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无功补偿技术的研讨

无功电源同有功电源一样,是保证电能质量的不可缺少的一个重要组成部分。采用优化的无功补偿方案,可以使配电系统保持最优的无功平衡,把输配电功率损失降低到最低水平。同时,随着现代电力电子的大量应用,电网谐波污染的问题日益受到重视,因此电容器补偿方案的设计还必须根据电网及用户的谐波状况考虑是采取抑制谐波或是吸收谐波的方式。另外,随着电容器的制造技术的不断发展以及电容器装置成套设计的不断更新,电容器及其成套装置有着越来越多、越来越好的品种规格供用户选择,可以根据安装要求,负荷变化情况、安全要求等,选用合适的产品,使无功补偿设计从各个方面都满足最优化的要求。
1、就地补偿
对于大型电机或者大功率用电设备宜装设就地补偿装置。就地补偿是最经济、最简单以及最见效的补偿方式。在就地补偿方式中,把电容器直接接在用电设备上,中间只加串熔断器保护,用电设备投入时电容器跟着一起投入,切除时一块切除,实现了最方便的无功自动补偿,切除时用电设备的线圈就是电容器的放电线圈。
2、分散补偿
当各用户终端距主变较远时,宜在供电末端装设分散补偿装置,结合用户端的低压补偿,可以使线损大大降低,同时可以兼顾提升末端电压的作用。
3、集中补偿
变电站内的无功补偿,主要是补偿主变对无功容量的需求,结合考虑供电压区内的无功潮流及配电线路和用户的无功补偿水平来确定无功补偿容量。35KV变电站一般按主变容量的10%-15%来确定;110KV变电站可按15%-20%来确定。
4、调容方式的选择
(1)长期变动的负荷
对于建站初期负荷较小,以后负荷逐渐增大的情况,组装设无载可调容电容器组。户外安装时可选用可调容集合式电容器;户内安装时可选用可调容柜式电容器装置。其基本原理为将电容器按二进制方式分成二组,通过分接开关或隔离开关选择投切组合,可以实现三档容量可调。随着负荷的改变,可以人工断电后改变投切组合满足某一时间段的无功平衡。
(2)一天内变动较大的负荷
这种场合可以装设无功自动调容装置,该装置可以满足无人值守综合
自动化的要求。我公司开发的高压无功自动补偿装置以及电压无功自动控制装置在电容器分组上采用1:2:4的二进制分组模式,每组电容器都单独串电抗器,这样可以用最少的高压真空开关,实现最多级次的分级补偿,并且由于每组电容器都串电抗器后防止了已投的电容器组对将投入的电容器组产生的更大的涌流冲击。该装置电容器有集合式和构架柜式两种布置,控制器根据用户需要有标准的通讯接口。
(3)短时段内负荷频繁变化的场合
该场合宜装可快速跟踪的瞬态无功补偿装置。由于电容器每次投切前却必须保证电容器没有残存的电荷,而电容器放电即使通过放电线圈亦需要数秒的时间,所以高压瞬态无功补偿装置(也称SVC)一般都是固定补偿最大容量的电容器,同时并联一组容量可调的电抗器,通过快速调整电抗器的输出无功,从而达到无功瞬态平衡的目的。电抗器的调整技术主要有可控硅控制空心并联电抗器及直流偏磁调感两种方式,其中以前者较优但价格较高。

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