無功補償常見問題

無功補償常見問題1.考慮電網(wǎng)電壓時，是按400V考慮還是按380V考慮?采用就地補償時，電容器是比較靠近負載，這時候按照380V電壓選取電容器；當(dāng)電容器安裝在配電間時，在母線上進行集中補償時，按照400V選取電容器。電容器存放條件不要在腐蝕性的空氣中，特別是氯化物氣體、硫化物氣體、酸性、堿性、鹽質(zhì)或含有類似的同類物質(zhì)的空氣中使用或存放電容器。在有灰的環(huán)境中，為了防止發(fā)生相間或相對地（外殼）發(fā)生短路事故，特別需要定期對接線端子進行常規(guī)的維護和清潔。電容器在現(xiàn)場初次投入運行時，為什么有時候會發(fā)出“嗞嗞”聲？這是正常情況，不是質(zhì)量問題；一般電容器在出廠前均按工藝要求進行通電測試，而在通電測試當(dāng)中也同時進行“雜志電氣清除”。在這個電氣清除的過程中，大多數(shù)雜質(zhì)會被清除干凈。但是也有可能在某些情況下，當(dāng)電容器在現(xiàn)場剛開始通電時，會發(fā)生某種“雜質(zhì)再生”的過程，這時候，就會聽到一種“嗞嗞”聲，這是電容器在剛開始運行中的一種自愈合過程，持續(xù)幾個小時后，這種聲音就會自行消失。影響電容器使用壽命的主要因素是什么？實際工作電壓、環(huán)境溫度、諧波電流、投切次數(shù)都會影響到電容器的使用壽命;假定電容器的標稱使用壽命為Len，電容器的實際使用壽命為Le那么，電容器的使用壽命同系統(tǒng)電壓的關(guān)系如下：Le=XvxLenU=1.10Un,Xv=0.5;U=1.05Un,Xv=0.7;U=1.00Un,Xv=1;U=0.95Un,Xv=1.25;U=0.90Un,Xv=1.5;電容器的使用壽命同環(huán)境溫度的關(guān)系如下：Le=XtxLenTav=42°C,Xt=0.5;Tav=35°C,Xt=1;Tav=28C,Xt=2;而7C的溫度差，會導(dǎo)致一個很嚴重的后果！電容器的使用壽命同投切次數(shù)關(guān)系如下：Le=XsxLen5000次每年，并采用限流電阻，Xs=1.00;10000次每年，并采用限流電阻，Xs=0.7;5000次每年，無限流電阻，Xs=0.40;10000次每年，無限流電阻，Xs=0.20;采用品閘管投切，Xs=1.00;如果投切次數(shù)每年超過5000次，必須要考慮動態(tài)投切方案！所以電容器的實際使用壽命Le=LenxXvxXtxXsXv：電壓系數(shù)；Xt：溫度系數(shù)；Xs：投切系數(shù)。為什么有時候控制器在調(diào)試好后，不能正常投入運行，而系統(tǒng)的功率因數(shù)又很低？假定控制器的設(shè)定是完全正確的情況下，這時候系統(tǒng)功率因數(shù)很低，而電容器卻無法投入，很多情況下，是由于步級設(shè)計不合理，而造成低負荷期補償系統(tǒng)無法正常工作，例如，系統(tǒng)中最小一步的容量設(shè)計得太大，造成了補償系統(tǒng)無法投入，因為投入一步，會過補，不投又會欠補，這時候可以查閱控制器的自動模式下的第6項(DIFFREACTIVEPOWER)，達到目標值功率因數(shù)所需要補償?shù)腒var值。如果這個數(shù)值遠遠小于系統(tǒng)中的最小那個步級的容量，這時候，系統(tǒng)的補償步級就無法投入運行。如何通過對控制序列的編輯，設(shè)計一個比較合理的補償系統(tǒng)？最常見的控制器步級設(shè)計為1：1：1：1：1：1的方式，以BR6000-R06為例，系統(tǒng)總補償量為300Kvar，按1：1：1：1：1：1的方式設(shè)計為50Kvarx6步，這樣一來，系統(tǒng)可能得到的補償容量為50Kvar、100Kvar、150Kvar、200Kvar、250Kvar、300Kvar，共計6種可能的容量，但如果按1：1：2：4：4的方式設(shè)計為25Kvarx2步+50Kvarx1步+100Kvarx2步，這樣一來，系統(tǒng)可能得到的補償容量為25Kvar、50Kvar、75Kvar、100Kvar、125Kvar、150Kvar、175Kvar、200Kvar、225Kvar、250Kvar、275Kvar、300Kvar，共計12種可能的容量。所以采用不同容量比的控制序列，可以提高系統(tǒng)精度。電容器的主要技術(shù)參數(shù)信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)額定電壓(Uc)、額定電流(Ic)、過電壓能力(Vmax)、過流能力(Imax)、耐沖擊涌流能力(Is)、損耗、額定工作頻率(f)、容值的偏差范圍、額定使用壽命、溫度等級、濕度條件、海拔高度、防護等級等。電力系統(tǒng)無功功率補償無功功率補償裝置的主要作用是:提高負載和系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少設(shè)備的功率損耗，穩(wěn)定電壓,提高供電質(zhì)量。在長距離輸電中,提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力，平衡三相負載的有功和無功功率等。一、無功功率補償?shù)淖饔?、改善功率因數(shù)及相應(yīng)地減少電費根據(jù)國家水電部,物價局頒布的“功率因數(shù)調(diào)整電費辦法”規(guī)定三種功率因數(shù)標準值，相應(yīng)減少電費：高壓供電的用電單位，功率因數(shù)為0.9以上。低壓供電的用電單位，功率因數(shù)為0.85以上。低壓供電的農(nóng)業(yè)用戶，功率因數(shù)為0.8以上。2、降低系統(tǒng)的能耗功率因數(shù)的提高,能減少線路損耗及變壓器的銅耗。設(shè)R為線路電阻4P1為原線路損耗4P2為功率因數(shù)提高后線路損耗，則線損減少AP=AP1-AP2=3R(I12-I22)(1)比原來損失減少的百分數(shù)為(AP/AP1)x100%=1-(I2/I1)2.100%(2)式中,I1=P/(3U1cosS),I2=P/(3U2cos^2)補償后，由于功率因數(shù)提高,U2>U1,為分析方便,可認為U2=U1,則0=[1-(cos^1/cos^2)2].100%(3)當(dāng)功率因數(shù)從0.8提高至0.9時，通過上式計算,可求得有功損耗降低21%左右。在輸送功率P=3UIcos中不變情況下,cos中提高,1相對降低，設(shè)I1為補償前變壓器的電流,I2為補償后變壓器的電流，銅耗分別為△PLAPZ;銅耗與電流的平方成正比，即AP1/AP2=I22/I12由于P1=P2,認為U2=U1時，即I2/I1=cos^1/cos^2可知，功率因數(shù)從0.8提高至0.9時，銅耗相當(dāng)于原來的80%。3、減少了線路的壓降由于線路傳送電流小了，系統(tǒng)的線路電壓損失相應(yīng)減小,有利于系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定(輕載時要防止超前電流使電壓上升過高),有利于大電機起動。二、我國電力系統(tǒng)無功補償?shù)默F(xiàn)狀近年來，隨著國民經(jīng)濟的跨越式發(fā)展，電力行業(yè)也得到快速發(fā)展，特別是電網(wǎng)建設(shè)，負荷的快速增長對無功的需求也大幅上升，也使電網(wǎng)中無功功率不平衡，導(dǎo)致無功功率大量的存在。目前,我國電力系統(tǒng)無功功率補償主要采用以下幾種方式：同步調(diào)相機:同步調(diào)相機屬于早期無功補償裝置的典型代表，它雖能進行動態(tài)補償，但響應(yīng)慢,運行維護復(fù)雜，多為高壓側(cè)集中補償,目前很少使用。并補裝置:并聯(lián)電容器是無功補償領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的無功補償裝置，但電容補償只能補償固定的無功，盡管采用電容分組投切相比固定電容器補償方式能更有效適應(yīng)負載無功的動態(tài)變化，但是電容器補償方式仍然屬于一種有級的無功調(diào)節(jié),不能實現(xiàn)無功的平滑無級的調(diào)節(jié)。并聯(lián)電抗器:目前所用電抗器的容量是固定的，除吸收系統(tǒng)容性負荷外，用以抑制過電壓。以上幾種補償方式在運行中取得一定的效果，但在實際的無功補償工作中也存在一些問題：補償方式問題:目前很多電力部門對無功補償?shù)某霭l(fā)點就地補償小向系統(tǒng)倒送無功，即只注意補償功率因素,不是立足于降低系統(tǒng)網(wǎng)的損耗。諧波問題:電容器具有一定的抗諧波能力，但諧波含量過大時會對電容器的壽命產(chǎn)生影響,甚至造成電容器的過早損壞;并且由于電容器對諧波有放大作用，因而使系統(tǒng)的諧波干擾更嚴重。無功倒送問題:無功倒送在電力系統(tǒng)中是不允許的，特別是在負荷低谷時，無功倒送造成電壓偏高。電壓調(diào)節(jié)方式的補償設(shè)備帶來的問題:有些無功補償設(shè)備是依據(jù)電壓來確定無功投切量的，線路電壓的波動主要由無功量變化引起的,但線路的電壓水平是由系統(tǒng)情況決定的，這就可能出現(xiàn)無功過補或欠補。三、無功功率補償技術(shù)的發(fā)展趨勢根據(jù)上述我國無功功率補償?shù)那闆r及出現(xiàn)的問題，今后我國的無功功率補償?shù)陌l(fā)展方向是:無功功率動態(tài)自動無級調(diào)節(jié)，諧波抑制?；谥悄芸刂撇呗缘钠烽l管投切電容器(TSC)補償裝置將微處理器用于TSC,可以完成復(fù)雜的檢測和控制任務(wù)，從而使動態(tài)補償無功功率成為可能?；谥悄芸刂撇呗缘腡SC補償裝置的核心部件是控制器，由它完成無功功率(功率因數(shù))的測量及分析，進而控制無觸點開關(guān)的投切，同時還可完成過壓、欠壓、功率因數(shù)等參數(shù)的存貯和顯示。TSC補償裝置操作無涌流，跟蹤響應(yīng)快，并具有各種保護功能，值得大力推廣。靜止無功發(fā)生器(SVG)靜止無功發(fā)生器(SVG)又稱靜止同步補償器(STATCOM)，是采用GTO構(gòu)成的自換相變流器，通過電壓電源逆變技術(shù)提供超前和滯后的無功，進行無功補償，若控制方法得當(dāng),SVG在補償無功功率的同時還可以對諧波電流進行補償。其調(diào)節(jié)速度更快且不需要大容量的電容、電感等儲能元件，諧波含量小，同容量占地面積小，在系統(tǒng)欠壓條件下無功調(diào)節(jié)能力強，是新一代無功補償裝置的代表，有很大的發(fā)展前途。電力有源濾波器電力有源濾波器是運用瞬時濾波形成技術(shù)，對包含諧波和無功分量的非正弦波進行“矯正”。因此,電力有源濾波器有很快的響應(yīng)速度，對變化的諧波和無功功率都能實施動態(tài)補償，并且其補償特性受電網(wǎng)阻抗參數(shù)影響較小。電力有源濾波器的交流電路分為電壓型和電流型。目前實用的裝置90%以上為電壓型。從與補償對象的連接方式來看,電力有源濾波器可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型。并聯(lián)型中有單獨使用、LC濾波器混合使用及注入電路方式,目前并聯(lián)型占實用裝置的大多數(shù)。綜合潮流控制器綜合潮流控制器(unifiedpowerflowcontroller,UPFC)將一個由品閘管換流器產(chǎn)生的交流電壓串入并疊加在輸電線相電壓上，使其幅值和相角皆可連續(xù)變化，從而實現(xiàn)線路有功和無功功率的準確調(diào)節(jié)，并可提高輸送能力以及阻尼系統(tǒng)振蕩。UPFC注入系統(tǒng)的無功是其本身裝置控制和產(chǎn)生的，并不大量消耗或提供有功功率。UPFC技術(shù)是目前電力系統(tǒng)輸配電技術(shù)的最新發(fā)展方向，對電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和運行將帶來重要的影響。由于性價比較高,目前我國廣泛使用的還是靜止無功補償裝置。其中，能夠進行無功功率動態(tài)補償?shù)幕谥悄芸刂撇呗缘腡SC仍然需要大力推廣。實際上，國內(nèi)外對靜止無功補償裝置的研究仍在繼續(xù),研究的重點集中在控制策略上，試圖借助于人工智能提高靜止無功補償裝置的性能。隨著大功率電力電子器件技術(shù)的高速發(fā)展，未來的功率器件容量將逐步提高，應(yīng)用有源濾波器進行諧波抑制，以及應(yīng)用柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)進行無功功率補償，必將成為今后電力自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。低壓電網(wǎng)無功補償一、低壓無功補償?shù)母拍畹蛪簾o功補償是指在配電變壓器低壓400(380)伏網(wǎng)絡(luò)中安裝補償裝置，包括隨機補償、隨器補償、跟蹤補償幾種方式。隨機補償：隨機補償就是將低壓電容器經(jīng)過熔斷器與電動機并接，通過控制，保護裝置與電動機同時投切。隨器補償：隨器補償是將低壓電容器經(jīng)過熔斷器固定接在配電變壓器低壓側(cè)，以補償變壓器的勵磁及漏磁無功損耗。跟蹤補償：跟蹤補償是指以無功補償投、切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組并接在大用戶400伏母線上。這種補償方式，相當(dāng)于隨器補償?shù)淖饔谩Ａ磉x幾組低壓電容器作為手動或自動投切，隨時補償400伏網(wǎng)絡(luò)中變動的無功負荷。二、農(nóng)網(wǎng)無功負荷淺析在我們現(xiàn)有10千伏送電系統(tǒng)中，往往是一條線路接有幾臺或十幾臺甚至二、三十臺容量大小不等的配電變壓器。由于用戶分散，變壓器容量又很小，75千伏安以下的變壓器占70%以上，而且多數(shù)變壓器每天有近15個小時接近空載運行，少數(shù)在額定容量的20%?40%之間運行，每逢栽插或收割季節(jié)，會出現(xiàn)無功不平衡。在上述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，原有農(nóng)網(wǎng)用戶中，10千伏線路送出端或配電，變壓器用戶均沒有配置補償裝置，致使10千伏送出端功率因數(shù)COS中值很低。其主要原因是眾多的小容量配電變壓器時常在低負荷下運行，眾多配變的空載及漏磁損耗、家用電器的無功耗用迭加起來占據(jù)了10千伏線路送出的大量無功功率，致使COS中值達不到規(guī)定要求，線損也大大增加。三、對功率因率COS中值的要求根據(jù)水電部《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》的規(guī)定和農(nóng)網(wǎng)改造的技術(shù)要求，電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)達到下列規(guī)定：1.高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶功率因數(shù)為0.90以上；其他100千伏安（千瓦）及以上電力用戶和大、中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上；躉售和農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80以上。經(jīng)過努力達不到以上規(guī)定者應(yīng)裝設(shè)必要的補償裝置。原水電部《供用電規(guī)則》規(guī)定：高壓供電的用戶必須保證功率因數(shù)在0.9以上，其他用戶應(yīng)保持在0.85以上。四、幾種無功補償方式的優(yōu)劣比較對于10千伏供電系統(tǒng)，在變電站10千伏母線上裝設(shè)集中補償方式的并聯(lián)電容器組，只能增大變壓器與10千伏母線之間及上一級電壓等級線路的功率因數(shù)，對10千伏母線上首端的功率因數(shù)COS中值不能改變，線路上各配電變壓器所提供的無功功率仍需從這里送出，各送出線路上的線損不能降低。所以，對于10千伏供電系統(tǒng)的無功補償，最好選擇隨線路上配電變壓器裝設(shè)低壓無功補償裝置，進行分散補償方式。這種方式易于根據(jù)無功負荷需要選擇補償容量，具有“哪里缺在哪里補，缺多少補多少”，都能把10千伏及其上一級電壓等級的線路線損降低一部分的特點，且補償效果好，經(jīng)濟效益高。在農(nóng)網(wǎng)10千伏線路上，“T”接變壓器一般較多，且變壓器“大馬拉小車”的現(xiàn)象極為普遍，多數(shù)時段接近于空載運行，10千伏線路首端的功率因數(shù)CO