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這種功率在電網(wǎng)中會(huì)造成電壓降落(感性電抗時(shí))或電壓升高(容性電抗時(shí))和焦耳(電阻發(fā)熱)損失,卻不能做出有效的功。因而需要對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。合理配置無(wú)功補(bǔ)償(包括在什么地點(diǎn)、用多大容量和采用何種型式)是電力系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作中一項(xiàng)重要內(nèi)容。在運(yùn)行中,合理使用無(wú)功補(bǔ)償容量,控制無(wú)功功率的流動(dòng)是電力系統(tǒng)調(diào)度的主要工作之一 。

△U=(ΡR+QX)/U

式中P、Q分別為流入輸電線(或變壓器)的有功功率和無(wú)功功率,U 是輸電線(或變壓器)與P、Q同一點(diǎn)測(cè)得的電壓,R、X 則分別是輸電線(或變壓器)的電阻和電抗。

由此可見(jiàn),無(wú)功功率在輸電線、變壓器中的流動(dòng)會(huì)增加有功功率損耗和無(wú)功功率損耗以及電壓降落;由于變壓器、高壓架空線路中電抗值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻值,所以無(wú)功功率的損耗比有功功率的損耗大,并且引起電壓降落的主要因素是無(wú)功功率的流動(dòng)。

一般情況下,電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)所發(fā)的無(wú)功功率和輸電線的充電功率不足以滿足負(fù)荷的無(wú)功需求和系統(tǒng)中無(wú)功的損耗,并且為了減少有功損失和電壓降落,不希望大量的無(wú)功功率在網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng),所以在負(fù)荷中心需要加裝無(wú)功功率電源,以實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的就地供應(yīng)、分區(qū)平衡的原則。

1、提高用戶的功率因數(shù),從而提高供電設(shè)備的利用率;

2、減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗;

3、合理地控制電力系統(tǒng)的無(wú)功功率流動(dòng),從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平,改善電能質(zhì)量,提高了電力系統(tǒng)的抗干擾能力;

4、在動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償裝置上,配置適當(dāng)?shù)?a href="/baike/list_4362.html">調(diào)節(jié)器,可以改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性;

5、裝設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)還能改善電網(wǎng)的電壓波形,減小諧波分量和解決負(fù)序電流問(wèn)題。對(duì)電容器、電纜、電機(jī)、變壓器等,還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過(guò)熱。

1、并聯(lián)電容器組是一種靜態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償裝置。用它進(jìn)行的補(bǔ)償稱(chēng)為并聯(lián)電容補(bǔ)償。

2、同步調(diào)相機(jī);

3、靜止無(wú)功補(bǔ)償器。

后兩者屬于動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償裝置。3種無(wú)功補(bǔ)償裝置的性能比較見(jiàn)表。

另外,在遠(yuǎn)方水電站和坑口火電廠等的出線母線上,長(zhǎng)距離輸電線的兩側(cè)線路上,以及長(zhǎng)距離輸電線的開(kāi)關(guān)站等地方接有并聯(lián)電抗器,也是一種無(wú)功補(bǔ)償裝置。用其進(jìn)行的補(bǔ)償稱(chēng)為并聯(lián)電抗補(bǔ)償。遠(yuǎn)方電站出口母線上的并聯(lián)電抗器主要是吸收發(fā)電機(jī)所發(fā)的無(wú)功功率,以使發(fā)電機(jī)能運(yùn)行在合理的功率因數(shù)下而又避免無(wú)功的長(zhǎng)距離輸送。長(zhǎng)距輸電級(jí)上配置的并聯(lián)電抗器,主要是吸收線路空載和輕載時(shí)的充電功率,使沿線電壓分布合理并降低工頻穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過(guò)電壓。

智能電容器集成智能控制模塊、快速投切開(kāi)關(guān)和電容器保護(hù),設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)精巧,可以靈活配置以滿足用戶對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枨�。智能電容器�?gòu)成的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)與常規(guī)電容器產(chǎn)品構(gòu)成的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)比較見(jiàn)下表。

選擇那一種物理控制方式實(shí)際上就是對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償控制器的選擇�？刂破魇菬o(wú)功補(bǔ)償裝置的指揮系統(tǒng),采樣、運(yùn)算、發(fā)出投切信號(hào),參數(shù)設(shè)定、測(cè)量、元件保護(hù)等功能均由補(bǔ)償控制器完成。十幾年來(lái)經(jīng)歷了由分立元件——集成線路——單片機(jī)——DSP芯片一個(gè)快速發(fā)展的過(guò)程,其功能也愈加完善。就國(guó)內(nèi)的總體狀況,由于市場(chǎng)的需求量很大,生產(chǎn)廠家也愈來(lái)愈多,其性能及內(nèi)在質(zhì)量差異很大,很多產(chǎn)品名不符實(shí),在選用時(shí)需認(rèn)真對(duì)待。在選用時(shí)需要注意的另一個(gè)問(wèn)題就是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的控制器其名稱(chēng)均為"XXX無(wú)功功率補(bǔ)償控制器",名稱(chēng)里出現(xiàn)的"無(wú)功功率"的含義不是這臺(tái)控制器的采樣物理量。采樣物理量取決于產(chǎn)品的型號(hào),而不是產(chǎn)品的名稱(chēng)。

功率因數(shù)型

功率因數(shù)用cosΦ表示,它表示有功功率在線路中所占的比例。當(dāng)cosΦ=1時(shí),線路中沒(méi)有無(wú)功損耗。提高功率因數(shù)以減少無(wú)功損耗是這類(lèi)控制器的最終目標(biāo)。這種控制方式也是很傳統(tǒng)的方式,采樣、控制也都較容易實(shí)現(xiàn)。

"延時(shí)"整定,投切的延時(shí)時(shí)間,應(yīng)在10s-120s范圍內(nèi)調(diào)節(jié) "靈敏度"整定,電流靈敏度,不大于0-2A 。

投入及切除門(mén)限整定,其功率因數(shù)應(yīng)能在0.85(滯后)-0.95(超前)范圍內(nèi)整定。

過(guò)壓保護(hù)設(shè)量

顯示設(shè)置、循環(huán)投切等功能

這種采樣方式在運(yùn)行中既要保證線路系統(tǒng)穩(wěn)定、無(wú)振蕩現(xiàn)象出現(xiàn),又要兼顧補(bǔ)償效果,這是一對(duì)矛盾,只能在現(xiàn)場(chǎng)視具體情況將參數(shù)整定在較好的狀態(tài)下工作。即使調(diào)整的較好,也無(wú)法禰補(bǔ)這種方式本身的缺陷,尤其是在線路重負(fù)荷時(shí)。舉例說(shuō)明:設(shè)定投入門(mén)限;cosΦ=0.95(滯后)此時(shí)線路重載荷,即使此時(shí)的無(wú)功損耗已很大,再投電容器組也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償,但cosΦ只要不小于0.95,控制器就不會(huì)再有補(bǔ)償指令,也就不會(huì)有電容器組投入,所以這種控制方式建議不做為推薦的方式。

無(wú)功功率型

無(wú)功功率(無(wú)功電流)型的控制器較完善的解決了功率因數(shù)型的缺陷。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的無(wú)功型控制器是智能化的,有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,能兼顧線路的穩(wěn)定性及檢測(cè)及補(bǔ)償效果,并能對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行完善的保護(hù)及檢測(cè),這類(lèi)控制器一般都具有以下功能:

* 四象限操作、自動(dòng)、手動(dòng)切換、自識(shí)別各路電容器組的功率、根據(jù)負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)切換時(shí)間、諧波過(guò)壓報(bào)警及保護(hù)、線路諧振報(bào)警、過(guò)電壓保護(hù)、線路低電流報(bào)警、電壓、電流畸變率測(cè)量、顯示電容器功率、顯示cosΦ、U、I、S、P、Q及F。

由以上功能就可以看出其控制功能的完備,由于是無(wú)功型的控制器,也就將補(bǔ)償裝置的效果發(fā)揮得淋漓盡致。如線路在重負(fù)荷時(shí),那怕cosΦ已達(dá)到0.99(滯后),只要再投一組電容器不發(fā)生過(guò)補(bǔ),也還會(huì)再投入一組電容器,使補(bǔ)償效果達(dá)到最佳的狀態(tài)。采用DSP芯片的控制器,運(yùn)算速度大幅度提高,使得傅里葉變換得到實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然,不是所有的無(wú)功型控制器都有這么完備的功能。國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品相對(duì)于國(guó)外的產(chǎn)品還存在一定的差距。

動(dòng)態(tài)補(bǔ)償型

對(duì)于這種控制器要求就更高了,一般是與觸發(fā)脈沖形成電路一并考慮的,要求控制器抗干擾能力強(qiáng),運(yùn)算速度快,更重要的是有很好的完成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。由于這類(lèi)控制器也都基于無(wú)功型,所以它具備靜態(tài)無(wú)功型的特點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂破?與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比有較大的差距,一是在動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間上較慢,動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間重復(fù)性不好;二是補(bǔ)償功率不能一步到位,沖擊電流過(guò)大,系統(tǒng)特性容易漂移,維護(hù)成本高、造成設(shè)備整體投資費(fèi)用高。另外,相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也尚未見(jiàn)到,這方面落后于發(fā)展 。