電網(wǎng)的無功補償與電壓調(diào)整

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1、輸電網(wǎng)的無功補償與電壓調(diào)整

　　輸電網(wǎng)多數(shù)無直供負(fù)載，一般不為調(diào)壓目的而設(shè)置無功補償裝置。參數(shù)補償多用于較長距離的輸電線路，有串聯(lián)補償（又稱縱補償）與并聯(lián)補償（又稱橫補償）之分。電壓支撐則多用于與地區(qū)受電網(wǎng)絡(luò)連接的輸電網(wǎng)的中樞點。

　　1.1電抗器補償

　　電抗器是超高壓長距離輸電線路的常用補償設(shè)備，用以補償輸電線路對地電容所產(chǎn)生的充電功率，以抑制工頻過電壓。電抗器的容量根據(jù)線路長度和過電壓限制水平選擇，其補償度（電抗器容量與線路充電功率之比）國外統(tǒng)計大多為70-85，個別為65，一般不低于60。電抗器一般常設(shè)置在線路兩端，且不設(shè)斷路器。

　　1.2串連電容補償

　　串聯(lián)電容用來補償輸電線路的感抗，起到縮短電氣距離提高穩(wěn)定性水平和線路的輸電容量的作用。串聯(lián)電容器組多為串、并聯(lián)組合而成，并聯(lián)支數(shù)由線路輸送容量而定，串聯(lián)個數(shù)則由所需的串聯(lián)電容補償度（串聯(lián)電容的容抗與所補償?shù)木€路感抗之比）而定。串聯(lián)電容補償一般在50以下，不宜過高，以免引起系統(tǒng)的次同步諧振。輸電網(wǎng)中因阻抗不均而造成環(huán)流時，也可用串聯(lián)電容來補償。日本在110kV環(huán)網(wǎng)中就使用了串聯(lián)電容補償。

　　1.3中間同步或靜止補償

　　在遠距離輸電線路中間裝設(shè)同步調(diào)相機或靜止補償裝置，利用這些裝置的無功調(diào)節(jié)能力，在線路輕載時吸收線路充電功率，限制電壓升高；在線路重載時發(fā)出無功功率，以補償線路的無功損耗，支持電壓水平，從而提高線路的輸送容量。中間同步或靜止補償通常設(shè)在線路中點，若設(shè)在線路首末端，則調(diào)節(jié)作用消失。

　　輸電網(wǎng)的電壓支撐點與調(diào)壓輸電網(wǎng)與受電地區(qū)的低一級電壓的電網(wǎng)相聯(lián)的樞紐點，常設(shè)置有載調(diào)壓變壓器或有相當(dāng)調(diào)節(jié)與控制能力的無功補償裝置，或者二者都有，以實現(xiàn)中樞點調(diào)壓，使電網(wǎng)的運行不受或少受因潮流變化或其他原因形成的電壓波動的影響，在電網(wǎng)發(fā)生事故時起支撐電壓的作用，防止因電網(wǎng)電壓劇烈波動而擴大事故。

　　電壓支撐能力的強弱，除與補償方法和補償容量大小有關(guān)外，更與補償裝置的調(diào)節(jié)控制能力和響應(yīng)速度有關(guān)。并聯(lián)電容器雖是常用而價廉的補償設(shè)備，但其無功出力在電壓下降時將按電壓的平方值下降，不利于支撐電壓。大量裝設(shè)并聯(lián)補償電容器反而有事故發(fā)生助長電網(wǎng)電壓崩潰的可能性。采用同步調(diào)相機和靜止無功補償裝置輔以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)控制，是比較理想的支撐電壓的無功補償設(shè)備。近年來，國內(nèi)外均注重靜止補償裝置的應(yīng)用。

　　2、配電網(wǎng)的無功補償與電壓調(diào)整

　　以相位補償和保證用戶用電電壓質(zhì)量為主。

　　2.1相位補償亦稱功率因數(shù)補償

　　用電電器多為電磁結(jié)構(gòu)，需要大量的勵磁功率，致使用戶的功率因數(shù)均為滯相且較低，一般約為0.7左右。勵磁功率——滯相的無功功率在配電網(wǎng)中流動，不僅占用配電網(wǎng)容量，造成不必要的損耗，而且導(dǎo)致用戶電壓降低。相位補償是以進相的無功補償設(shè)備（如并聯(lián)電容器）就近供給用戶或配電網(wǎng)所需要的滯相無功功率，減少在配電網(wǎng)中流動的無功功率，降低網(wǎng)損，改善電壓質(zhì)量。中國對大電力用戶要求安裝無功補償裝置，補償后的功率因數(shù)不得低于0.9。

　　2.2電壓調(diào)整

　　為保證用電電器有良好的工作電壓，避免受配電網(wǎng)電壓波動的影響，配電網(wǎng)需要進行電壓調(diào)整。配電網(wǎng)電壓調(diào)整的措施包括：中心調(diào)壓、調(diào)壓變壓器調(diào)壓和無功補償調(diào)壓。

　　2.2.1利用地區(qū)發(fā)電廠或樞紐變電所進行中心調(diào)壓

　　這種措施簡單而經(jīng)濟方便，但它只能改變整個供電地區(qū)的電壓水平，不能改善電壓分布。當(dāng)供電地區(qū)的地域比較廣闊、供電距離長短懸殊時，中心調(diào)壓措施往往不能兼顧全區(qū)，有顧此失彼的缺點。

　　2.2.2調(diào)壓變壓器調(diào)壓

　　可彌補中心調(diào)壓方式的不足，進行局部調(diào)壓。調(diào)壓變壓器有有載調(diào)壓變壓器、串聯(lián)升壓器和感應(yīng)調(diào)壓器三種。有載調(diào)壓變壓器與感應(yīng)調(diào)壓器一般用于特定負(fù)荷點，串聯(lián)升壓器則用于供電線路。

　　調(diào)壓變壓器的調(diào)壓作用是靠改變電力網(wǎng)的無功潮流來實現(xiàn)的。它本身不僅不產(chǎn)生無功功率，而且還因本身勵磁的需要而消耗無功功率。當(dāng)電網(wǎng)的無功電源不足時，調(diào)壓變壓器的調(diào)壓效果不顯著。相反地，若調(diào)壓變壓器裝設(shè)過多，將加重配電網(wǎng)的無功功率消耗，拉低全網(wǎng)電壓水平，增大網(wǎng)損，降低并聯(lián)電容器的無功出力，嚴(yán)重時有可能造成惡性循環(huán)的趨向。

　　2.2.3無功補償調(diào)壓

　　由于增加了電力網(wǎng)的無功電源，能起到改善電網(wǎng)電壓的作用。裝設(shè)于變電所內(nèi)的無功補償裝置，還可采用分組投切的辦法，對供電地區(qū)實行中心調(diào)壓。

　　串聯(lián)電容補償，可用于配電網(wǎng)中進行局部調(diào)壓。距離較長的重載線路，使用串聯(lián)電容補償，效果較好。因其調(diào)壓作用是由線路滯相電流流過串聯(lián)電容而產(chǎn)生的電壓升高來實現(xiàn)的。故線路負(fù)載愈重，功率因數(shù)愈低，串聯(lián)電容補償調(diào)壓的作用愈顯著。這種調(diào)壓作用隨線路負(fù)載的變化而變化，具有自行調(diào)節(jié)的功能。串聯(lián)電容器所產(chǎn)生的無功功率，也增加了電力網(wǎng)的無功電源，可改善電力網(wǎng)的電壓水平。串聯(lián)電容能使線路受端的電動機產(chǎn)生自勵磁現(xiàn)象，在設(shè)計、使用時，需采取預(yù)防措施。