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探究低压电网的无功补偿

来源:美端电气   发布时间:2019-01-06 10:31


 

  一、低压电网中无功补偿的必要性
  (一)无功补偿是稳定(解释:稳固安定;没有变动)低压的必然选择
  电压的稳定是电网输送过程中的重要条件,也是电力输送质量不可缺少的重要方面。利用无功补偿的方式进行传输电流,则可达到上述的要求,降低(reduce)损耗。
  (二)无功补偿是企业开支节流的有效途径
  根据国家电价制度,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,按照一定的数值进行收取电费。高压发生器又称直流高压发生器,是高压电源的传统称呼,是指主要用于绝缘和漏电检测中的高压电源,现在高压电源和高压发生器已经没有严格的区别。对此,很多企业特别注重对机器设备的节能保养,以便减少开支。无功补偿的运用则可达到上述要求,能够帮助企业减少在正常开机后的损耗,节约成本。
  (三)无功补偿有利于降低系统的能耗
  我们可根据P=IUCOSφ的计算公式来测算无功补偿降低电力系统能耗的作用情况。根据I1/I2=cosφ2/cosφ1来计算,线损P减少的百分数为:ΔP%=(1-I2/I1)×100%=(1-cosφ1/cosφ2)×100%,也就是说当功率因数从0.75提高到0.90时,由上式可求得有功损耗将降低25%~40%。这是意想不到的效果。
  (四)无功补偿能够稳定电压
  根据电压损耗的计算公式可知,发生器的电压几乎全为输送无功负荷Q产生的,功率Q在电压稳定(解释:稳固安定;没有变动)中具有不可替代(用一物质代替另一物质(多为强者取代弱者的地位))的作用。直流高压发生器采用了高频倍压电路,应用了最新的PWM高频脉宽调制技术,闭环调整,采用了电压大反馈,使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术,并根据电磁兼容性理论,采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压发生器实现了高品质、便携式,并能承受额定电压放电而不损坏。对此,若在输电过程中,尽量地减少无功功率Q,则不仅可以保持电压的稳定,还能够保证大型电动机的顺利起动。

  二、低压电网中无功补偿的方法
  (一)低压集中补偿方法,降低能效值
  低压集中补偿方法主要是在配电发生器380V侧进行集中补偿,通常采用微机控制的低压并联电容器柜。这样的补偿方法具有如下作用:
  (1)补偿的容量较大,可用于上千容器;
  (2)跟踪性能较好,即可根据用户负荷水平的波动情况(Condition)进行相应数量的补偿,做到供给平衡;
  (3)补偿的经济效率(efficiency)好,这种补偿方式方法对配电过程的损耗有一定的帮助,且投资和维护费用均由专用变用户承担,减少供电企业的成本投入。超低频高压发生器可分为交流耐压试验和直流耐压试验,交流耐压试验又可分为工频、变频和0.1Hz超低频测试技术,其中0.1Hz超低频技术是最新技术,是当前国际电工委员会推荐的技术。
  笔者根据现有的资料进行整理发现:目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因数来进行电容器的自动投切的。一旦运用集中补偿的方法,不仅能够达到上述的目标要求,还能够使企业能够及时地发现和解决问题(Emerson)。这种集中补偿方法,一方面能够引起电力供应部门的关注,便于检查电压的运行情况;另一方面能够使电压的数值始终在一定的范围之内。
  (二)中间同步或静止补偿,保持补偿的顺畅性
  笔者在近几年的工作实践中发现,在远距离输电线路中间装设同步调相机或静止补偿装置,能够产生如下的效果:   
  (1)有助于电压的稳定,可以减少在输电过程中的不断充电现象;
  (2)提高输电的容量水平,即在多条线路的输电过程中,及时补充其损耗,起到稳压增容的作用;
  (3)调节性能强,因这种补偿在线路的中点,可以起到配给和补偿的功效,从而最大限度地发挥其调节功能。
  在实际的操作过程中,应该注意以下几方面:
  (1)选择合理的调节点,即输电网的电压支撑点与调压输电网与受电地区的低一级电压的电网相联的枢纽点设计无功补偿装置;
  (2)确定合理的补偿调节范围,减少其手外力的影响;
  (3)不断地进行跟踪维护,尽管这种补偿的自动化程度比较高,但也会出现一些诸如(zhū rú)受恶劣(nasty)天气影响(influence)等问题,应该注意(attention)随时观察,发现异常情况(Condition)进行及时校正。
  (三)用户终端分散补偿,提高电压利用率
  用户是输电过程(guò chéng)中的终结环节,如果可以在用户终端进行分散补偿,不仅能够提高电压利用率(availability),还能够使得用户的电器设备始终保持在一定的稳压值之内,减少破坏现象的发生。笔者以为,用户终端分散补偿的必要性主要体现在:
  (1)城镇电力用户的用电量日益增多,需要节省资源成本;
  (2)使用电器的频率较以往有所提高,实行这样的补偿方式,能够有一定的发展空间;
  (3)符合国家的用电规范要求《供电系统(system)设计规范》(GB50052-1995)指出,容量较大,负荷平稳且常常使用的用电设备无功负荷宜单独就地补偿。可以这么说,用户终端分散补偿方式是较为合理的方法之一。

  三、低压电网的无功补偿要求
  (一)同机补偿,减少损耗
  在输电之前将低压电容器组与电动机进行连接,在此基础上进行同时工作。这样既可降低电流流通过(tōng guò)程中损耗,又可提高电流的工作效能,达到无损耗值要求。
  (二)用器补偿,弥补损耗
  我们可将低压电容器通过(tōng guò)低压保险接在配电发生器二侧,一方面,能够补偿配电发生器空载无功;另一方面,可弥补发生器因运行而带来的一定损耗。
  (三)随时补偿,稳压供给
  在补偿的过程中以无功补偿投切装置作为控制(control)保护装置,将低压电容器组补偿在大用户0.5kV左右的母线上。这样,不仅可以上满足述两种补偿要求,还能够发挥(表现出内在的能力)稳压的作用,减少电器受损。
  
    对此,笔者以为应该建立用户终端(Terminal)分散补偿来提高电压的利用率。我们可针对小区用户终端,应该开发一种新型低压终端无功补偿装置。这样的无功补偿方式方法,一方面,能够使得电压释放系统能量,提高线路供电能力;另一方面,使得电压始终保持在一定的稳定数值范围之内,有助于保护电气设备(shèbèi)。除此之外,运用这样的补偿方法,可使线损率减少20%。
  总之,在低压电网的无功补偿中,不仅要分析低压线路的具体特征,还应该从无功补偿的运用方法出发,精心设计符合电压运行的节能模式,一定能够提高低压电网的运行效率。
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