串联无功补偿在配电网应用论文_王昆瑶

(国网宁夏电力公司吴忠供电公司 宁夏吴忠 751100)

摘要:串联补偿是一种将无功补偿装置通过串联的方式接入线路进行无功补偿的技术。串联补偿分为固定式和可控式两类,前者的有效容抗值是不能变化的,只能工作在补偿和不补偿两种状态,暂态稳定性相对较差;后者较前者增加了旁路晶闸管和电感,通过对晶闸管触发角的控制,串联无功补偿能增加功率因数,是一种经济、靠谱的降损节能方式。在实际中,我们可根据具体需求来选择相应的补偿方式进行无功补偿,满足各领域用电需求。

关键词:串联;无功补偿;配电网;应用

1 导言

传统的串联补偿已广泛应用于配电网中,它所存在的局限性也越来越引起人们的注意,如对于电力系统的暂态电压失稳问题,其投切速度不够快,尚不能防止感应电动机发生堵转现象;如电压崩溃导致电力系统解列,系统稳定部分在解列瞬间可能承受过电压危害;在电压衰减过程中,串联补偿装置投运则会加重电力系统的过电压等。本文着眼于目前国内配电网无功补偿现状,结合国外发展情况,通过对串联补偿原理进行分析,得到了串联补偿的补偿效果。这对业内人士正确认识串补意义,积极在国内推广应用串联补偿技术具有重要意义。

2 无功补偿的作用

在各类用电设备中,除白炽灯等发热设备在消耗有用功外,少部分同步电动机也会发出一部分无功,而绝大部分设备都在消耗无功。电网中的负载设备如电动机、变压器等,有些感性负载,它们要运行就不得不为这些设备带去一定的无功功率。而在电网中装串联电容器补偿装置,即可减小感性电抗器消耗的无功功率,从而减少线路与变压器因输送无功功率带来的电能损耗,这即为无功补的,也就是我们说的无功补偿。无功补偿主要有以下几大作用:

(1)增加系统的功率因数,让设备得到更充分利用,减小设备所需容量、线路及设备损耗,以达到节约电能之目的。

(2)稳定受电端、电网的电压,促进电能质量进一步上升。将装置安装在长距离线路中时,还能提高输电线路的稳定性及输电能力。

(3)在三相负载不协调的地方,添加无功功率补偿,还能平衡三相负载。

(4)变压器、发电机、供电线路等的备用量会有所增长。

(5)降低配电变压器的安装容量、电费等。

无功补偿的最终目的就是保持电网无功平衡,倘若系统的无功电源较多,能适应较高电压水平下的无功平衡相关要求,系统的运行电压水平相对来说也会提高;相反,无功不足时,运行电压水平就会降低。所以,我们应该尽量在额定电压下平衡系统无功功率,并以此为准安装相应的无功补偿装置。

3 串联补偿的基本原理分析

如图1所示,采用一个简单的双机电力系统模型来分析串联补偿的基本原理,两台发电机通过一条经串联补偿的线路联网。该机端电压有效值分别为和,补偿前的线路电抗为,串联补偿设备的等效容抗为,忽略线路电阻补偿后线路的等效电抗X=X—X。

相当于将线路的电抗改变为原来的1/(1+od)。因此,通过调节线路的补偿度或可控电压源的补偿参数可以实现控制线路上潮流的目的。复杂电网中,在各节点注入功率一定的条件下,网络上的潮流分布主要决定于节点导纳矩阵,特别是节点问的互导纳。而串联补偿能够等效改变节点问的互导纳,从而能调节复杂电网中潮流的分布,而且这种调节不像传统的机械式控制,它可以是动态的、快速的,为提高系统稳定性和改善配电网动态性能提供了强有力的手段。

4 结论

基于此,本文以串联补偿技术为研究对象,分析其调压节能原理并提出针对串联补偿的选址和定容方法,最后以实现配电网潮流控制为基础,建立涵盖串联无功补偿的线路仿真模型,通过仿真分析以探讨串联无功补偿对农网中低电压问题治理以及节能降损效果。

参考文献:

[1]赵文忠,王东平.串联无功补偿技术在配电网中的应用分析[J].电器与能效管理技术,2010(5):37-39.

[2]杨薇薇.10kV配电网中低压无功补偿装置的设计与应用[J].中国电力教育,2011(3):133-133.

[3]黄春艳,张俊潇,李桂昌,等.串联无功补偿在农网中的应用效果探讨[J].电力电容器与无功补偿,2017,38(3):84-88.

论文作者:王昆瑶

论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期

论文发表时间:2018/5/14

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