無功補償系統是什麼工作原理,其系統是什麼結構?有什麼作用?

2021-01-07 電氣設計狄老師

無功補償裝置是改善電能質量措施涉及面很廣,主要包括無功補償、抑制諧波、降低電壓波動和閃變以及解決三相不平衡等方面。簡單來說是一種在電力供電系統中起提高電網的功率因數的作用,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環境的技術。無功補償櫃起減少電網的損耗,使電網質量提高的作用。樹上鳥教育電氣設計師在線教學網絡課程!

一、電網中常用的無功補償方式

(1)集中補償:在高低壓配電線路中安裝並聯電容器組;

(2)分組補償:在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝並聯補償電容器;

(3)單臺電動機就地補償:在單臺電動機處安裝並聯電容器等。

加裝無功補償設備,不僅可使功率消耗小,功率因數提高,還可以充分挖掘設備輸送功率的潛力。

電力系統的負載多數是電感性的,電力系統會消耗無功電力,使負載電流相位滯後於電壓,相角差越大,無功電力需求就會相對增大,供給固定的有功功率,提高電流而產生的線路損耗,電力網絡中所使用電設備消耗的無功功率,必須從網絡中某個地方獲得。

如果由發電機提供並經過長距離傳送這些無功功率是不合理的,通常也是不可能的。應該是在需要無功功率的地方產生無功功率。所以在配電系統裡大多數都是使用電容器來補償負載所需的無功功率,以改善功率因數。

二、無功補償的作用

(1)改善供電品質,提高功率因數。

(2)減少電力的損失,工廠動力配線依據不同的線路及負載情況,使用電容提高功率因數後,總電流降低,可降低供電端與用電端的電力損失。

(3)延長設備壽命。改善功率因數後線路總電流減少,使接近或已經飽和的變壓器、開關等機器設備和線路容量負荷下降,可以降低溫度增加壽命。四、滿足電力系統對無功補償的監測要求,消除功率因數過低而產生的罰款。

靜止無功無功補償裝置的重要特性就是它能連續調節補償裝置的無功功率。而這種連續調節是依靠調節TCR中的晶閘管的觸發延遲角得到實現的。TSC只能分組投切,不能連續調節無功功率,它和TCR配合使用,才能整體調整無功功率的連續調節。

三、電網無功補償的原則

電力系統配置的無功補償裝置應能保證在系統有功負荷高峰和負荷低谷運行方式下,分層和分區的無功平衡。分層無功平衡的重點是 220kV及以上電壓等級層面的無功平衡,分區就地平衡的重點是110kV及以下配電系統的無功平衡。

無功補償配置應根據電網情況,實施分散就地補償與變電站集中補償相結合,電網補償與用戶補償相結合,高壓補償與低壓補償相結合,滿足降損和調壓的需要。

無功要在電路中產生電流,這種電流稱之為電感電流。電感電流同樣會增加電氣線路和變壓設備的負擔,降低電氣線路和變壓設備的利用率,增加電氣線路的發熱量。但沒有它,用電設備(特別是電動機等電感性設備)又不能正常工作。

因此,就需要找一種電器件接在線路上,這個器件在同一電源下,所產生的電流與電感電流方向相反,可以用來抵消電感電流。這樣,既不影響電動機產生磁場,又能消除或減少線路上的電感流,這種電容器就叫補償電容器,也叫電力電容器。

只要在線路上接的電容數量與負載的電感分量向匹配,他產生的電容電流就能非常有效地消除或減少線路上的電感電流,也就是消除或減少負載向電網吸取無功功率。

這樣就能減少電氣線路和變壓設備的負擔,提高電氣線路和變壓設備的利用率,降低電氣線路的發熱量。這種在電氣線路上安裝補償電容器以減少無功功率方式就稱為無功補償。

四、靜止無功功率補償濾波裝置補償器的工作原理及結構

在電子供電系統中所承擔的作用是提高電網的功率因數,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環境。

所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置,可以做到最大限度的減少網絡的損耗,使電網質量提高。

反之,如選擇或使用不當,可能造成供電系統,電壓波動,諧波增大等諸多因素。

(1)固定電容器和固定電抗器組成的一個補償加濾波支路

該部分適當選擇電抗器和電容器容量,可濾除電網諧波,並補償容性,將電網補償到容性狀態。

(2)固定電抗器

(3)可控矽電子開關

可控矽用來調節電抗器導通角,改變感性輸出來抵消補償濾波支路容性,並保持在感性較高功率因數。

五、靜止無功補償與動態無功補償區別

(1)控制原理不同

靜止無功補償器是利用控制晶閘管的導通角對無源電力元件進行控制或投切,而動態無功補償器,是採用微處理器控制晶閘管投切調諧電容組進行全自動動態消諧無功補償。

(2)實時性不同

靜止無功補償,補償電容器不隨無功功率的波動實時跟蹤投切,需要人為延時投切,一般延時在40s以上。

動態無功補償,補償電容器的投切要隨負荷的無功功率變化實時投切,即進行實時跟蹤補償。

(3)效果不同

動態無功補償裝置比靜止無功補償調節速度更快、運行範圍更寬、吸收無功連續、諧波電流小、損耗低、所用電抗器和電容器容量及安裝面積大為降低,在性能、響應速度、使用壽命等方面均優於前者。

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