无功补偿法在电力系统中的实践应用研究.pdf
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1、Telecom Power Technology 43 Aug.10,2023,Vol.40 No.15 2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期电力技术应用DOI:10.19399/ki.tpt.2023.15.014无功补偿法在电力系统中的实践应用研究姚 洋,翁同洋,武 涛,傅维柱(国网六安供电公司,安徽 六安 237006)摘要:在电力系统中,无功补偿的确定是电力系统实施无功优化控制、提升电能质量的关键环节,对改善电网电压分布、降低输电线路电能损耗具有十分重要的推动作用,是电力系统确保电力传输稳定性的重要基础。基于此,对无功补偿法在电力系统中的实践应用进行深入研究,系统论述
2、电力系统中无功补偿的几种措施,深入探寻无功补偿法在电力系统中的实践应用和注意问题,以期为我国电力系统智能电网的高质量发展提供参考。关键词:电力系统;无功补偿法;实践应用;注意问题Research on the Practical Application of Reactive Power Compensation Method in Power SystemYAO Yang,WENG Tongyang,WU Tao,FU Weizhu(State Grid Luan Power Supply Company,Luan 237006,China)Abstract:In the power sys
3、tem,the determination of reactive power compensation is a key link in the power system to implement reactive power optimization control and improve power quality,which plays a very important role in improving the voltage distribution of the grid and reducing the power loss of the transmission line,a
4、nd is an important basis for the power system to ensure the stability of power transmission.Based on this,this paper conducts an in-depth study on the practical application of reactive power compensation method in power system,systematically discusses several measures of reactive power compensation
5、in power system,and further explores the practical application of reactive power compensation method in power system and the problems to be noted,in order to provide references for the high-quality development of Chinas power system smart grid.Keywords:power system;reactive power compensation method
6、;practical application;pay attention to the problem1 无功补偿技术概述1.1 无功补偿的基本原理电网在输送电力时,其输出的功率包括有功功率和无功功率。前者直接消耗电能并将电能转化为热能、机械能以及化学能等其他形式的有用能,也就是正常用电;后者不消耗电能,只是将电能转化为无用的其他形式的能,难以避免。无功功率补偿即寻找一种无功功率的输出,可以将输出的能量补偿给另一种需要无功功率的装置。以电磁元件为例,当电流在电感元件中做功时,电流滞后于电压 90;在电容元件中做功时,电流超前于电压 901。这种电感电流和电容电流在同一电路中方向相反的情况可以被
7、有效利用:一是可以将一定比例的电容元件安装在电磁元件中,减小电流和电压的矢量夹角;二是将容性功率负荷的装置和感性功率负荷装置并联在同一电路,让容性负荷输出的无功功率补偿感性负荷需要的无功功率。1.2 无功补偿的分类无功补偿的几种方式如图 1 所示。1.2.1 变电站集中补偿变电站集中补偿主要是补偿主变压器本身的无功损耗,减少上级输电线路的无功电能。利用安装在高低压配电线路中的并联电容器组或静止补偿装置,改善电网的功率因数,进而提高终端变电站的母线电压。需要注意的是,电网中配电网的线损一般占总线损的 70%,而这种无功损耗不能通过变电站集中补偿调节,需要使用其他的补偿方式(如分散补偿法)有效降低
8、线损。1.2.2 随器补偿随器补偿是在输电线路的低压侧(用户配电变压器)安装补偿装置,也叫做配变低压补偿。这种补偿方式的安装维护较为简单,节省成本。当用户日负荷变化大时,能够及时跟进补偿,降损节能效果好。此外,还可以采用微机控制跟踪电荷波动,将结果显示在用户端的配电屏上,方便随时分组投切电容器。1.2.3 中压与低压线路补偿如果某些输电线路的低压侧没有安装补偿装置,并且该线路输电距离长、电压负荷重且功率因数低,则其配电网的无功损耗将会非常严重,只能由变电站或发电厂提高能量供应进行弥补。为了解决这种情况,可以将高压并联电容器分散安装在配电线路上,补偿线路上感性电抗消耗的无功功率和配电变压器的无功
9、功率损耗。这种线路补偿方法投资小、回收便捷,使用效果突出。收稿日期:2023-05-06作者简介:姚 洋(1968),男,安徽六安人,本科,助理工程师,主要研究方向为电力计量管理。2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期Aug.10,2023,Vol.40 No.15Telecom Power Technology 44 1.2.4 随机补偿以上都是对配电网输电线路的无功补偿,虽然有效,但是对线路的总无功损耗补偿效果较差,仅占1/3 左右,而实际生产生活中用户设备的无功消耗占据着总无功消耗的 65%,因此设计一种对用户用电设备进行无功补偿的方法十分必要。随机补偿(用电设备就地补偿
10、)是将电容器直接接到用电设备的同一个电气回路上,可以利用设备自带的开关进行同步控制。当设备启动时,电容器同时投运;当设备断开时,电容器同时断开。这种就地平衡无功电流的方法,既避免了无负荷时过量补偿的情况,又可以使有负荷时的电压质量得到保障2。1.3 无功补偿的应用原则无功补偿在实际应用时应该注意以下原则。1.3.1 高压补偿和低压补偿相结合由于电力系统需要向不同类型的用户供应电力,用电需求不同,电压和电流的负荷也不同,仅采取其中一种补偿方式会导致电力供应系统的输电线路无功损耗补偿有时过量、有时不足,使得输电损耗难以控制。高压补偿和低压补偿相结合的方式能更好地适应不同的电量需求场景,从而降低电能
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