無功補(bǔ)償技術(shù)在變電站的應(yīng)用實(shí)踐

1、無功補(bǔ)償技術(shù)在變電站的應(yīng)用實(shí)踐 無功補(bǔ)償技術(shù)在變電站的應(yīng)用實(shí)踐 中圖分類號(hào)： TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 一、無功補(bǔ)償在變電站中的作用 功率可分為兩個(gè)組成局部，一個(gè)是有功功率，另一個(gè)是無功功率，有功功率是能使得我們?nèi)粘ＴO(shè)備正常運(yùn)行所需要的電功率，這是日常設(shè)備要想轉(zhuǎn)化成人們所需的能量就需要有功功率來完成，比方說機(jī)械能、光能、熱能等；無功功率就是用來輔助我們用電設(shè)備工作時(shí)消耗的電能，主要是在建立磁場(chǎng)上面，設(shè)備的機(jī)能轉(zhuǎn)換都需要建立磁場(chǎng)才可以進(jìn)行傳遞和轉(zhuǎn)化，它們的運(yùn)行消耗的就是無功功率，要知道無功功率不存在設(shè)備就不能正常運(yùn)行，但是也要認(rèn)識(shí)到，無功功率也是要消耗很多能量的，這是我們不想看到的，因?yàn)闊o功功

2、率消耗太多的話會(huì)直接影響到電壓的質(zhì)量，進(jìn)而使得設(shè)備轉(zhuǎn)化能力下降，電能的消耗也會(huì)隨之增加，所以說解決的關(guān)鍵問題就在于無功功率上。 2 我國(guó)電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)狀 現(xiàn)在電力部門也在隨著經(jīng)濟(jì)的開展不斷地進(jìn)步，在進(jìn)步的同時(shí)也給我們帶來了巨大地挑戰(zhàn)，電網(wǎng)建設(shè)快速開展，隨之增加還有我們的電力負(fù)荷，它的增加也表示著電力對(duì)無功需求也會(huì)大幅度的上升，這也就表示著無功功率會(huì)出現(xiàn)大量存在不平衡的狀態(tài)，下面是我國(guó)在電力系統(tǒng)需要對(duì)無功補(bǔ)償采取幾種方法措施： 1同步調(diào)相機(jī)：這個(gè)主要是指設(shè)備在沒有動(dòng)力也沒有機(jī)械負(fù)載的情況下運(yùn)行的、能夠提供或者吸收無功功率的同步電機(jī)，主要的作用就是改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，保持電壓的平衡和正常，同

3、步調(diào)相機(jī)在早起是屬于無功補(bǔ)償裝置中比擬典型的代表，因?yàn)檫@種方式在進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候響應(yīng)有點(diǎn)慢，加上運(yùn)行維護(hù)都比擬復(fù)雜，大局部都是高壓側(cè)集中補(bǔ)償，所以目前來說這種方式還是比擬少使用的；2并補(bǔ)裝置：在無償功率補(bǔ)償裝置中，并聯(lián)電容裝置目前來說應(yīng)用比擬廣泛的一種方式，也對(duì)提高功率因數(shù)好降低電網(wǎng)線路算好，提高電壓質(zhì)量是非常有幫助的，在電網(wǎng)中，并聯(lián)電容器等補(bǔ)償設(shè)備安裝后，可以相對(duì)減少電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供的無功功率，但是電容的補(bǔ)償只是固定的無功補(bǔ)償，歸根結(jié)底還是電容補(bǔ)償方式仍然是一種有級(jí)的無功功率的調(diào)節(jié)，并不能實(shí)現(xiàn)平滑無級(jí)的無功調(diào)節(jié)；3并聯(lián)電抗器：現(xiàn)在所用的并聯(lián)電抗器的容量一般是固定的，它可以補(bǔ)償線路

4、里的容性充電電流，吸收容性負(fù)荷，就是限制電壓升高保持電壓穩(wěn)定，用來保證整個(gè)線路的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。 上面所說的幾種無償功率補(bǔ)償方式運(yùn)行工作中都有一定的作用，能夠取得一定的效果，但是在實(shí)際情況中還是會(huì)出現(xiàn)一些問題，下面主要是介紹的容易出現(xiàn)的問題： 1補(bǔ)償方式問題：現(xiàn)在的電力部門在對(duì)無償功率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候往往出發(fā)點(diǎn)就是錯(cuò)誤的，不注意及時(shí)的向系統(tǒng)倒送無功功率，單純的只注意到補(bǔ)償功率因素，這樣是不對(duì)的，應(yīng)該從降低電網(wǎng)電能損耗為出發(fā)點(diǎn)；2諧波問題：諧波的存在會(huì)對(duì)電能的轉(zhuǎn)化、傳輸?shù)劝l(fā)面造成困難，使得電能利用效率降低，也會(huì)使電容器設(shè)備發(fā)生過熱或者振動(dòng)噪音過大的情況，會(huì)對(duì)電容器設(shè)備的使用壽命產(chǎn)生影響，甚至有可能發(fā)

5、生故障或者燒毀等現(xiàn)象，這是非常危險(xiǎn)的，同時(shí)由于電容器對(duì)諧波的作用也是非常大的，也會(huì)使系統(tǒng)的諧波干擾更加的嚴(yán)重；3無功倒送問題：無功倒送在電力系統(tǒng)中時(shí)嚴(yán)禁存在的，尤其是在電力負(fù)荷處于低谷的時(shí)候，如果實(shí)施無功倒送可能會(huì)使得電壓偏高，所以是不允許存在的；4電壓調(diào)節(jié)方式的補(bǔ)償設(shè)備帶來的問題：在電力系統(tǒng)中一局部無功補(bǔ)償設(shè)備是根據(jù)電壓來確定無功投切量的，線路電壓中的波動(dòng)主要是因?yàn)闊o功功率的變化引起的，但是線路的電壓水平主要是由整體的電力系統(tǒng)來決定的，所以就有可能會(huì)出現(xiàn)無功過補(bǔ)或者欠補(bǔ)的情況出現(xiàn)。 二、運(yùn)行中出現(xiàn)的問題與改良方案 無功補(bǔ)償裝置安裝調(diào)試后，經(jīng)過試驗(yàn)開始投入試運(yùn)行。試運(yùn)行不到一個(gè)月，突然發(fā)生了兩

6、路電容器發(fā)生膨脹、噴油、熔斷器燒損、真空接觸器燃燒事故。經(jīng)檢檢查測(cè)試，發(fā)現(xiàn)投切電容用的真空接觸器的觸點(diǎn)存在合閘抖動(dòng)現(xiàn)象，最多合閘一次觸頭抖動(dòng)十余次，合閘時(shí)造成電容器電極板電荷累積形成了過電壓而使電容擊穿，相間形成短路，由于真空接觸器不具有斷開短路電流能力，保護(hù)跳開接觸器時(shí)，真空泡爆炸，使其燃燒。 真空接觸器存在上述問題，而晶閘管投切方式又投資較大，經(jīng)測(cè)試真空斷路器雖然有切斷短路電流能力，但觸頭仍存在抖動(dòng)現(xiàn)象，真空接觸器與真空斷路器的觸點(diǎn)都是平拍式由于合閘較快觸頭反彈而形成抖動(dòng)，少油斷路器與六氟化硫斷路器觸頭多采用插入式，經(jīng)測(cè)試沒有抖動(dòng)現(xiàn)象，少油斷路器額定開斷次斷較低，檢修周期短，不適合應(yīng)用到電

7、容器控制電路中，所以選擇六氟化硫斷路器作為投切開關(guān)較合理。 需要指出的是由于電容器回路串聯(lián)的電抗器，電容兩端電壓要比電網(wǎng)電壓高5%左右，因此電容器的額定電壓要高于電網(wǎng)電壓10%才能滿足運(yùn)行要求。 三、電力無功補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵技術(shù) 動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)囊饬x主要表達(dá)在以下方面：降低供、配電系統(tǒng)的損耗，提高供配電系統(tǒng)的利用率(增容)；通過對(duì)功率因數(shù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)供、配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓幅值的控制；穩(wěn)定供、配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電壓；降低諧波電流對(duì)供電系統(tǒng)的破壞作用。 1、電力負(fù)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應(yīng)有功功率所占百分?jǐn)?shù)。在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)越大越好，如能做到這一點(diǎn)，那么通過電力

8、設(shè)備的視在功率將大局部用來供應(yīng)有功功率，以減少無功功率的傳輸，減少有功功率損耗。適當(dāng)提高用戶的功率因數(shù)，充分發(fā)揮供電設(shè)備改善電壓質(zhì)量。在這種情況下，當(dāng)無功功率為零時(shí)，那么其功率因數(shù)為l。因此，提高功率因數(shù)實(shí)際上就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。 2、并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的作用及方法 (1)并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償?shù)淖饔?。用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償去提高用電負(fù)載的功率因數(shù)，既能降低電網(wǎng)線損，又能提高電壓質(zhì)量的一種普遍應(yīng)用的重要的節(jié)電措施和優(yōu)質(zhì)供電的措施。因此，無功補(bǔ)償降低電網(wǎng)線損和降低電壓損耗的計(jì)算方法具有普遍性。提高功率因數(shù)既能降低電網(wǎng)的有功功率損耗，又能降低電網(wǎng)的無功功率消耗，同時(shí)又提高了變壓器和電力

9、線路的容量利用率和減少電壓降。并聯(lián)補(bǔ)償是把電容器直接與被補(bǔ)償設(shè)備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。 (2)無功補(bǔ)償電壓的調(diào)整。并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投入與切除都要引起變壓器負(fù)載側(cè)電壓的變化，因此可以通過電容器投入與切除來提高變壓器負(fù)載側(cè)的電壓質(zhì)量。 3、基于變電站的智能無功補(bǔ)償系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) 無功補(bǔ)償無級(jí)調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn) 采用MOC3061光電雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)器觸發(fā)晶閘管，其以絕緣電壓可達(dá)7500V的光電隔離輸入與輸出，且內(nèi)部采用過零檢測(cè)電路，使電容兩端電壓很方便地動(dòng)態(tài)跟隨電網(wǎng)的最高電壓變化而變化，從而減少晶閘管導(dǎo)通投入電容時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流。MOC3061光電雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)器由輸入和輸出2局部組成。 硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的核心裝置智能無功優(yōu)化控制器的硬件結(jié)構(gòu)由l6位工業(yè)用單片機(jī)80C196KC、存儲(chǔ)器與IO接口、電量測(cè)量、溫度檢測(cè)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、鍵盤液晶顯示器、通信等模塊組成。系統(tǒng)的電壓互感器與電流互感器傳變的電壓和電流信號(hào)，經(jīng)相應(yīng)轉(zhuǎn)換并由單片機(jī)進(jìn)行交流采樣，之后再計(jì)算出各項(xiàng)電網(wǎng)參數(shù)，根據(jù)控制規(guī)律向執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出控制信號(hào)，完成電容器投切?？刂葡到y(tǒng)中的主芯片80C196KC單片機(jī)負(fù)責(zé)控制8路電力電容器的投切，接收采樣信號(hào)及發(fā)出控制命令。