网特别是位于远方的发电机组需要具有
适当的进相运行能力(吸收无功),使能在系统低负荷期间,吸收配出的超高压线路的部分多余无功功率,以保持电厂送电电压不超标。这点在工程实践中往往是一个后备方案,即机组的进相运行来调整电压。我国一般现在
机组都会做进相运行试验。
2)输电线路:输电线路既能产生无功功率(由于分布电容)又消耗无功功率(由于串联阻抗)。当沿线路传送某一固定有功功率,线路上的这两种无功功率适能相互平衡时,这个有功功率,叫做线路的
“自然功率”。这点应该是较为基本的认识,所以有功潮流大的线路,无功消耗也大,自然产生较少无功;空载线路也最容易贡献无功,从而抬升电压。尤其是500kV层面小负荷方式下容易无功剩余。
架空线路充电功率对照表
电缆线路充电功率对照表
3)变压器:变压器是消耗无功功率的设备。除空载无功损耗外,当传输功率时,又通过串联阻抗产生无功损耗。依前所述理由,通过变压器传送大量的无功功率在运行中应当是力求避免的,当变压器短路阻抗大时更当如此。通过变压器传送功率产生的电压降,可以适当选择变压器的电压抽头予以补偿。
电压器主要分为三类:供电变压器、电厂升压变、电网联络变
供电变压器:不但向负荷提供有功功率,也往往同时提供无功功率,而且一般短路阻抗也较大。对于直接向负荷中心供电的变压器,宜于配置带负荷调压分接头,在实现无功功率分区就地平衡的前提下,随着地区负荷的增减变化,配合地区无功补偿设备并联电容器及低压电抗器的投切,以随时保证对用户的供电电压质量,这点国网电力系统导则中有规定。
对这类变压器是否要采用随电压而自动调压分接头,国际上并无
统一做法。因为变压器自动调压的作用不总是积极的,如果在系统无功功率缺倾很大的时候,也一定要保持负荷的电压水平而调整电压分接头,势必将无功功率缺额全部转嫁到主电网,从而可能引起重大系统事故。如1978年12月19日法国大停电事故,1983年12月27日的瑞典大停电事故和1987年7月23日日本东京系统大停电事故的起因,都直接与供电变压器自动调电压分接头有关。本质上原因在于这
只是一种间接手段,但不能改变系统的无功需求平衡状态。
发电机升压变:这一类变压器是否配电压分接头和是否带负荷调节电压分接头,没有定论,发电机本身已经是很方便的无功调节设备,在升压变压器上配电压分接头似乎并没有什么特殊必要。当然,各个系统有各自的传统习惯和做法。
主网联络变压器:这一类变压器的特点是容量大,如500/220/35 主变。在研究这一类变压器是否应当装设带负荷调节的电压分接头时,有两个特点值得考虑,第一,无功功率补偿和调节能力的分层平衡,决定了作分连接两大主电网的联络变压器,原则上不应承担层间
交换大量无功功率的任务,而单纯因有功负荷变化所造成的电压变化则较小,第二,一般地说,因为连接的是主电网,每一侧到变压器母线的短路电流水平都相当高,都将远大于变压器本身的容量,调节变压器的电压分接头已经失去了可以有效调节母线电压的作用。1982年国际大电网会议变压器委员会提出过一份报告,特别指出了有了带
负荷调节电压分接头,不仅它本身不可靠,同时还增加了变压器整体
设计的复杂性。当然这也不是绝对的,也需要视具体情况而定。
4)并联电容器:并联电容器早已广泛地用于较低电压的供配电网和用户,又称低容,用于补充无功。最大特点是价格便宜而又易于安装维护。国际上,各大电力系统都是逐年不断地大且增加采用并联电容器,大多数是为了控制负荷功率因数,也有一些接到主变压器三次侧作为无功补偿调节的手段。并联电容器的性能缺陷是,它的输出功率随母线电压降低而成平方地降低,这在电压低的情况下将可能导致恶性循环。
5)并联电杭器:并联电抗器是吸收无功功率的设备。500kV线路直接接到线路上,称为高抗,之前过电压部分已经提到过它的作用
(限制工频和操作过电压,避免自励磁、与中性点小电抗相配合,可以帮助超高压长距离线路在单相重合闸过程中易于消弧,从而保证单相重合闸成功);220kV线路一般装在变压器绕组三次侧,为低抗。
6)串联电容器:又称串补,用于补偿线路的部分串联阻抗,从而降低输送功率时的无功损耗,因而也是一种无功补偿设备。但串联电容更是电力系统经远距离输电时比较普遍采用的提高系统稳定和送电能力的重要手段。南网运用相当多
串联电容器提升的末端电压的数值QXC/V即调压效果)随无功负荷增大而增大、无功负荷的减小而减小,恰与调压的要求一致。这是串联电容器调压的一个显著优点。但对负荷功率因数高(cos © >0.95)或导线截面小的线路,由于PR/V分量的比重大,串联补偿的调压效果就很小。
在高压系统中采用串联补偿,也有一些困难。一是补偿站本身的复杂性,要求能在故障切除后即时再投入串联电容和对串联电容器本身的保护。近年来开发的氧化锌非线性电阻保护系统,有助于解决这
方面的困难,其次是增加了继电保护的困难,传统的距离保护用在串联补偿