一、無功補償及其特點
(一)無功補償及作用
無功補償是指為滿足電力網(wǎng)和負荷端電壓水平及經(jīng)濟運行的要求必須在電力網(wǎng)和負荷端設(shè)置的無功電源如電容器、調(diào)相機等。
(二)無功補償?shù)奶攸c
企業(yè)中的異步電動機、變壓器等電感性負荷是取用無功功率最多的設(shè)備。取向電網(wǎng)的無功功率量,異步電動機占60%左右;變壓器占20%左右;整流設(shè)備、電抗器及架空供電線路等占20%左右。因此,可以得出結(jié)論,企業(yè)的無功功率主要消耗在異步電動機、變壓器和架空供電線路中。為了補償企業(yè)供用電設(shè)備所需的無功功率,采用靜態(tài)或動態(tài)無功補償方式,提高企業(yè)的用電功率因數(shù),使企業(yè)的供用設(shè)備經(jīng)濟合理運行。
二、電力無功補償技術(shù)
(一)電力負荷的功率因數(shù)
功率因數(shù)是指電力網(wǎng)中通過線路、變壓器的視在功率供給有功功率所占百分數(shù)。在電力網(wǎng)的運行中,希望功率因數(shù)越大越好,如能做到這一點,則通過電力設(shè)備的視在功率將大部分用來供給有功功率,以減少無功功率的傳輸,減少有功功率損耗。適當提高用戶的功率因數(shù),可以充分發(fā)揮供電設(shè)備的生產(chǎn)能力、減少線路損失、改善電壓質(zhì)量。
影響功率因數(shù)的主要因素:首先我們知道功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因為交流用電設(shè)備在其工作過程中,除消耗有功功率外,還需要無功功率。當有功功率P一定時,如減少無功功率Q,則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下,當Q為零時,則其功率因數(shù)為1。因此,提高功率因數(shù)問題的實質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。
(二)并聯(lián)電容器補償無功功率的作用及方法
電力電容器作為補償裝置有兩種方法:串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。串聯(lián)補償是把電容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上,以改善輸電線路參數(shù),降低電壓損失,提高其輸送能力,降低線路損耗。這種補償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器,應(yīng)用于高壓遠距離輸電線路上,用電單位很少采用。并聯(lián)補償是把電容器直接與被補償設(shè)備并接到同一電路上,以提高功率因數(shù)。這種補償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器,用電企業(yè)都是采用這種補償方法。按電容器安裝的位置不同,通常有三種方式。
1、集中補償電容器組集中裝設(shè)在企業(yè)或地方總降壓變電所的6-10kV母線上,用來提高整個變電所的功率因數(shù),使該變電所的供電范圍內(nèi)無功功率基本平衡??蓽p少高壓線路的無功損耗,而且能夠提高本變電所的供電電壓質(zhì)量。
2、分組補償將電容器組分別裝設(shè)在功率因數(shù)較低的車間或村鎮(zhèn)終端變配電所高壓或低壓母線上,也稱為分散補償。這種方式具有與集中補償相同的優(yōu)點,僅無功補償容量和范圍相對小些。但是分組補償?shù)男Ч容^明顯,采用得也較普遍。
3、就地補償將電容器或電容器組裝設(shè)在異步電動機或電感性用電設(shè)備附近,就地進行無功補償,也稱為單獨補償或個別補償方式。這種方式既能提高為用電設(shè)備供電回路的功率因數(shù),又能改善用電設(shè)備的電壓質(zhì)量,對中、小型設(shè)備十分適用。
三、無功補償技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用
(一)變電站無功補償技術(shù)
變電站是一個供電區(qū)域的供電中心,用不同電壓等級的配電線路向用戶供電。按照“分級補償,就地平衡”的原則,配電線路和電力用戶應(yīng)該基本達到無功功率平衡,不向變電站索取無功電力。容性無功補償裝置以補償主變壓器無功損耗為主,并適當兼顧負荷側(cè)的無功補償。容性無功補償裝置的容量可根據(jù)主變壓器容量來確定,可按主變壓器容量的10%-30%配置,并滿足220-500kV主變壓器最大負荷時,其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95的要求[3]。當主變壓器單臺容量為40MVA及以上時,每臺主變壓器應(yīng)配置不少于兩組的容性無功補償裝置。
變壓器為建立并維持交變磁場所需消耗的無功功率約占30%,一般約為其額定容量的10%-15%,他的空載無功功率約為滿載時的1/3。變壓器的無功功率損耗由兩部分組成,勵磁支路的無功功率損耗和繞組漏抗中的無功功率損耗。勵磁支路的無功功率損耗與變壓器所施加的電壓有關(guān),繞組漏抗中的無功功率損耗與變壓器的通過功率成比例。無功功率不宜長距離輸送,所以一般在超高壓樞紐變電站主變壓器低壓側(cè)安裝無功補償裝置來滿足無功功率的就地平衡,使其平衡在系統(tǒng)額定電壓運行水平。
(二)配電線路的無功補償
1、以分支線路所帶配電變壓器的空載無功損耗來確定分組補償容量;
2、選擇負荷較大的分支線確定補償點;
3、對于小分支和個別的配電變壓器,可視為主干線上的近似均勻分佰負荷.可按需要確定補償點和補償容量(補償空載無功損耗);
4、所有配電變壓器的負載無功損耗均以用戶自主補償為主,如果用戶未進行補償或補償容量不足,仍需向主干線索取無功。從以上分析可見,線路的補償容量是按配電變壓器的空載無功損耗來確定的。帶上負載以后,如果用戶補償設(shè)備投人不足,線路就會處于欠補償狀態(tài)。