电网低压无功自动补偿装置分析与实施

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1、贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施1．概述随着国【e经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于负荷的不断增加，以及各种电源的大幅增加，不但改变了电力系统的网络结构，也改变了系统的电源分布，造成系统的无功分布不尽合理，甚至可能造成局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。随着系统结构日趋复杂，当系统受到较大干扰时，就可能在电压稳定薄弱环节导致电压崩溃。电力系统无功潮流分布是否合理，不仅关系到电

2、力系统向电力用户提供电能质量的优劣，而且还直接影响电网白身运行的安全性和经济性。这在与川户直接相关的配I乜网中显得同样的重要。若无功电源容量不足，系统运行电压将难以保证。由于电网容鼍的增加，对电网无功要求也与日增加，此外，网络的功率因数和电压的降低将使电气设备得不剑充分利_l{j，降低了网络传输能力，并引起损耗增加。因此，解决好配电网络无功补偿的问题，对电网的安全性和降损节能有着重要的意义。2．相关理论2．1无功功率平衡欲维持电力系统电压的稳定性，应使电力系统中的无功功率保持平衡，即系统中的无功

3、电源可发出的无功功率应大于或等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。系统中无功功率的平衡关系式如下：Qgc—O'd—Q1=Qr式中Ogc一电源发出的无功功率之和；6贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施Old一无功负荷之和；Ol--网络中的无功损耗之和；Or---系统可提供的备用无功功率。Or>0，表示系统中无功功率可以平衡而且有适当的备用；Qr

4、率Qg和各种无功补偿装置提供的无功功率Qc，Qgc=Qg+Qc2．1．1补偿容量不足时的无功功率平衡进行系统无功功率平衡的前提是保持系统的电压水平正常，否则，系统的电压质量就得不到保证。在图1所示的系统无功功率负荷的静态电压特性曲线中，在正常情况下，系统无功功率电源所提供的无功功率Qgcn，由无功功率平衡的条件Ogcn—Old—QI=O决定的电压为Un，设此电压对应于系统正常的电压水平。但假如系统无功功率电源提供的无功功率仅为Ogc(Qgc

5、件所决定的电压水平为U，而U显然低于Un。在这种情况下，虽然可以采取某些措施．如改变某台变压器的变比来提高局部地区的电压水平，但整个系统的无功功率仍然不足，系统的电压质量得不到全面改善。这种平衡是系统无功功率不足时达到的平衡，是由于系统的电压水平下降，无功功率负荷本身具有的电压调节效应，使全系统的无功功率需求有所下降而达到的。7贵州大学电气工程学院硬士毕业论文电两低压无功自动补偿装置研究与实施mI蕞魄^功功书虢舟竹怠吧h忤住椭绳2．1．2系统无功功率电源充足时的无功功率平衡在正常情况下‘系统电压

6、为额定电压'，系统无功电源Q同电压U的关系为曲线l，负荷的无功电压特性为曲线2，两者的交点a确定了负荷节点的电压Ua。当负荷增加时，如曲线2所示，如果系统的无功电源没有相应增加，电源的无功特性仍然是曲线1，这时曲线l和曲线2的交点a’就代表了新的无功功率平衡点，并由此决定了负荷点的电压为Ua’，显然Ua’

7、的位置，从而使曲线17与2’的交点c所确定的负荷节点电压达到或接近原来的数值Ua。由此可见，若系统的无功功率电源比较充足，系统就能具有较高的运行电压水平；反之，系统的无功功率电源不足，则反映为系统运行电压水平偏低。因此，应该力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡，根据这个要求来装设必要的无功功率补偿装置。8贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施瑚2景境意硝磅夺l瓤■免越甜的上功功事早蔫由蝗2．2．无功平衡的意义在阐述意义之前，先了解下图I●图3电容补偿原理图弋了q＼，

8、、图4相鼍图9贵州大学电气工程学院硕士毕业论文电网低压无功自动补偿装置研究与实施Il补偿前流经线路电流12补偿后流经线路的电流1R有功电流lLl补偿前无功电流lu补偿后无功电流lc补偿电容器电流中，补偿前角度中：补偿厉角度2．2．1改善设备的利用率举例说明，对315kVA变压器而言，满负载运行，电流为354A，为简单其间，如果功率因数为0．7，变压器有功电流只有248A，无功电流也达到了248A，如果能补偿160kvar电容(容性电流约有240A)，功率因数将达到0．98以上，线路上无功电流很少