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深析无功补偿技术应用于电气自动化

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深析无功补偿技术应用于电气自动化

发布日期:2017-08-14 作者: 点击:

深析无功补偿技术应用于电气自动化


 1、无功补偿技术


  所谓的无功补偿技术就是通过在用电设备或者变电站增设无功功率电源来改变系统中无功功率的流动,从而有效的降低损耗的技术。


  1.1无功补偿技术的研究现状


  引言中提到的无功功率大、谐波含量大以及注入电力系统的负序等问题不仅是困扰当前中国的难题,也是世界电气自动化的难题。近年来国内外许多的国家为了克服这些问题进行了不懈的探索,也取得了许多的成果,其中较为有影响的是原苏联的1000-3—6IEC:1996、英国的ERG5/3和ERG5以IEEE Std 51。我国在结合外国的先进技术也制定了相关的标准,并且提出了多种无功补偿的方案,其思路是通过提高功率因数,降低负序以及构建滤波通路,减少谐波成分。


  1.2无功补偿的作用


  (1)首先也是最为重要的是提高电网以及负载的功率因数,从而减少不必要的电能损失;


  (2)通过稳定电网的供电电压而提高电网的质量。在较长距离的输电线路中通过安装动态的无功补偿装置可以提高系统的抗干扰能力以及系统的输电力;


  (3)针对于三相负载不平衡的情况可以起到平衡的作用;


  (4)通过增设静止无功补偿器还可以实现改善电网电压波、解决负序及减小谐波分量的功能。


  1.3无功补偿技术存在的问题


  (1)无功补偿的容量配置由于变电站不能根据负荷的变化而做出相应的调整,致使高负荷时的功率因数过低,而低负荷时又出现过补偿的情况。


  (2)无功向配电网倒送的现象致使电网的损耗增加、电压偏高。


  (3)电容器尽管可以抵消一部分的谐波,但是当谐波的成分较多就会影响电容的寿命。当电容器不能有效的减小谐波时,其自身的放大作用反而会增大谐波强度。


  (4)大量的无功潮流从发电厂经过高压变电站输电站到达中低变压站,致使大量无功功率的远距离输送。


  1.4无功补偿技术的实现途径


  常见的有真空断路器投切电容器、有源滤波器、LC无源滤波器、并联混合型有源滤波器以及下文将要提到的几种,这里先不做论述。


  2、无功补偿技术在工业企业自动化中具体应用


  2.1具体的应用方式


  电能质量是供电设计及运行质量的评价标志,而电压又是电能质量的重要标志。南京汽轮电机(集团)公司是一个大中型企业,以机械加工为主,大型数控机床设备比比皆是,变频技术在大型机床上的运用已是现代工业自动化的趋势。而变频系统产生的后果是:引起电压的严重的偏移与波动;出现大规模的非线性负荷,进而导致高次的谐波,使得当地的供电波形变形。具体解决办法是:可以通过在大型机床上装设无功补偿滤波装置,补偿装置由相互串联的电容器与电抗器组成,然后接在机床的主回路中。合理地选用电抗器可以消除由变频系统产生的高次谐波,采用无涌流电容投切器就地补偿,可以提高功率因数。低压补偿装置的运用可以降低成本(相对于6kV高压补偿装置),就地补偿可以提高补偿的可靠性,有效改善线路损耗。


  2.2无功补偿技术的实现途径和各自特点


  (1)有源滤波器与无源滤波器结合:这一技术尽管处于研究阶段,但是它可以充分的利用无源补偿的大容量以及有源补偿的可控性、灵活性。


  (2)由电容器、固定滤波器以及电抗器三者配合。其特点是使用的晶闸管通道使得电气寿命在理论上不受限制,具体的使用中也可以通过加装来提供稳定的无功功率以及实现滤波。


  (3)真空断路器投切电容器。其突出的优势是投资小、工艺简单;其缺点也是显而易见的:电容器在合闸时产生较高的电压,致使设备受损,加上开关的寿命有限,从而影响了动态补偿功能。


  (4)固定滤波器及晶闸管调节器结合。这种途径的优势是:晶闸管数量需求少、滤波器可以作为长期的投入、响应的速度较快。但是其缺点是会产生谐波。


  (5)可控的饱和电容器与固定的滤波器。其优势是滤波支路可以作为长期的投入,但是要产生谐波、噪声以损耗。


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