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      變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式探析

      2019-09-10 16:35:06胡玲華
      關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)方式

      胡玲華

      摘要:在經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展過(guò)程中,電網(wǎng)建設(shè)與電網(wǎng)普及覆蓋面不斷擴(kuò)大,但是由于我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)起步較晚,易出現(xiàn)供電不良、供電分布不均等現(xiàn)象,這對(duì)城市用電造成了一定的影響,而無(wú)功傳輸可以減少電網(wǎng)電壓輸送損耗,因此為了能夠更好的提高電網(wǎng)電能輸送量,為居民用電量提供有效保障,加強(qiáng)變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)方式研究就顯得越發(fā)重要。在本文中筆者將對(duì)變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)方式進(jìn)行深入分析。

      關(guān)鍵詞:變電設(shè)計(jì);無(wú)功補(bǔ)償裝置;設(shè)計(jì)方式

      1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾?/p>

      無(wú)功補(bǔ)償主要是將具有感性功率負(fù)荷和容性功率負(fù)荷的裝置進(jìn)行有效地結(jié)合,使其在同一電路上進(jìn)行相互作用,能夠有效提高能量轉(zhuǎn)化的實(shí)際效果,增強(qiáng)電力運(yùn)行的整體效果。感性負(fù)荷工作將其所需要的一些無(wú)用功率通過(guò)可有容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償在實(shí)際的運(yùn)行中,主要是指將原來(lái)使用的無(wú)功功率進(jìn)行轉(zhuǎn)化,這些無(wú)功功率主要是通過(guò)變壓器或者電網(wǎng)進(jìn)行提供的,對(duì)于電力運(yùn)行具有重要影響,而在將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化之后,能夠使其通過(guò)交流電力的電容器進(jìn)行提供。通常情況下,電流負(fù)荷為感性狀態(tài),不論是工業(yè)負(fù)荷還是民用負(fù)荷,從電路運(yùn)行的實(shí)際情況來(lái)看,電感負(fù)載是需要大量無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?。無(wú)功功率在電力系統(tǒng)的運(yùn)行當(dāng)中,主要有兩條補(bǔ)償路徑:一種是由補(bǔ)償電容器進(jìn)行提供的,另一種是由輸電系統(tǒng)進(jìn)行提供的。這兩種補(bǔ)償方式雖然不同,但是在實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中,這兩種補(bǔ)償方式能夠起到良好的作用,發(fā)揮良好的效果,體現(xiàn)在電力系統(tǒng)當(dāng)中,主要是都能夠提供良好的無(wú)功功率。

      2 無(wú)功補(bǔ)償在變電設(shè)計(jì)中的重要性

      異步電動(dòng)機(jī)和變壓器等電力系統(tǒng)中非常常見(jiàn)的設(shè)備和普遍的用電設(shè)備都屬于感性負(fù)荷設(shè)備,這些設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中需要無(wú)功功率的提供。無(wú)功電源主要可以分為發(fā)電機(jī)、靜電電容器、靜止補(bǔ)償器和同步調(diào)相機(jī)等。生產(chǎn)無(wú)功功率基本上是不需要任何能量的,但是無(wú)功功率在沿著電力系統(tǒng)的輸電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生非常大的有功功率的消耗和電壓的損失。發(fā)電廠如果把這些無(wú)功功率直接提供給用戶的話,會(huì)因?yàn)檩旊娋€路上損耗大量的電能和電壓造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)發(fā)電企業(yè)發(fā)展產(chǎn)生不良的影響。為了避免這種情況的發(fā)生,最大程度上的減少無(wú)功功率在輸電線路輸送過(guò)程中的損耗,有效的增大配電設(shè)備的工作效率應(yīng)該采用“分級(jí)補(bǔ)償,就地平衡”的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備配置方式,對(duì)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行合理的配置。通過(guò)對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償裝置合理的分配以及改變電網(wǎng)的無(wú)功潮流分布,可以極大程度的減少有功功率和電壓在電力輸送過(guò)程中的損耗,達(dá)到改善居民和企業(yè)用電質(zhì)量的目的,同時(shí)也能減少供電單位的經(jīng)濟(jì)損失。

      3 變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式

      3.1 調(diào)相機(jī)設(shè)計(jì)

      在進(jìn)行變電設(shè)計(jì)無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)時(shí),調(diào)相機(jī)設(shè)計(jì)是以往最常使用的一種設(shè)計(jì)方式,具體而言,調(diào)相機(jī)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方式應(yīng)用過(guò)程中,主要是利用了同步調(diào)相機(jī)這一裝置設(shè)備,此種裝置設(shè)備與發(fā)電機(jī)的原理大致相同,是通過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行作用讓電力系統(tǒng)中接收到無(wú)功功率,而當(dāng)欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí),電力系統(tǒng)又可以將感性電磁再次傳輸出去,這樣就實(shí)現(xiàn)最佳的無(wú)功負(fù)荷運(yùn)行效果。因此在進(jìn)行調(diào)相機(jī)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí),重要的就是對(duì)勵(lì)磁運(yùn)行裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,從而實(shí)現(xiàn)同步調(diào)相機(jī)對(duì)裝置中無(wú)功功率電壓的吸收或者輸出,為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供最大限度的保障。但是值得注意的是,在進(jìn)行調(diào)相機(jī)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí),由于同步調(diào)相機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)式機(jī)械,在運(yùn)用的過(guò)程中有功損耗比較大,因此若是使用的同步調(diào)相機(jī)容量比較小,易造成成本方面的浪費(fèi),因此在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行需求量不斷增加的今天,利用調(diào)相機(jī)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)還應(yīng)不斷進(jìn)行改進(jìn)。

      3.2 電容器設(shè)計(jì)

      在無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)程當(dāng)中優(yōu)化運(yùn)用電容器裝置,其對(duì)應(yīng)原理主要為,在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)并聯(lián),促使容性負(fù)載得以提升,而后從系統(tǒng)進(jìn)行容性功率的吸收以及輸出,使得線路與感性負(fù)荷針對(duì)感性無(wú)功功率所提出要求實(shí)現(xiàn)滿足,進(jìn)而獲取良好的無(wú)功補(bǔ)償成效?;陔娙萜鲬?yīng)用展開(kāi)無(wú)功補(bǔ)償,普遍僅僅需求相對(duì)較少的一次性運(yùn)行投資成本費(fèi)用,加之調(diào)試安裝相對(duì)便捷且實(shí)際產(chǎn)生損耗較低、工作運(yùn)行成效高,既可完成集中使用,又可進(jìn)行分散裝設(shè)?,F(xiàn)如今,縱觀我國(guó)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行,已然基于并聯(lián)電容器使用受限約百分之九十的無(wú)功補(bǔ)償容量。但是,此類裝置進(jìn)行提供的無(wú)功功率以與對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)值的平方呈現(xiàn)正比關(guān)系,即為,若降低節(jié)點(diǎn)電壓,提升無(wú)功功率時(shí),其進(jìn)行提供的系統(tǒng)無(wú)功功率隨之減少,由此可見(jiàn),但就補(bǔ)償效果獲取來(lái)說(shuō),在改變系統(tǒng)電壓的時(shí)候,此類裝置通常難以獲取良好補(bǔ)償成效。

      3.3 電抗器設(shè)計(jì)

      利用電抗器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償,電抗器設(shè)計(jì)主要就是將電抗器并聯(lián)在一起,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償效果,應(yīng)用此種設(shè)計(jì)方式可以增加感性無(wú)功功率,從而起到平衡電力系統(tǒng)容性無(wú)功功率與感性無(wú)功功率的作用,因此電抗器無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方式在一些輸送功率比較小,負(fù)荷比較輕的電網(wǎng)系統(tǒng)中,具有很好的無(wú)功補(bǔ)償效果,同時(shí)對(duì)于早期的電網(wǎng)系統(tǒng)以及一些新建的電網(wǎng)系統(tǒng)中,都可以進(jìn)行使用[5]。但是在應(yīng)用電抗器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí),若是導(dǎo)線中的電容性使容性充電功率提升,從而導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)中的感性無(wú)功功率降低,在進(jìn)行電抗器設(shè)計(jì)時(shí),必須要保障電壓水平衡,維持系統(tǒng)中的無(wú)功平衡率,這樣才能防止電力系統(tǒng)內(nèi)部的電壓增大,從而對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全造成影響。

      3.4 靜止無(wú)功發(fā)生器設(shè)計(jì)

      在電力技術(shù)不斷進(jìn)步的條件下,電力系統(tǒng)開(kāi)始使用靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置,這種裝置使用的線路是自變換變流,其實(shí)質(zhì)就是靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG),也被稱作靜止同步補(bǔ)償器,屬于第三代無(wú)功補(bǔ)償裝置。。因?yàn)镾VG使用的是全控制器件,可以隨便控制其交流上電壓的相位,即使交流上電壓的幅值會(huì)因?yàn)橹绷魃想妷悍涤绊?,但是還是可以在限定的范圍進(jìn)行控制。因此,能利用控制交流上電壓幅值以及相位進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行改變,也就是說(shuō),能完成交流上電流相位超過(guò)或落后電網(wǎng)電壓相位90°,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸出和吸收無(wú)功功率的效果。假如忽視無(wú)功發(fā)生器產(chǎn)生的損耗,那與系統(tǒng)就不存在有功交換,只有無(wú)功交換,直流上電容電壓也會(huì)維持不變。只有當(dāng)SCG啟動(dòng)的時(shí)候,吸收足夠的有功功率,然后對(duì)電容進(jìn)行充電,才會(huì)建立直流電壓。在正常運(yùn)行過(guò)程中,因?yàn)榇嬖趽p耗,電網(wǎng)電壓和電流矢量無(wú)法垂直,就要向電網(wǎng)吸收有功功率來(lái)補(bǔ)償SVG的損耗。

      4 無(wú)功補(bǔ)償裝置發(fā)展前景分析

      隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電力系統(tǒng)的不斷更新,無(wú)功補(bǔ)償成為維護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要舉措。系統(tǒng)的管理者與執(zhí)行者需要提高自身電力及其自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備,專業(yè)素質(zhì)與自身實(shí)踐相結(jié)合,更好地發(fā)展無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)十分復(fù)雜,需對(duì)電流和電壓進(jìn)行同步嚴(yán)格控制。隨著電力市場(chǎng)的慢慢發(fā)展,無(wú)功補(bǔ)償已經(jīng)成為主要改革的方向,本著為人民服務(wù)又節(jié)省各種費(fèi)用,從如今的發(fā)展模式來(lái)看電力市場(chǎng)已經(jīng)發(fā)生了一些變化,再利用一些有利產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)開(kāi)發(fā)和擴(kuò)張,一系列的改變都是為以后的發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ),而引領(lǐng)整個(gè)市場(chǎng)發(fā)展的關(guān)鍵就在于優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)的產(chǎn)品,那就是無(wú)功補(bǔ)償,是一款帶來(lái)許多效益的產(chǎn)品,既科學(xué)又實(shí)用、安全的系統(tǒng),充分利用其多功能的利用價(jià)值全方位地服務(wù)群眾,并不斷地提高服務(wù)質(zhì)量,為整個(gè)電力服務(wù)行業(yè)增加動(dòng)力。同時(shí)減少電功率的損失量,降低運(yùn)行成本,保證電壓的穩(wěn)定,增加用電安全。

      綜上所述,在城市化進(jìn)程快速發(fā)展的過(guò)程中,城市用電量需求不斷加大,因此易出現(xiàn)供電不良、供電分布不均現(xiàn)象,而無(wú)功傳輸可以減少電網(wǎng)電壓輸送損耗,為此能夠更好的推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)穩(wěn)健發(fā)展,加強(qiáng)變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式研究至為重要。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 湯少?gòu)?變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2016(15):70-71.

      [2] 聶寧.變電設(shè)計(jì)中無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方式探析[J].通訊世界,2015(05):124-125.

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