补偿设备

2024-09-22

补偿设备（共8篇）

补偿设备篇1

前言

电力网在运行时, 电源供给的无功功率是电能转换为其他形式能的前提, 它为电能的输送、转换创造了条件。但是, 长距离输送无功电力, 又会造成有功功率的损耗和电压质量的降低, 这不仅影响电力网的安全经济运行, 而且也影响产品的质量。因此, 如何减少无功电力的长距离输送, 已成为电力部门和用电企业必不可少的研究课题。

1 配电网无功补偿理论基础

无功补偿就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率, 以提高系统的功率因数, 降低能耗, 改善电网电压质量。

1.1 无功补偿的合理配置原则

无功补偿设备的配置, 应按照“分级补偿, 就地平衡”的原则, 合理布局。

(1) 根据网络结构的特点, 选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制;

(2) 根据无功就地平衡原则, 选择无功负荷较大的节点;

(3) 无功分层平衡, 即避免不同电压等级的无功相互流动, 以提高系统运行的经济性;

(4) 网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。

1.2 无功补偿的作用

(1) 提高供电系统及负载的功率因数, 降低设备容量, 减少功率损耗。

(2) 稳定受电端及电网的电压, 提高供电质量。在长距离输电线路合适的设置动态无功补偿装置, 还可以改善输电系统稳定性, 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的有功及无功负载。

2 几种无功补偿设备

2.1 同步调相机补偿

同步调相机是最早采用的一种无功补偿设备, 在静电电容器发展后, 它退居次要地位。其主要缺点是投资大, 运行维护复杂。因此, 许多国家不再新增同步调相机作为无功补偿设备。但是同步调相机也有自身的优点:同步调相机能够提供短路电流, 因而又是一种重要的提高系统稳定的手段。同步调相机作为一般无功补偿设备早已过时, 但为了适应电网稳定以及直流输电的需要, 在一些情况下仍然具有它的特定作用。

2.2 并联电容器补偿

并联电容器是指并联在电网上向电力系统提供无功功率的电容器。根据电极形式不同, 并联电容器可以根据需要由若干个电容器串并联组成, 容量可大可小, 既可以集中使用, 又可以分散使用, 且可分相补偿, 可随时投切部分或全部电容器, 具有运行灵活、有功损耗小、维护方便、投资少等优点, 因此是目前使用最多的一种无功补偿装置。

按电容器安装的位置不同, 电容器无功补偿通常有三种方式。

(1) 集中补偿。

电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6~10kV母线上, 用来提高整个变电所的功率因数, 使该变电所在供电范围内无功功率基本平衡。可减少高压线路的无功损耗, 而且能够提、高本变电所的供电电压质量。

(2) 分组补偿。

将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端变、配电所高压或低压母线上, 也成为分散补偿。这种方式具有与集中补偿相同的优点, 但无功补偿容量和范围小些, 效果比较明显, 因此采用的比较普遍。

(3) 就地补偿。

将电容器或电容器组装设在异步电动机或电感性用电设备附近, 就地进行无功补偿, 也称为单独补偿或个别补偿方式。这种方式既能提高用电设备供电回路的功率因数, 又能改善用电设备的电压质量, 其中小型设备一部分使用。近年来随着我国逐步具备生产低压自愈式并联电容器的能力, 且型号规格日渐齐全, 为就地补偿方式的推广创造了有利条件, 并已有许多成功应用的实例。若能将三种补偿方式统筹考虑、合理布局, 将可取得很好的技术经济效益。

2.3 并联电抗器

并联电抗器是一种感性吸收无功补偿设备, 避免电网运行电压过高。在许多国家中已经广泛使用, 今后还将得到进一步的推广采用。

并联电抗器可以直接接到超高压 (275k V及以上) 线路上, 其优点是:可以限制高压线路的过电压, 与中性点小电抗配合, 有利于超高压长距离输电线路单相重合闸过程中故障相的消弧, 从而提高单相重合闸的成功率。高压电抗器本身损耗小, 但造价较高。并联电抗器也可以接到低压侧或变压器三次侧, 有干式的和油浸的两种, 这种方式的优点是造价较低, 操作方便。从发展趋势看, 更多的将采用高压电抗器。

一般来说, 装设高压电抗器的作用是综合性的, 特别值得强调的两点:

(1) 高压电抗器加中性点适当的小电抗是行之有效在单相故障两侧将故障相切开后的故障点的消弧措施。

(2) 在500k V线路上装设高压电抗器有一种好处, 是当系统全停后可以加速500k V电网的恢复, 避免因出现过电压拖延系统的恢复时间和可能引起过电压损坏重大设备事故。

2.4 静止补偿器

静止补偿器是近年来新发展的一种无功功率补偿与电压调节设备。它的特点是调节速度, 运行维护量较小, 可靠性较高。用切换电容器方式使有功损耗也较小, 这些都为同步调相机所不及。静止补偿器有多种结构方式, 例如:晶闸管控制电抗器与固定电容器组合方式;晶闸管切换电容器与晶闸管控制电抗器方式;饱和电抗器方式等。各种方式各有不同的效能、优点及缺点, 需要按反应速度、灵活性、损耗与费用等综合比较后进行选择。但现在一般认为晶闸管控制电抗器和晶闸管切换电容器方式是一种最快速、灵活与低损耗的静止补偿器。

静止补偿器在供电系统中的特殊用处是抑制电弧炉、轧钢机等冲击负荷引起的闪变, 并采用相适应的控制方式。多年来的广泛使用取得了丰富的现场运行经验, 证实了它的可靠性, 因而逐步推广于高压送电系统的各领域:安装在长距离重负荷超高压线路的中间站, 提高中间点的电压支持, 以增高正常时的线路传输能力和提高系统的暂态稳定性;安装在系统联络线上, 在送电功率发生波动时, 提供正的阻尼效应, 以解决送电系统原来的动态失稳问题;晶闸管控制的静止补偿器用一平衡随时间变化的非对称负荷;用以改善异常情况与恢复情况HVDC换流站的运行性能;用以提高事件后的无功紧急备用能力, 以保障故障后短瞬间的关键母线电压水平。

从本质上说, 静止补偿器主要是一种反应迅速无功功率调节手段。和同步调相机比较, 虽然造价相当, 但静止补偿器的调节远为快速, 这是一个突出的优点。而为了能发挥它在需要时的无功功率快速调节能力, 在正常情况下则应使其经常运行在接近零功率水平。因而只有在电网无功功率处于基本平衡的前提下, 静止补偿器才能充分发挥它的独特作用。至于因正常负荷变动引起的电压变化, 过程比较缓慢, 用一般的便宜的多的电容器电抗器投切等, 完全可以满足要求, 没有必要选用这种高性能的设备。

结语

在无功功率不足的系统中, 首要的问题是增加无功功率补偿设备, 通常, 大量采用并联电容器作为无功补偿设备, 其突出的优点是投资低, 安装维护方便。只是在有特殊要求的场合下, 才需要采用静止补偿器或同步调相机。而静止补偿器是一种性能良好, 维护方便的新型补偿装置, 在价格相当的条件下, 应优先选用。

参考文献

[1]靳龙章, 丁毓山.电网无功补偿实用技术[M].北京:中国水利水电出版社, 1997.

[2]孙成宝, 李广泽.配电网实用技术[M].北京:中国水利水电出版社, 1997.

[3]陈珩.电力系统稳态分析[M].北京:水利电力出版社, 1995.

[4]徐先勇, 王正风.电力系统无功功率负荷的最佳补偿容量[J].华东电力, 1999, 27 (6) :26-28.

[5]王正风, 洪梅, 王凤霞.无人变电站中无功优化软件的设计和研究[J].电力建设, 2001, 22 (5) :14-17.

[6]王正风, 潘本琦, 王凤霞.企业无功功率的最佳补偿容量[J].电力电容器, 2001, 3:18-20.

补偿设备篇2

【关键词】大工业电价；基本电费；负荷计算；利率电费；无功补偿；节能增效

用电工程投资、电费支出是大工业用户筹建初期及后期运行的一项较大开支，如何在政策允许、保证安全的前提下节约能源，减少用电开支，是各大工业用户关注的问题。

一、大工业电价的概念

大工业电价是指工业生产用户，设备容量在320KVA（含315KVA）及以上的用户，均实行大工业电价。

二、大工业用户的电费构成

大工业用户的电费由基本电费、电度电费，功率因数调整电费三部分构成。

三、如何运用电力负荷计算来实现节能增效

1.基本电费与用电负荷计算的关系

基本电费是由用户的设备容量决定的。在相同负荷的前提下，提高设备利用率，尽量减小设备容量，支出的基本电费就相应越少，平均电价就降低。相反，平均电价就越高。而想要提高设备利用率，准确的计算用电负荷是关键。

计算负荷的方法有很多，这里简单介绍一下需要系数法和单位面积功率法。

（1）用电设备额定容量的确定

进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。

①连续工作制电动机的设备功率等于其铭牌上的额定功率。

②短时或周期工作制电动机的设备功率应统一换算到负载持续率JCN 为25%下的有功功率。

换算公式为Pe=PNJCN0.25=2PNJNC

③电焊机的设备功率是指额定容量换算到负载持续率JNC为100%时的有功功率。

换算公式为Pe=SNJCN cosφ

SN——电焊机的额定容量，KVA；

JCN——铭牌上标注的负载持续率；

④整流器的设备功率是指额定直流功率。

⑤成组用电设备的设备功率是指不包括备用设备在内的所有单个用电设备的设备功率之和。

⑥白炽灯的设备功率为灯泡额定功率。气体放电灯的设备功率为灯管额定功率加上镇流器的功率损耗（荧光灯加20%，荧光高压汞灯、高压钠灯加8%）。

2. 生产企业电力负荷计算方法

（1）需要系数法确定计算负荷

需要系数Kd考虑了以下的主要因素，为Kd=KΣKLηwlηe

kΣ——同时使用系数，即设备组在最大负荷运行的设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比；

kL——负荷系数，用电设备不一定满负荷运行，此系数表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比；

ηwl——配电线路的平均效率；

ηe——用电设备组在实际运行功率时的平均效率。

实际上Kd是一个恒小于1的系数，必须根据当地的经济水平和用电情况具体分析。选择过大，增加设备投资造成不必要的浪费；选择过小，变压器过载，不安全。居民负荷，Kd随着户数的增大而减小，且减小的速率先急后缓。

①单台用电设备的计算负荷。用于选择分支导线及其配套使用的开关设备。

有功计算负荷P1=Peη

Pe——换算到统一负载下的电动机的额定容量；

η——用电设备在额定负载下的效率。

无功计算负荷Q1=P1tanφ

φ——用电设备的功率因数角

②用电设备组的计算负荷。用于选择各组配电干线及其配套使用的开关设备。

有功计算负荷P2=Kd∑Pe

Kd——用电设备组的需要系数；

∑Pe——用电设备组的设备额定容量之和。无功计算负荷Q2=P2 tanφ视在计算负荷S2=P22+Q22

③确定车间配电干线或车间变电所低压母线上的计算负荷。用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。

总有功计算负荷P3=KΣ∑P3总无功计算负荷Q3=KΣ∑Q2总视在计算负荷S3=P23+Q23

当变电所的低压母线上装有无功补偿用的静电电容器组，其容量为Qa，则当计算时Q3时，要减去无功补偿容量，即Q3=KΣ∑Q2–Qa

（2）单位面积功率法计算负荷

估算的有功功率Pjs为

Pjs=PA1000

P——平均每平方米计算有功功率（负荷密度），W/m2，可参照民用建筑负荷密度指标；

A——建筑面积，m2。

生产企业全厂的计算负荷是根据生产企业的供配电系统图，从用电设备开始，朝电流方向逐级计算负荷，最后求总和。

四、如何利用无功补偿设备优化配置来实现节能增效1.功率因数调整电费与无功补偿的关系功率因数是有功功率与视在功率的比值。COSφ=P/S

变压器容量不变的情况下，功率因数越高，有功出力越大，变压器的利用率越高。提高功率因数不但可以提高设备利用率，为企业节约电费支出，改善电压质量也有重要影响。大工业用户功率因数考核标准为0.90。用户的功率因数高于或低于规定的标准时，应按照规定的电价计算出用户的当月的电费后，再按功率因数换算所规定的百分数增、减电费。

2.提高功率因数的措施

提高功率因数的措施有：一是提高自然功率因数，提高变压器负载。一般变压器负荷小于0.4时，功率因数就显著下降，通常在0.5——0.85比较合适。二是人为改善功率因数。工厂的设备大多是电感性负载，安装静电电容器进行无功补偿。

例如：某企业没增装无功补偿前，功率因数在0.75左右，年利率电费25余万，通过无功补偿装置优化配置，功率因数提高到0.90左右，年利率电费下降到4万余元。仅一年就节约电费支出20多万元。收回投资时间仅为190天。在有功电量波动不大的情况下，月无功电量明显减少，功率因数显著提高，利率电费明显下降，达到节能增效的目的。

五、总结语

随着社会的进步和发展，大工业用户数量逐年上升，如何科学运用电力负荷计算及无功补偿设备优化配置，在工厂建设初期以及后期生产运行中发挥作用，减少企业电费支出、实现供配电系统安全经济运行、对于电力企业和电力用户而言都是十分关注的课题。笔者认为大工业用户合理的使用能源和电力資源，提高投资效益和运行的经济性，功在电网，利在自身。

参考文献：

[1]《供电企业高危和重要客户安全隐患辨识和防控措施》

配电网无功补偿设备应用探讨篇3

关键词：配电网,无功补偿,配置原则,应用

1 无功补偿设备的合理配置原则

电网在运行过程中, 各级网络及输配电设备都会消耗一定数量的无功功率, 而所消耗的无功功率数量配电网占有较大的比例。所以需要科学合理的对无功补偿设备进行配置, 从而减少无功功率传输过程中的所产生的损耗, 在配置时可以采用分级补偿及就地平衡的原则进行合理布局和规划。

1.1 总体平衡与局部平衡相结合

城乡电力网在运行过程中, 要确保其无功电力达到平衡, 则不仅需要确保县组电网的无功电力处于平衡状态, 而且分站和分级的无功电力也要满足平衡的原则, 确保无功电源布局的合理性, 这样就会实现无功电力的就地平衡, 避免出现无功电力过剩的情况。一旦无功电力过剩, 则其导致电力向外输出, 电压偏高, 而一些电路上的无功电力则会减少, 导致电压下降, 这种情况下, 无功电力则会向上进行索取, 从而导致不同分区之间的无功电力的长输送和交换, 增加电网损耗。所以在对无功补偿设备进行总体规划时, 需要以总体平衡作为基础点, 合理对各个布局的补偿方案进行优化, 确保实现补偿效果的最佳状态。

1.2 供电部门补偿与用户补偿结合

在城乡电网运行过程中, 无功功率的消耗量, 用户占百分之五十至六十的比例, 而其余的无功功率则消耗在输配电网络当中, 所以对于无功功率在补偿, 单纯就用户进行补偿或是单纯对输配电网络进行补偿都达不到补偿的效果, 所以为了确保无功功率在网络中输送量的减少, 则需要由供电部门和用户来对其共同进行就地补偿, 就地平衡。

长期以来, 在很多地区实际的电力无功补偿中, 往重庆只单纯对用户进行补偿, 对于供电网络虽然装设了补偿设备, 但为了怕出事故, 避免麻烦, 则不使其投入运行, 补偿设备利用率处于一个较低水平, 补偿效果较差。而另一部分地区只对供电部门进行补偿, 而不对用户进行无功补偿。这两种补偿方式的存在, 都无法保证电网无功电力的平衡, 所以在进行无功补偿时, 需要根据整个电网对无功电力总的需求来充分的发挥供电部门和用户的积极性, 确保无功电力补偿的平衡。

1.3 分散补偿与集中补偿相结合, 以分散为主

由于无功补偿具有自身的特点, 不仅需要考虑到总体上的平衡, 而且还要确保局部补偿的实现, 同时在对用户进行补偿的同时, 也需要对输配电线路进行补偿, 这就决定了补偿方式的选择, 不仅需要采取分散补偿, 而且还要集中进行补偿, 而且二者还要有效的结合在一起, 才能确保补偿的效果。

目前在农村电力网中采用的集中补偿和分散补偿相结合的原则, 集中利用在变电站内装设容量较大的电容来实现集中补偿, 而分散补偿则是在配电网络中各个负荷区内进行无功补偿。之所以需要集中补偿与分散补偿相结合, 是由于变电站内的集中补偿只是对变压器本身的无功损耗进行补偿, 只是对变电站以上的输电线路的无功电力进行减少, 使供电网络的无功损耗得以降低, 但用户所需要的无功电力则仍需要由变电站以下的配电线路进行输送, 这就必然存在着一定的无功损耗产生, 所以还需要利用分散补偿来有效地降低线损的发生。特别是在当前的城市电力网中, 配电网线损所占总网线损比例较大, 所以采取分散补偿具有必然性, 只有充分的利用分散补偿, 才能确保配电网内的无功线损得以很好的降低, 确保城乡电力网线损率的下降。

1.4 降损与调压相结合, 以降损为主

利用并联电容器进行无功补偿, 其主要目的是为了达到无功电力就地平衡, 养活网络中的无功损耗, 以降低线损。与此同时, 也可以利用电容器组的分组投切, 对电压进行适当的调整, 但这只是并联电容器补偿的辅助目的。在一般情况以降损为主, 调压为辅。

对于某些枢纽性变电站或者电压水平经常偏低的变电站, 有时需要装设容量较大的电容器组, 以控制网络的无功潮流和改善电压水平。其最终目的也是为了达到无功电力平衡, 以提高电网的安全经济运行水平。

2 配电网无功补偿现存的几个问题

2.1 补偿方式问题

目前在电网补偿中, 更多时候都将补偿放在用户侧来进行, 只对用户侧的功率因数进行补偿, 但这种补偿方式并不能有效的降低电网整体的损耗的降低。在用户侧无功补偿时往往是增加补偿箱的设置, 这对于降低损耗是有一定帮助的, 但由于没有对无功潮流进行具体的计算, 所以无法确保补偿设备的最优化配置, 各点补偿量和补偿方式无法达到最优化, 不能有效的发挥资金的经济效益。所以通过长期的实践经验, 在对配电网进行无功补偿时, 可以在配电变压器的低压侧进行装设无功补偿装置, 从而确保分散和就地补偿的实现。

2.2 谐波问题

谐波的产生不仅会导致电网受到污染, 而且还会影响电网运行的可靠性。对于谐波的控制, 可以通过电容器来进行, 因为电容器对于高频谐波污染具有良好的滤除作用, 而且抗谐波能力也较强, 但一旦谐波含量较大时, 则会影响电容器的使用寿命, 导致电容器受到不同程度的破损。这就需要在具有较大谐波及需要进行无功补偿的地点需要加设滤波装置, 否则会导致一些补偿设备受到不同程度的损坏, 所以需要在进行无功补偿设计时充分的考虑到谐波的存在及治理问题。

2.3 无功补偿容量选择问题

过补偿会造成无功倒送, 这是电力系统所不允许的, 因为它会增加线路和变压器损耗, 加重线路负担。采用固定电容器补偿方式的用户, 在负荷低谷时, 可能造成无功倒送。对于接触器控制的补偿柜, 补偿量是三相同调的, 在三相负荷不对称的情况下。就可能造成无功倒送。对于晶闸管控制的补偿柜, 虽然三相的补偿量可以分调, 但是很多厂家为了节约资金, 只选择一相做采样和无功分析。于是至于选择补偿方式时, 应充分考虑这一点。

2.4 电压调节方式的补偿设备带来的问题

有些无功补偿设备是依据电压来确定无功投切量的, 这有助于保证用户的电能质量, 但对电力系统而言却并不可取。因为虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起, 但线路的电压水平是由系统情况决定的。当线路电压基准偏高或偏低时, 无功的投切量可能与实际需求相去甚远, 出现无功过补或欠补。

3 结束语

在电网运行过程中, 配电网的无功补偿是必需重点考虑的一个问题, 在实际补偿工作中, 需要根据系统的特点来对补偿设备进行合理的配置, 确保补偿方案的科学性和合理性, 确保补偿的效果能够达到预期的要求, 减少配电网损耗的发生, 确保配电网运行经济效益的实现。

参考文献

[1]孙立满, 陈继军.农村配电网中无功补偿的探讨[J].安徽电力, 2008.

[2]郭连奎.配电网无功补偿技术的应用及效益分析[J].现代电力, 2003.

无功补偿成套设备调试装置的研制篇4

从2007年开始,国家已对低压无功补偿成套设备实行了国家强制性认证(CCC认证),未通过认证的企业,不得进行生产和销售。按照相关国家标准的要求,无功补偿调试装置需要实现单相/三相电流的相位调节及补偿装置过电压保护及动作时间等功能的测试[1]。

多年来,无功补偿技术和补偿设备得到了很大程度的发展,但专门针对补偿设备的调试装置却很难在市场中找到。如何对无功补偿装置的各项功能进行简单方便的出厂调试,是一个需要及时解决的实际问题。

1 无功补偿成套设备及技术的发展

无功补偿设备分为手动和自动控制投切两种类型,早期的补偿设备因技术原因大多采用手动投切方式,需要专人手工操作。随着电子技术的快速发展,出现了很多新的自动控制和补偿技术。

综观国内外无功补偿设备及技术的发展,大致可分为以下几个阶段:

(1)早期的无功补偿设备,典型代表主要有静电电容器补偿装置和同步调相机。

(2)静止无功补偿设备,20世纪70年代以来,随着电力电子技术的发展及其研究的进一步加深,出现了一种静止无功补偿技术。相应的补偿设备称为静止无功补偿器SVC(Static Var Compensator)。

常用的SVC有以下几种形式:饱和电抗器型(SR型SVC)、晶闸管投切电容器型(TSC型SVC)、固定电容-晶闸管控制电抗器型(FC-TCR型SVC)、机械投切电容器-晶闸管控制电抗器型(MSC-TCR型SVC)以及晶闸管投切电容器-晶闸管控制电抗器型(TSC-TCR型SVC)[2,3]。

(3)其它新型无功补偿设备,20世纪80年代以来,随着电力电子器件在电力系统中应用的不断加深,国内外又相继出现了一些新型无功补偿设备,如:静止同步补偿器(STATCOM)、静止无功发生器SVG(Static Var Generator)和有源滤波装置APF(Active Power Filter)等,但由于其控制复杂且价格昂贵,故采用并联电容器组来进行无功补偿,仍是我国现行使用的主要低压无功补偿装置。

2 自动无功补偿设备的控制方式

自动无功补偿设备主要由无功补偿自动控制单元(控制器)、补偿元件(如电容器)和投切开关组成。控制器是自动补偿设备的核心部分,它可根据用户的负荷状况和电网的运行参数,进行自动投切控制,以达到合理补偿及减少电能损耗的目的。

无功补偿设备的补偿方式可以分为三种,即三相补偿、单相补偿(分相补偿)和混合补偿。常用的控制方式按控制物理量分有:电压、功率因数、无功电流、无功功率及综合控制量等几种方式。三相补偿适用于以三相负荷为主的工业用户及其他一般用户。分相补偿主要适用于三相无功严重不平衡的场合,一般与三相补偿相结合使用,称为混合补偿。混合补偿的优点是以三相补偿来平衡无功基本负荷,再通过分相补偿来细调以补偿每一相的无功缺额,使三相无功平衡,从而达到最优补偿的目的,使功率因数基本接近于1。

3 无功补偿设备调试装置的研究分析及应用

3.1 无功补偿设备及调试装置的工作原理

以常用的低压电容器自动补偿设备为例,因三相补偿设备体积小、成本低,补偿效果基本能满足一般用户需求,故得到了广泛的应用。由于三相同时进行补偿,故一般控制物理量取样为单相电流及另外两相的电压;而分相补偿设备每一相进行单独控制,故取样物理量为三相电流和三相电压。

无功补偿设备调试装置的工作原理是通过改变取样电流和取样电压的相位,使补偿设备的控制单元动作来模拟设备在实际电力系统中工作的正确性。当调试装置的输出电流为感性电流(即控制电流滞后相应的电压)时,无功补偿设备应动作投入各支路电容;当输出电流改变为容性电流时,投入的电容器回路应依次逐路切除。另外,根据《GB/T15576—2008低压成套无功功率补偿装置》的要求,当补偿设备输入电压达到过电压设定值时,设备过电压保护功能应动作,并要求在1分钟之内切除所有电容器支路。

3.2 无功补偿调试装置的基本功能及实现方法

1)对于三相共同补偿的设备,调试装置要达到的基本功能如下:

(1)可以输出单相相位可调的二次试验电流(5 A),一般选择调相角度为0°和±60°即可满足需求。它们分别对应于输出电流为纯阻性电流、容性电流和感性电流,对应的功率因数为1、0.5(超前)、0.5(滞后)。

(2)过电压保护及动作时间测量功能,因三相补偿设备一般控制物理量取样为单相电流及另外两相的电压,故功能一可以考虑通过三相电压之间的相位关系及电压电流的转化来实现。线电压的相量关系图如图1所示。

以A相取样电流,B、C相取样电压为例,从相量图中可以看出,以VBC为基准电压,VAC、VBA分别超前和滞后VBC相位角60°,通过将电压量转换为相应的电流量即可简单地得到所需的调相电流。调试装置具体实现的原理接线图如图2所示,图2中TB1为控制变压器;R1为法兰电阻,型号是RX20-50W-(5.1/2)Ω;HK1为组合开关;型号是HZ5B-10。

对于功能二,即过电压保护及计时功能的实现,可以考虑采用过电压继电器(常开辅助接点)作为启动元件,当发生过电压时辅助接点闭合启动计时器(电秒表)开始计时;当过电压保护装置将所有电容器支路投切开关切除后计时器停止计时(将最后一路投切开关的常闭辅助接点接入计时器作为计时停止信号)。原理接线图如图3、4所示,图3中DY为过电压继电器,C1~C3为交流接触器,TB2~TB4为调压器,F1~F3为熔断器。图4中S1为过压继电器常开辅助接点,闭合开始计时,S2为电容器投切开关辅助接点,闭合停止计时。

2)对于分相补偿或混合补偿的设备来说,调试装置只要增加三相相位可调的二次试验电流输出即可,其它要求相同。

同样,可以通过三相电压的相位关系及电压电流转换得到满足调试装置需求的三相调相电流输出,具体实现原理如图5、6所示,图6中TB5~TB7为控制变压器;R2~R4为法兰电阻;HK2为组合开关,型号为HZ5B-10;SA、SB、SC为三相电流独立输出开关,图6中的“×”表示为接通状态。

当切换开关位于0°位置时,输出的三相电流为纯阻性电流,可以兼作为补偿设备的电流表指示回路等的试验电流;同时,三相电压输出可以对补偿设备电压回路接线的正确性进行检查(通电试验)。

通过以上原理的分析和调试装置的实际试制(在原具有三相电压电流输出功能的通电试验台上进行改造)及使用,结果证明该调试装置能够简单方便的实现各类无功补偿成套设备的各项国家标准规定出厂试验项目的调试,解决了以前无功补偿调试装置不能进行过电压保护功能测试及分相补偿功能测试的问题。同时该装置还可以作为高低压成套开关设备的一般通电试验项目的调试装置,通用性广。

该调试装置的实现原理简单,所有元器件均很容易得到且产品制作简单、性能可靠、实用性高,是成套电力设备制造企业必备的检验设备,具有很大的市场需求。

参考文献

[1]GB/T15576—2008低压成套无功功率补偿装置[S].

[2]董云龙,吴杰,王念春,张颖.无功补偿技术综述[J].节能,2003(9):13-15.

补偿设备篇5

无功补偿装置是电力系统的基本装备之一, 对保障电压质量、提高输电效率、维持系统安全起着十分重要的作用。随着负荷的不断增长、电网规模的不断扩大以及节能降耗的要求, 有必要对无功补偿现状进行分析, 提出完善无功补偿的技术措施, 为进一步开展无功补偿综合整治工作提供参考依据。关键技术和创新点如下:

1、实现了对电网无功设备配置的动态分析, 现在建设的电压无功辅助决策系统实时采集电网的运行状态和数据进行计算分析, 动态根据电网运行情况合理提出无功设备配置意见。

2、通过建设电压无功辅助决策系统, 可以方便地对规划和设计提供的无功设备配置方案进行校核, 提出明确的意见。

补偿设备篇6

1.1 无功功率

无功功率并不是没有作用的功率, 相反, 它是电力系统中必不可少的功率, 主要用于建立和维持电气设备构成电路的磁场, 对电能质量和电网电压都有较大的控制作用。影响变电站无功功率分配的因素主要有两个:变电站三相电能质量、传输用户的电气性能。电力系统中一旦电压和频率不稳, 电能质量就会降低, 无功功率会显著增大, 反过来会造成电力系统的不稳定, 因此控制无功功率分配的主要方法就是控制电压。

1.2 无功补偿技术

保证电力系统中无功功率分配平衡的要求是系统无功电源所消耗的无功功率大于或等于负载设备消耗的无功功率与电网无功功率损耗之和。无功补偿技术就是在电力系统中缺少无功功率的地方就近进行补偿, 使电网电压稳定运行。最方便易行的方法就是安装无功补偿设备, 其作用主要有:降低变电站设备容量, 减少电网线路中的无功功率损耗;稳定用户电压, 提高电能质量和电力系统稳定性;平衡变电站三相电能有功功率和无功负荷。

1.3 无功补偿类型和装置

无功补偿装置发展状况如图1所示。

1.3.1 电容器和滤波器

应用最早的无功补偿方式是安装并联电容器和LC无源滤波器, 这种模式设备简单、安装操作方便, 除了能对电网中的无功功率进行补偿外, 还可以有效抑制谐波的产生, 因此在早期的无功补偿技术中是应用最广泛的类型。但随着变电站等级的提升, 人们发现并联电容器和LC无源滤波器受到电网阻抗特性以及运行状态的影响越来越大, 设备间常出现并联谐振现象, 虽然能有效抑制谐波, 但谐波电流也相应增大, 电容很可能被击穿;同时这种模式对无功功率的补偿无法实现无级连续调节, 一旦电网电压出现陡升或陡降, 通过并联电容的电流也会随之大幅度变化, 导致补偿的无功功率不稳定, 因此如今这种模式只应用于固定频率或静态无功功率的补偿中。

1.3.2 同步调相机

同步调相机也是较早应用于变电站无功补偿的装置, 它与空载同步发电机的作用相同。当电力系统过励磁运行时, 它就是一个无功电源, 为系统提供无功功率, 保证电压稳定;当系统欠励磁运行时, 它又变成了一个负载设备, 消耗电力系统中多余的无功功率, 保证电压稳定。为了保证装置实现无级平滑调节, 通常为同步调相机增加一个自动励磁调节装置, 这样电力系统的电压升降对无功功率的分配就不会有显著影响, 即使系统出现电力故障, 也能保证电网电压的稳定性。同步调相机缺点是设备庞大, 噪声较大, 有有功损耗, 不利于运行维护, 目前同步调相机只出现在一些电网容量大的变电站场合中。

1.3.3 静止补偿器

这类补偿装置是如今电网无功补偿的主流设备, 主要包括静止无功补偿器和静止同步补偿器两种类型。静止无功补偿器是由电抗器与电容器并联组成的补偿装置, 电抗器由可控硅晶闸管来控制开关, 能跟随快速移动的负荷迅速变动, 实现无级调节无功功率大小、方向的目的, 运行可靠性较高, 缺点是晶闸管本身是不可控的, 补偿能力被削弱, 没有很好地解决谐波问题, 若设备过多, 还可能引起系统振荡。静止同步补偿器较好地解决了上述问题, 它采用的是新一代的晶体管和晶闸管, 能自主控制开关动作, 其调节控制速度显著加快, 能显著提升电力系统稳定性。

2 变电站无功补偿设备运行维护策略

2.1 健全设备管理制度, 明确管理人员责任

健全设备管理制度是提高管理水平与设备质量的重要手段, 首先应针对设备选型、采购、使用、维护、保养、回收等各个方面的流程建立完善、可操作性强的管理制度。主要包括严格记录设备运行、维修保养状况, 遵循使用年限要求, 定时检查设备和记录, 及时维护设备, 有条件的变电站还可根据实际电网等级情况预先编制设备的维护保养计划书, 严格按照维护程序对设备进行日常保养维护。其次, 要对设备管理人员的权利和责任做出明确规定, 完善相关考核制度, 杜绝设备管理人员不作为现象, 将无功补偿设备的管理与维护工作落到实处。

2.2 严格监控电力系统的电压、电流、温度

不管是电容器还是电抗器, 所有补偿设备归根结底是负载, 因此电网系统的电压直接关系到设备使用寿命和运行状况。应在电网系统中安装监视装置, 随时监控、记录电力系统的电压、电流、温度状况, 一旦出现异常升高或下降现象, 应果断采取措施, 保证补偿设备两端的电压值一直稳定在限定范围内。在实际补偿装置的组装中要尽量将电容值较小的电容器串联再与其他设备并联, 以提高电容器组的承压能力。对电流的控制只要保证其不大于限定电流的1.3倍即可, 若是三相交流电则需要在此基础上再下降5%;温度控制一般要求在65℃以下, 还要注意无功补偿装置不可连续运行。

2.3 无功补偿装置的继电保护

首先是对电容器、电感器的熔丝保护, 每只电容器上都有一根独有的熔丝, 一旦电压异常击穿电容, 熔丝就会熔断, 维护人员只需根据熔丝状态更换故障电容器即可。然后是装置的过电流保护, 主要针对电容器引线上的相间短路故障、负荷过大引起的开关跳闸故障、合闸涌流引起的误保护等, 过电流保护有一定时限要求, 至少要达到0.5s以上的急停时限。其次是不平衡电压保护, 电网系统中的不平衡电压保护依据是电容器故障会导致电容器组三相电容不平衡, 当电容器故障排除后, 电容值会出现暂时的不平衡, 此时电压或电流受其影响会出现变化, 因此可以利用电压或电流的升降启动继电器, 对补偿设备进行继电保护。最后是高低压保护, 自动低压保护装置能在电压下降到一定限值时自动切除相应电容器, 以使电力系统电压恢复稳定。

2.4 无功补偿装置的谐波保护

由于变电站系统中存在大量UPS、开关电源、整流逆变器、变频器等非线性负载, 三相电压整流成正弦电压加在负载两端时, 基波电流就会发生畸变而产生谐波。另外, 无功补偿设备特别是静止补偿器中的晶闸管等消耗功率的装置也容易振荡产生谐波。谐波的产生不止降低了供电可靠性, 还容易产生过电压或过电流, 危及供电系统安全, 引发大面积停电等恶性事故。控制谐波的首要措施就是安装合适带宽的传感器, 监控系统中出现的谐波数量和种类, 以及时发现电网中不健康运行的设备, 并采取针对性措施, 将谐波危害降到最低。

2.5 完善巡视检查制度

应设立专门巡视组, 定期、长期对无功补偿设备进行巡视检查并做好巡视记录, 对异常现象要及时报告主管人员, 并采取适当措施。

3 结语

变电站的系统安全与稳定在很大程度上依赖于无功补偿设备的正常运行和自我保护, 一旦无功补偿设备如电容器组、电抗器发生故障, 就会危害整个无功补偿环节的实现, 不仅会降低电能传输质量和电网系统稳定性, 还容易导致谐波和振荡的失控, 因此必须重视对无功补偿设备的运行维护, 达到减少电能损耗、提高电能质量的目的。

参考文献

[1]肖毅.关于变电站无功补偿设备运行维护策略的研究[J].科技创新导报, 2014 (2) :71.

补偿设备篇7

机载导弹发射装置用于在飞机上安装和运载导弹，并按规定的发射程序控制和实施导弹的发射。发射装置处于飞机和导弹之间，上、下接口分别与飞机、导弹的机械、电气接口相匹配，实现导弹的挂装和与飞机、导弹的通信。[1,2]

某型测试设备是通过模拟飞机和导弹系统的电气接口，实现对发射装置整机及电子部件的功能、性能的定量检测及故障定位，主要用于内场定量检查发射装置及电子部件的电气性能。因此，该测试设备应该具有较高的测试精度。

2 电压损耗的分析

本文提到的测试设备，对于一些交、直流供电信号的模拟负载电流要求比较高，达到3～6A。同时，为了满足生产、交付、实验等工作的要求，测试电缆的长度较长，达4米，内部电缆长2～3米，使用的导线是聚四氟乙烯薄膜绕包绝缘电线，截面积在0.5mm2和1.0mm2时，阻值分别可达到18Ω/km和38Ω/km。当电流较高时，电缆上导线损耗电压将会相当大。通过实验测得设备供给发射装置的实际电压，如表1,2所示。表1为“直流信号”，表2为“交流信号”，分别给出4组电源正常工作(标称电压直流28V，交流115V)和拉偏实验(标称电压直流22V、29V，交流105V、118V)时的具体数据，单位：V。

由表1看出，测试过程中设备通过上接口实际提供给被测对象的交流电压与标称值之间误差最大达到0.33%，交流信号的测试精度要求小于1%，故基本不会影响测试精度，因此，本文不再对其进行具体分析。

由表2看出，测试过程中误差最大达到3.55%，显然对于下接口信号的测试精度有很大影响，通常测试设备直流测试精度要求小于0.5%，而目前的情况直流信号测试远远达不到要求的测试精度，需要从原理上采取一定的方法对其进行补偿。

3 电压补偿方法与分析

3.1 电压补偿方法

该测试设备选用了一台程控稳压直流电源，其输出电压的误差小于10mv，因此电源本身带来的误差可以忽略，只须补偿电缆上损耗的电压。

首先，从被测对象上接口将供电信号引出，经测试电缆引入内场测试设备内部的数据采集系统进行电压回测。数据采集系统由安捷伦的L4411A 6 1/2位高性能数字万用表和L4421A 40通道电枢多路继电器组成，测试精度为0.003%。

然后，将回测电压(V1)与电源输出电压(V2)进行比较，为了得到被测对象要求的电压(V1′)，可通过串口对测试设备的程控直流电源进行调整，使电源输出电压(V2′)满足V2′=V2÷V1×V1′，此时供电电压(V1′)就能够满足标称电压的要求。

3.2 电压补偿实验与分析

3.2.1 电压补偿的实验步骤

按照上文所述电压补偿方法使得V1′分别能达到22V、28V、29V，进行产品测试，测试结果见表3。

3.2.2 实验数据分析

根据实验数据，电压补偿后直流误差已能满足测试设备直流测试精度要求小于0.5%的要求，该方法能够有效的避免电缆上电压损耗造成的供电误差，进而提高了测试精度。

结束语

本文提出的这种基于调整电源输出电压来实现电压补偿的方法，已经应用于某型测试设备，经各种实验条件下的多次调试，验证了该方法是完全能够实现供电电压的补偿，满足测试精度的要求，可以很好的解决正常测试及拉偏实验中电压损耗的问题。该方法原理巧妙、操作简单、效果显著，可以应用于其他测试设备中。

参考文献

[1]廖志忠,徐日洲,吴继海,郭春河等.空空导弹发控系统设计[M].北京:国防工业出版社,2007

补偿设备篇8

1 无功补偿原理

电网中的电动机和变压器等设备属于感性负荷, 在设备运行过程中需要提供相应的无功功率, 需在电网中安装电容器, 提供无功功率而降低电源对感性负荷功率的提供, 降低无功功率在电网中的流动, 降低线路和变压器等造成的电能损耗, 提升供电效益和供电质量, 这就是无功补偿。无功补偿电容器的接法分为星形接法和三角形接法。

1) 电容器星形联接。电容器星形接法时电容器所受的电压为相电压, 计算方式概述如下。

提高功率因数所需补偿电容器的无功功率的容量QK, 可根据负载有功功率的大小, 负载原有的功率因数cosφ1及提高后的功率因数cosφ来决定, 其计算方法如下:设有功功率为P, 无电容器补偿时的功率因数cosφ1, 则由功率三角形可知, 无电容器补偿时的感性无功功率为:Q1=Ptgφ1并联电容器后, 电路的功率因数提高到cosφ, 并联电容器后的无功功率为:Q=Ptgφ由电容器补偿的无功功率QK显然应等于负载并联电容器前后的无功功率的改变, 即:

算出要补偿的电容器容量, 将:QK=U2/X C=U2/1-ωc=U2ωc代入 (式1) , 有U2ωc=P (tgφ1-tgφ)

采用星形联接, 电容器短路后相电流为未短路电流的和, 此电流不会超过电容器额定电流的3倍;采用三角形联接, 电容器短路后的相电流会超出电容器额定电流的较多倍, 以引发电力安全事故。从短路方面考虑, 采用星形联接较为合理。

2 无功补偿设备的配置原则

1) 全网平衡与地区平衡相结合。为了实现10k V配电网络中电力的平衡, 需结合城乡的供用电现状, 先满足县级电网的无功电力平衡, 再考虑分级变电站和分级输电线路带来的无功影响, 保证无功电力平衡。针对无功电源的布局 (一般指补偿设备的位置和容量) 配置, 无法实现地区无功电力的就地平衡, 导致电网分配给分级变电站和分级线路中的无功电力较多, 相应的电压也会偏高, 过剩的无功电力必须通过输电线路向其他地区输送;也可能导致电网分配给分级变电站和分级线路中的无功电力较少, 相应的电压也会下降, 须向上级变电站索取无功电力, 这就导致不同地区之间的无功电力过多级变化和输送, 加大了电网的电能损耗和无功损耗, 在无功补偿设备的规划设计中, 必须以总体平衡为基础, 针对不同地区的设备研究出合理的补偿方案, 以配备最优化的补偿设备, 达到最佳补偿效益[1]。

2) 集中补偿与分散补偿相结合。电力系统的无功补偿需要满足总体平衡的要求, 又要保证局部平衡, 在对供电部门的系统进行补偿时, 必须考虑用户的利益, 对用电系统进行合理的补偿, 基于这一要求, 必须在补偿的过程中使集中补偿和分散补偿相结合[2]。

在10k V供电网络中, 在变电站等感性设备中安装电容进行补偿的方式称为集中补偿;在不同的负荷区 (例如配电线路、配电变压器、用电设备等) 采用分散补偿的方式称为分散补偿[3]。在集中补偿的过程中, 很大程度是在对主变压器本身的无功损耗进行补偿, 以减少变电站输电线路的无功功率, 从而降低供电网络中的无功损耗。采用集中补偿的方式不能降低用电系统中的无功功率。针对用户而言, 为了降低输电线路中的损耗, 只有采取分散补偿的方式, 以保证用户的利益。

而目前在10k V配电网络中, 输电线路的损耗约占全网损耗的70%, 结合这一数据, 必须在补偿的过程中以分散补偿为主, 集中补偿为辅, 以降低配电网络的线路损耗, 降低电网的总无功损耗。

3) 降损与调压相结合。在电力网络中, 为了实现无功电力的就地平衡, 必须在无功补偿的过程中, 将电容器并联以达到到降损的目的, 另外可以将电容器分组, 通过对电压的调整, 发挥一定的辅助作用。通常在降损和调压的应用过程中, 以降损为主, 调压为辅。针对转换型变电站或电压较低的变电站, 为了实现无功电力的平衡, 需装设容量较大的电容器组, 改善电压质量的同时对无功电流实现合理控制, 以提高电网的运行水平。

3 配电网络中无功补偿现存的问题

3.1 补偿方式问题

为了提高电力负荷的功率因数, 将补偿箱应用于电力网络中, 虽然降低了电路线损, 但效率并不高。所以确定最优补偿量和补偿方式是关键。而在10k V电力网络中, 常采用分散补偿的方式, 结合配电变压器的特点, 通常在低压侧进行补偿。

3.2 补偿容量的选择不当

配变低压侧补偿容量过大不但不经济, 而且在变压器空载运行时, 或者负荷较轻时, 会造成过补偿, 使功率因数角超前、无功功率向电力系统倒送和电源电压升高, 影响电力系统的稳定性。为了防止发生过补偿现象, 配变低压侧无功补偿原则为:其补偿容量不应超过配变的无功功率。

3.3 电压调节方式问题

为了提高用户端的电能质量, 有些无功设备的补偿量需要根据电压的调节方式确定, 对电力系统而言并不可取。无功量的变化引起电压波动, 但线路的电压水平不受无功量的影响, 只由电力系统本身决定。在电力线路电压基准偏高或不足时, 无功设备的补偿量可能与实际需求有较大的差别, 导致过补或欠补。

4 结束语

1 0 k V配电网络的无功补偿需结合系统本身的特点, 重点考虑补偿设备对系统侧的影响。为了提高电压质量, 降低无功损耗, 需结合供电网络中无功补偿设备的配置原则, 选择合理的补偿方式, 提高补偿效益, 解决补偿过程中的问题。

摘要：本文结合10kV配电网无功补偿设备的配置原则, 提出了现今电网系统中存在的几个问题, 以期引起相关部门重视, 为从业人员提供相应的理论研究依据。

关键词：10kV配电网,无功补偿,分析

参考文献