关于无功补偿的方法及技术发展趋势的研究

关于无功补偿的方法及技术发展趋势的研究

关于无功补偿的方法及技术发展趋势的研究张海啸刘春明(西南交通大学电气工程学院，四川成都 6 0 3 ) 10 1 摘要：随着电力网络的发展，无功功率对供电系统和负载的运行非常重要。为了提高电能质量、降低线损、高设备的利用率，提有必要对用

户端进行就地无功补偿。介绍了无功补偿的重要性和一些方法以及无功功率补偿技术的发展趋势。 关键词：电力网络；无功补偿；发展趋势

随着变配电网络的不断发展，用户对电网无功电源的要求与日俱增电力网中，要保持有功功率与无功功率的平衡，则将会否

配电线路：= 2 )△【大部分为输送无功负荷 Q产生： x (~4R,,变压器：= 5 0 R, x (~1 ) Q (~ 1) 5 0,变压器△ u几乎

使系统电压降低，电气设备出力不足，网络传输能力下降，耗增全为输送无功负荷 Q产生的。损 由此可知，若减少无功功率 Q,则有利于线路末端的电压稳加，重时会导致设备损坏，统解列。严系因此，决好网络无功补偿解问题，电网降损节能有着重要意义。对 定，有利于大电动机的启动。

1无功补偿的方法 台或多台低压电容器分散地与用电设备连接，它与用电设备共用套断路器。过控制保护装置与电机同时投切。即补偿适用于通随补偿个别大容量投切连续运行 (如大中型异步电动机 )的无功消一

3无功补偿功率技术的发展趋势电力有源滤波器 (cv o e ft,P )的基本原理如图 1 at e w r lrA F i p e i所不。—

()压个别补偿： 1低是根据个别用电设备对无功的需要量将单 3 1电力有源滤波器 .

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耗，以补励磁无功为主。

()压集中补偿：指将低压电容器通过低压开关接在配电 2低是…

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电力有源滤波器的交

流电路分为电压型和电流

变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，据根低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组运行，不到平滑的调节。做低压集中补偿的优点：接线简单、 运行维护工作量小，无功就地平衡，而提高配变利用率，低使从降网损，具有较高的经济性，目前无功补偿中

常用的手段之一。是 ()压集中补偿：指将并联电容器组直接装在变电所 6 3高是~ 1 V高压母线上的补偿方式。 0 k适用于用户远离变电所或在供电线:

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型。目前实用的装置 9% 0以上为电压型。从与补偿

对象的连接方式来看， 电力有源滤波器可以分为并联型和串联型。并联型中 j补电i令偿i h r指￣ -流！;器

有单独使用、C滤波器混 L图 1电力有源滤波器的基本原理图合使用及注入电路方式，

目前，并联型占使用装置的大多数。 路的末端，户本身又有一高压负荷时，以减少对电力系统无功用可电力有源滤波器仍存在一些问题，电流中的高次谐波，台如单的消耗并可起到一定的补偿作用，补偿装置根据负荷的大小自动容量低，本较高等。随着电力半导体器件向大容量、成高频化方向 投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致发展，这类既能补偿谐波又能补偿无功的装置必然有很好的发展电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。 前景。

2无功补偿的效益

32综合潮流控制器 .

综合潮流控制器 (n e w r o nrl rU F )一个 ui d i o f p efwc t l,PC将 l o oe在电力系统中，电网传输功率分有功功率和无功功率。电网的由晶闸管换流器产生的交流电压串入并叠加在输电线相电压上， 自然平均功率因数在 O O .之间。企业消耗无功功率占总的 .~O 5 7 8使其幅值和相角皆可连续变化，从而实现线路有功和无功功率的无功功率的 6%￣7%,占有功功率的 6%￣9%, 0 0约 0 0若把功率因 准确调节，并可提高输送能力以及阻尼系数震荡。U F P C的基本结数提高到 O9左右， . 5则无功消耗只占有功消耗的 3%左右。由于 0构与 S G类似，别是其输出变压器串联接入输电线。仿真研究 V区减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。 结果表明： P C具有良好的效果与功能。 UF () 1节省企业电费开支。高功率因数对企业的直接经济效益提很明显，电价目录中，在利用调整电

价来节省企业的电费开支。 4 ()高设备的利用率。对原有的设备来说，同样的有功功 2提在结语本文集中讨论了无功补偿的一些方法与无功补偿技术的发展

率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此，向负荷传送功率所用的供配电设备的利用率高了，可减少设备投资费用和基本电费。 () 3降低系统的能耗。补偿前后系统传送的有功功率不变， P/cs由于 CS提高，偿后的电压 U=U o咖， O补 2稍大于补偿前电压 u1为分析问题方便，认为 U￣U1从而导出/ o l2 s 2,可 2,, s=c 。 c i o 即 I/ O￣# o。 i 2 S cs,/-￣这样线损 P减少的百分数为：A/= I/×10 (一 o‘ lc s 2×10当功率￣ (一 ) 0%= 1c s/o ) 0%, A 因数从 O7~0 5提高到 09 . O . 8 . 5时，由上式求得有功损耗将降低2%~ 45。 O%.

趋势。随着大功率电力电子器件技术的高速发展，未来的功率器件容量将逐步提高，应用有源滤波器进行谐波抑制，以及应用柔性交流输电系统技术进行无功功率补偿，必将成为今后电力自动化系统的发展方向。f考文献】参 []配电网新设备与新技术编写组. 1配电网新设备与新技术.北京：中国水利水电出版社，0 6 2 0[]王锡凡. 2现代电力系统分析.北京：学出版社，0 3科 2 0收稿日期： 0 00— 1 2 1— 3 3

()善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，设 4改假线路电阻和电抗为 R、则电压损失为： Q, △ U ( Q ×1 k )部分损失：= / 0 (V两 荷 P产生的； 一输送无功负荷 Q产生的； Q 一输送有功负作者简介：张海啸 (9 5)男， 1 8一，甘肃酒泉人，士研究生，硕研究方

向：电力系统自动化。

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