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无功补偿是改善电力品质的一项重要手段

作者:qiqi      日期:2012-04-27      点击数:
        大量的用电户和用电器都被连接到一个大电网上,形成电力网络系统。
        为保证供电、用电的安全性、经济性和可靠性,需要对电力品质有若干项指标加以约束。但是用户的用电品质对其也有很大影响,特别是若干参数同用户密切相关,如功率因数、谐波等。用户用电品质的恶化又会互相影响,造成整个电网电力品质的下降,危及大家的用电安全。
        为此,电力部门规定了用户用电的功率因数的奖罚标准,现行规定:功率因数低于0.90的用户要受罚,低得越多则罚得越重;功率因数高于0.95的用户要受奖。电力部门以此来鼓励用户主动积极采取无功补偿措施,提高电网利用率,保证供电质量。
1.无功补偿的宏观分类术语
(1)位移无功补偿和畸变无功补偿
       长期以来,无功补偿是针对位移无功的。电力网络众多负载造成的感性位移无功占优势,如上节所述,感性位移无功可以用容性位移无功来补偿。
        但是,随着先进的微电子技术和电力电子技术的广泛推广应用,在获得提高劳动生产率,节约电能,改善自动化程度等正面效益的同时,往往也带来谐波危害等负面效应,也就引人了畸变无功。原则上畸变无功的补偿是不能靠补偿位移无功的办法来解决的,它要同谐波抑制结合起来才行。
(2)旋转补偿和静止补偿
       最早位移无功的补偿是采用同电网并联一台同步调相机的办法来实现的。这种调相机就是一台同步电动机。调节同步电动机励磁的强弱能形成相对于机端电压超前(容性)或滞后(感性)的电流,即发出不同性质和大小的无功功率。一个发电厂几台发电机正常发电,而备用一台作调相机,发出适当的无功来补偿负载汇集到电网的相反性质的无功,保证正常发电的发电机饱满工作,这是合算的。这就是旋转补偿的方法。
对于多数用户,难以采用这种无功补偿的方法。既然感性无功可以用容性无功来补偿,用户安装多组电容器,按自己的感性无功的大小,投切并联到电网上,以相应的容性无功补偿感性无功,实现本单位或本设备的功率因数的提高。由此发展出的,包括同各种电力电子技术结合的新型补偿方法,都是不会转动的,称之为静止无功补偿(通常缩写为svc )o
(3)静态补偿和动态补偿
        某个用电户的设备运行稳定,无功功率的数值变化比较缓慢,就可以采用比较简单的补偿方法,例如用人工控制接触器的方法随感性无功功率的变化来调节并联电容器的多少,使功率因数始终保持在较高水平,这就是静态无功补偿。要说明的是,并联电容量过大的时候,企业的供电电压会因过补而升高,有些用电设备会因此被击穿损坏,这也是应该避免的。
        近些年来,由于许多工业用户针对冲击负荷(如轧机设备、电力机车、电弧炉等)采用了品闸管控制的电力电子设备,它不仅产生冲击有功功率,而且还发生冲击无功功率,甚至还有严重的谐波畸变无功。这时必须采取响应比较迅速的动态无功补偿和滤波措施,自动调节补偿强度。
        其实,现在居民住户用的电视机、计算机、传真机等都采用了先进的开关电源,它们都是谐波源,如不及时处理,小区变电室的这种负载多起来,单靠静态补偿也不够了。冲击的位移无功和各种畸变无功都要求采用适当的动态无功补偿措施。国际上,Svc不包括用来改善功率因数的固定电容器组,而专指各种动态无功补偿技术和装置。
2.无功补偿和电力品质
        静态无功主要影响电网设施和用电器的利用率,补偿治理也比较简单、容易。但是,现代电网中冲击负载日益增多,动态冲击无功越来越普遍,畸变无功也越来越严重,它们对电力品质的影响越发加重,涉及面更广。这些危害表现在以下几方面:
    ①系统的电压波动(特别是造成电压的瞬间下落)和频率波动。
    ②供电电压的波形出现畸变。
    ③致使三相负载的不平衡,这种动态波动和不平衡在某些系统中会造成三相中性点位移,使各相电压显著升高或降低。
    采用并推广合理的(动态)无功功率补偿技术是改善电力品质的重要手段。

(责任编辑:qiqi)

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