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浅谈电力系统无功功率补偿技术的几点思考(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/12/23 14:05:58   

  论文摘要:目前,国内电网采用的电容补偿技术主要是集中补偿与就地补偿技术。就地补偿技术主要适用于负荷稳定,不可逆且容量较大的异步电动机补偿(如风机、水泵等),其它各种场合仍主要采用集中补偿技术。本文简述我国电力系统无功补偿技术的现状及目前电力系统无功补偿存在的问题,提出今后我国无功补偿技术发展的方向:无功功率动态自动无级调节,谐波抑制。

  无功功率补偿装置的主要作用是:提高负载和系统的功率因数,减少设备的功率损耗,稳定电压,提高供电质量。在长距离输电中,提高系统输电稳定性和输电能力,平衡三相负载的有功和无功功率等。

  一、无功功率补偿的作用

  1、改善功率因数及相应地减少电费

  根据国家水电部,物价局颁布的“功率因数调整电费办法”规定三种功率因数标准值,相应减少电费:

  (1)高压供电的用电单位,功率因数为0.9以上。

  (2)低压供电的用电单位,功率因数为0.85以上。

  (3)低压供电的农业用户,功率因数为0.8以上。

  2、降低系统的能耗

  功率因数的提高,能减少线路损耗及变压器的铜耗。

  设R为线路电阻,ΔP1为原线路损耗,ΔP2为功率因数提高后线路损耗,则线损减少

  ΔP=ΔP1-ΔP2=3R(I12-I22)(1)

  比原来损失减少的百分数为

  (ΔP/ΔP1)×100%=1-(I2/I1)2.100%(2)

  式中,I1=P/(3U1cosφ1),I2=P/(3U2cosφ2)补偿后,由于功率因数提高,U2U1,为分析方便,可认为U2≈U1,则

  θ=[1-(cosφ1/cosφ2)2].100%(3)

  当功率因数从0.8提高至0.9时,通过上式计算,可求得有功损耗降低21%左右。在输送功率P=3UIcosφ不变情况下,cosφ提高,I相对降低,设I1为补偿前变压器的电流,I2为补偿后变压器的电流,铜耗分别为ΔP1,ΔP2;铜耗与电流的平方成正比,即

  ΔP1/ΔP2=I22/I12

  由于P1=P2,认为U2≈U1时,即

  I2/I1=cosφ1/cosφ2

  可知,功率因数从0.8提高至0.9时,铜耗相当于原来的80%。

  3、减少了线路的压降

  由于线路传送电流小了,系统的线路电压损失相应减小,有利于系统电压的稳定(轻载时要防止超前电流使电压上升过高),有利于大电机起动。

  二、我国电力系统无功补偿的现状

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