探討電力系統(tǒng)電壓與無功補(bǔ)償問題(1)

探討電力系統(tǒng)電壓與無功補(bǔ)償問題(1)

摘要：在電力系統(tǒng)中存在許多的感性負(fù)荷和非線性裝置，這些負(fù)荷需要消耗大量的無功功率。無功功率對(duì)電網(wǎng)具有嚴(yán)重的影響。為了確保電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損，保持電壓穩(wěn)定，這就需要控制其管轄范圍內(nèi)的各級(jí)變電站，使電網(wǎng)的電壓合格，并實(shí)現(xiàn)無功就地平衡。本文闡述了無功功率補(bǔ)償概念，電壓無功功率控制應(yīng)具有的主要設(shè)備，以及電壓無功功率的控制對(duì)策進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)無功功率變電站分層平衡

電力系統(tǒng)中無功補(bǔ)償對(duì)電力系統(tǒng)的重要性越來越受到重視，合理地投停使用無功補(bǔ)償設(shè)備，對(duì)調(diào)整電網(wǎng)電壓、提高供電質(zhì)量、抑制諧波干擾、保證電網(wǎng)安全運(yùn)行都有著十分重要的作用。如果系統(tǒng)無功電源不足，則會(huì)使電網(wǎng)處于低電壓水平上的無功功率平衡，即靠電壓降低、負(fù)荷吸收無功功率的減少來彌補(bǔ)無功電源的不足。同樣，如果由于電網(wǎng)缺乏調(diào)節(jié)手段或無功補(bǔ)償元件的不合理運(yùn)行使某段時(shí)間無功功率過剩，也會(huì)造成整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行電壓過高。因此，要維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平，就必須有足夠的無功電源來滿足系統(tǒng)負(fù)荷對(duì)無功功率的需求和補(bǔ)償線路和變壓器中的無功功率損耗。

一、無功功率就地補(bǔ)償?shù)母拍?/P>

無功補(bǔ)償裝置的分布，首先要考慮調(diào)壓的要求，滿足電網(wǎng)電壓質(zhì)量指標(biāo)。同時(shí)，也要避免無功功率在電網(wǎng)內(nèi)的長(zhǎng)距離傳輸，減少電網(wǎng)的電壓損耗和功率損耗。無功功率補(bǔ)償?shù)脑瓌t是做到無功功率分層分區(qū)平衡，就是要做到哪里有無功負(fù)荷就在那里安裝無功補(bǔ)償裝置。這既是經(jīng)濟(jì)上的需要，也是無功電力特征所必需的，如果不這樣做，就達(dá)不到最佳補(bǔ)償?shù)哪康模�解決不了無功電力就地平衡的問題。

二、無功功率的平衡

在電力系統(tǒng)中，頻率與有功功率是一對(duì)統(tǒng)一體，當(dāng)有功負(fù)荷與有功電源出力相平衡時(shí)，頻率就正常，達(dá)到額定值50Hz，而當(dāng)有功負(fù)荷大于有功出力時(shí)，頻率就下降，反之，頻率就會(huì)上升。電壓與無功功率也和頻率與有功功率一樣，是一對(duì)對(duì)立的統(tǒng)一體。當(dāng)無功負(fù)荷與無功出力相平衡時(shí)，電壓就正常，達(dá)到額定值，而當(dāng)無功負(fù)荷大于無功出力時(shí)，電壓就下降，反之，電壓就會(huì)上升。電壓與無功功率之間的關(guān)系要比頻率與有功功率之間的關(guān)系復(fù)雜得多，大體上有以下幾點(diǎn)：

2.1在一個(gè)并列運(yùn)行的電力系統(tǒng)中，任何一點(diǎn)的頻率都是一樣的，而電壓與無功電力卻不是這樣的。當(dāng)無功功率平衡時(shí)，整個(gè)電力系統(tǒng)的電壓從整體上看是會(huì)正常的，是可以達(dá)到額定值的，即便是如此，也是指整體上而已，實(shí)際上有些節(jié)點(diǎn)處的電壓并不一定合格，如果無功不是處于平衡狀態(tài)時(shí)，那么情況就更復(fù)雜了，當(dāng)無功出力大于無功負(fù)荷時(shí)，電壓普遍會(huì)高一些，但也會(huì)有個(gè)別地方可能低一些，反之，也是如此。

2.2壓器和架空線路在傳送電能時(shí)需要消耗大量的無功，稱為“無功損耗”，一般來說，這些無功損耗與整個(gè)電網(wǎng)中的無功負(fù)荷的大小是差不多的，我們以一臺(tái)50MVA的110kV變壓器為例來了解變壓器在運(yùn)行中的無功損耗情況。

變壓器的參數(shù)為：Ue=110kV，Se=50MVA，Uk%=17%，變壓器在傳送電能時(shí)的無功損耗的計(jì)算式為：

Q=SeUk%(I/Ie)2

式中I—變壓器的負(fù)荷電流;

Ic—變壓器的額定電流，與變壓器的無功損耗與變壓器的負(fù)載率、變JE器的額定容量及短路阻抗有關(guān)。

如果這臺(tái)變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行，那么它的無功損耗就是：Q=50MVA×17%=8.5Mvar

此時(shí)變壓器的無功損耗相當(dāng)大，其低壓側(cè)安裝的并聯(lián)電容器組的容量甚至不夠補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷時(shí)的無功損耗。

發(fā)布時(shí)間:2011-2-26 訪問次數(shù):2587