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无功补偿的相关理论问题探讨

已有 347 次阅读2014-4-22 09:44 | 关键词: 无功补偿

作为目前电网运行中极为关键的一部分,无功补偿为电网在当前时期的稳定运行发挥了不可替代的作用,它是无功功率补偿的简称,即对于电网运行中产生的无功功率的一种具体功率补偿,通过合理的补偿装置的使用来补偿这种无功的功率因数,可以使配电网自身运行环境得到有效的改善及优化,其运行中的各种损耗也能够得到有效的控制。本文下面就从对这种无功补偿做一下理论探讨:

首先,对无功补偿中的无功功率做一下分析。电网在具体的运行中,必定会产生有功的功率以及无功的功率这样两种功率,而有功的功率能够将电能转化为诸如热能、光能、机械能等其他各种形式的能力,从而维持用电设备进行正常的运行;无功的功率则不需要消耗电能,而是利用电路内部存在的磁场以及电场来进行工作,为电气设备的正常运行提供其所需要的电功率,这种电功率则是维护磁场的主要支撑。无功功率是电网运行中不可避免的一种产物,而且它也是多数电器(如变压器、电机、输电线、荧光灯、电抗器等)进行运行的基础保障,它不是无用的,相反具有非常重要的存在价值。但是,这种功率的存在也确实具有某种不利的影响,必须进行无功补偿。

其次,就无功功率所具有的不利影响来讲,一方面,无功功率在满足各电器运行对于磁场需求的过程中,通过不断地传输无功的功率,必将导致这些变压器、电机等对于电能的持续的损耗,从而导致系统运行得不到赢得的经济效益。而且,无功功率的存在必定会占据有功功率的位置,使电器输出的有功功率减少,电能转化能力就会降低。同时,无功功率还会加大变压器以及相关线路的电压降,使电网中的电压处于不稳定的状态。另一方面,无功功率和有功功率共同组成视在功率,这种视在功率又与电流存在着正比例关系,无功功率在有功功率维持不变的状态下增加,就会使视在功率加大,从而引发电流的加大,最终使得变压器、发电机、导线等各设备不得不增加容量。

第三,就无功功率的补偿而言,它主要就是为了避免无功功率影响电网正常运行而采取的一种补偿措施。一方面,工作人员通过提升系统的负载功率因数、降低用电设备及线路的负荷与容量,能够使各种设备在降低功率的消耗量的基础上达到对于自身工作效率的提升。另一方面,减少无功功率能够使电网的电压值趋于稳定、电力损耗不断降低、电能质量得以提高,最终使整个电力系统实现了对于各种干扰运行的因素的有效抵抗,提升系统运行的稳定性能。

二、高压配电网对于无功补偿的具体应用分析

无功补偿在维持电网运行所需要的足够无功功率之外,能够通过将多余部分的无功功率去除,从而达到对于电网运行环境的优化,目前我国正在大力地推动无功补偿在全面合理的规划及布局基础上的分散补偿的实施,力求推动整个电网的就地平衡。本文下面就针对无功补偿在高压电网中的应用进行一下分析:

1)配电网的自动跟踪补偿

目前,高压配电网的管理人员主要利用固定及可变阻抗型,这样两种自动补偿的装置来进行无功补偿,其中固定阻抗型的补偿装置,比如分组电容器等,具有比较高的装置性能,能够达到对于系统电压无功补偿的自动控制需求的满足,且较为经济、操作简单,目前受到了诸多高压配电网管理人员的青睐。而可变阻抗型的自动补偿装置,具有非常高的补偿精度与极快的补偿响应速度,但是它的造价比较高,除了电力系统外的一般电力用户都不太使用这种补偿装置。再以滤波器这种无功补偿的装置来讲,它通过允许有用的信号通过,而尽可能衰减无用信号,能够达到对于有用功率的极大的提升。

2)配电网的无功分散补偿

当前时期,高压配电网的应用在经济发展的推动下逐渐增加,各种电力用户对于无功功率的控制要求也逐渐加大,配电网管理人员在用户的末端对电网实施无功补偿,必定能够达到补偿工作的事半功倍,使补偿工作实现最高的综合性能以及最佳的经济效益。利用这种无功分散补偿的方式又成为分组补偿,利用分散进行补偿,主要是借助于将电容器组装设在具有较低的功率因数的终端配电网高压或者是低压的母线位置等,从而使无功功率因数得以调整,最终达到对于功率因数的校正和调整。这种补偿方式关键是用来对电压进行调整,使电压质量得以改善,避免电压的损失,从而为系统运行提高其供电能力。但是,这种方式的应用需要以配电变压器的低压侧所具备的最大无功需求作为基础来调整容量,而不同变电器的低压侧又具有不同的负荷波动状况,这就会导致某些大容量的电容器在低负荷状态处于被闲置的状况。


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