[法律资料]10kv无功补偿.docx

1 绪论1.1 概述无功功率补偿，简称无功补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素[3]。在配电网中电源供给负载的电功率有有功功率和无功功率两种，有功功率是用电设备将电能转换成其他形式能量以保证正常运行所需的电功率，而无功功率也不是无用的功率，在电网中作用也很大。接在电网中的大多数用电设备是利用电磁感应实现能量转换和传递的。如发电机、变压器、电动机等，就是通过磁场来完成机械能与电能之间的转换的。以异步电动机为例，电机从电网吸收的大部分电功率转换成了机械功率从转轴上输出给了机械设备，这部分功率就是有功功率；而电动机还要从电网吸收另外一部分电功率，用来建立交变磁场，这部分功率不是被消耗，而是在电网与电动机之间不断的进行交换（吸收与释放），这就是无功功率。在电网中没有纯阻性的设备，因而功率因数都在 0 1 之间，而大部分用电设备如电动机、变压器等在运行时因电磁感应原理为建立感应磁场都需要Q＞0的无功功率，此外电网中线路线损、变压器自损（铁损、铜损等）也增加不少无功，无功补偿就是利用电容提供Q＜0的无功来提高功率因数，减少电网输送的无功功率，也就是在电能计量表上减少了电能的消耗，达到节能、降损的目的。因此，解决无功补偿问题，对提高电能质量，降低电网损耗，节约能源有着极为重要的意义。 1.2 课题研究背景随着科学技术发展和人民生活水平的提高，各种类型用电设备得到了广泛的应用，对电压质量的要求也越来越高。但是，由于配电网结构，运行变化等原因，我国配电网损耗，电压合格率等技术指标与发达国家相比有较大差距。由于电压不合格等原因造成用户电器烧毁的现象仍然存在，而网损过高使得生产的宝贵电能白白浪费，并且影响电力企业的经济效益。无功补偿作为保持电力系统无功功率平衡、降低网损、提高供电质量的一种重要措施，已被广泛应用于各电压等级电网中。合理选择无功补偿，能够有效地维持系统的电压水平，提高电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损，减少发电费用，提高设备利用率，无功补偿的合理应用是电力企业提高经济和社会效益的一项重要课题。然而，作为无功补偿的一个重要组成部分，低压网的无功补偿研究，至今仍处在初级阶段[7]。无功功率是建立交流电、磁场所需的功率，在交流电力系统的设计和运行中，无功功率是一个重要因素。对无功功率的补偿研究是十分必要的，原因如下：1. 由于成本的增加，提高电力系统运行效率的要求日益迫切。2.输电网络的扩展已经受到限制。3.远距离输电要求解决稳定性及电压控制问题。4.工业增长的需求和用户电子设备的增多，对供电质量的要求越来越高。 5.直流输电系统的应用研究表明，在换流器的交流侧应该进行无功控制。综合来看，随着电网中用电设备的不断变化，以及非线性负荷、冲击负荷、波动负荷等的存在使得配电网的特性更为复杂，为了适应电网发展的需要，开展无功补偿的研究具有重要意义。 1.3 无功补偿的研究现状发展趋势1.3.1 无功补偿的早期发展电力系统中的功率应时刻保持平衡，无功功率也不例外。无功补偿装置的主要作用有: (1)提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。 (2)稳定受端及全网电压，提高供电质量。在长距离输电线路中，合理地设置无功补偿装置的位置和补偿容量，能够改善输电系统的稳定性，提高输电能力。 (3)在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相有功及无功负载。同步调相机是早期无功补偿装置的典型代表，它不但能够补偿固定的无功功率，也能够动态地跟踪无功功率变化进行补偿。随着现代控制技术的不断发展，步调相机的控制性能有了较大的改善，设备使用的灵活性也有所提高，但仍属于一种比较陈旧的补偿手段。另一种典型的无功补偿装置是并联电容补偿器。在补偿条件相近的条件下，并联电容补偿器比同步调相机更为经济，因此，电容器补偿装置得到了非常广泛的使用，但电容器只能补偿固定的无功功率，而且可能因谐波诱发并联谐振。此外并联电抗器也是一种重要的补偿手段，通常是装设在超高压线路和地之间，改善轻载或空载情况下线路的电压水平。上述三种无功补偿装置的自动化程度偏低，不能对电网运行参数的变化进行判断，需要运行人员在运行过程中进行投切操作，当网络变化频次高时操作较频繁，运行人员会感到吃力，增加了工作量。无功补偿装置的优缺点可以总结为表 1.3。补偿装置电容器优势缺陷使用最早，原理简单，安装，不能联系调节，单一补偿感性运行，维护方便无功，负电效应严重操作复杂，响应慢，损耗