無功補(bǔ)償裝置在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

眾所周知,在10kV以下配電系統(tǒng)的無功消耗總量中,配電變壓器約占30%,低壓用電設(shè)備約占65%,由此可見,在低壓配電系統(tǒng)中實(shí)施無功補(bǔ)償十分必要。從理論計(jì)算和實(shí)踐中證明,低壓無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效果最佳,綜合功能最強(qiáng),是值得推廣的一種節(jié)能措施。

　　一個理想的配電系統(tǒng),電能質(zhì)量指標(biāo)總是以某一恒定的頻率值和電壓值來表示,并以此向用戶供電。但在當(dāng)今現(xiàn)代企業(yè)和運(yùn)輸部門中,非線性電力負(fù)荷大量增加,特別是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,晶閘管整流和換流技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用,如:礦山、鋼結(jié)構(gòu)加工、冶金等企業(yè)大量使用晶閘管整流電源,工業(yè)生產(chǎn)中大量使用變頻調(diào)速裝置,電氣化鐵路中采用交流單相整流供電機(jī)車,高壓大容量直流輸電中的換流站等均屬于非線性電力負(fù)荷。此外電網(wǎng)中大量運(yùn)行的變壓器,也是重要的非線性負(fù)荷。

　　海工青島基地每年18萬結(jié)構(gòu)噸的鋼材加工能力,產(chǎn)品覆蓋中國各海域的淺、深水油氣田工程設(shè)施制造,并輻射澳洲、東南亞、中東、西非、南美等市場。基地內(nèi)生產(chǎn)用焊接電焊機(jī)幾千臺,對低壓配電系統(tǒng)電容補(bǔ)償及諧波抑制裝置提出了一定要求。結(jié)合生產(chǎn)情況,在無功補(bǔ)償裝置的選型上,各分變電所選用了TSC系列動態(tài)補(bǔ)償裝置,角星接線方式互補(bǔ)、動態(tài)跟蹤低壓系統(tǒng)進(jìn)線電流值,在近年生產(chǎn)實(shí)際使用中起到了良好的效果。

　　1無功功率(ReactivePower)

　　在交流電路中,由電源供給負(fù)載的電功率有兩種:一種是有功功率,另一種是無功功率。

　　有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率,也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。

　　無功功率比較抽象,它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換,并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功,而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備,要建立磁場,就要消耗無功功率。比如40瓦的日光燈,除需40多瓦有功功率(鎮(zhèn)流器也消耗部分有功功率)來發(fā)光外,還需80乏左右的無功功率供鎮(zhèn)流器線圈建立交變磁場用。由于它不對外作功,才被稱之為“無功”。

　　無功功率決不是無用功率,它的用處很大。在正常情況下,用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率,同時還需要從電源取得無功功率。如果配電系統(tǒng)中無功功率供不應(yīng)求,用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場。那么,這些用電設(shè)備就不能維持在額定工況下工作,端電壓下降,從而影響設(shè)備正常運(yùn)行。

　　由發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功功率,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需求,所以在配電系統(tǒng)中設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率,以保證用戶設(shè)備對無功功率的需求,這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。

1TSC可控硅動態(tài)無功功率補(bǔ)償器

　　采用大功率可控硅組成的無觸點(diǎn)開關(guān),對多級電容器組進(jìn)行無觸點(diǎn)、無涌流、無過渡投切。能根據(jù)負(fù)荷無功功率的大小及功率因數(shù)的實(shí)際運(yùn)行水平自動投切,動態(tài)補(bǔ)償無功功率,響應(yīng)速度小于20ms,保證系統(tǒng)功率因數(shù)在0.9以上,抑制諧波,改善電壓質(zhì)量,減少線路損耗,提高電氣設(shè)備工作效率。

　　適合于三相對稱性負(fù)荷的實(shí)時功率因數(shù)補(bǔ)償,對三相負(fù)荷進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償;觸發(fā)采用光電觸發(fā)方式,實(shí)現(xiàn)一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)隔離,解決諧波干擾問題,高可靠性,控制簡單;系統(tǒng)電流過零投切,電容投切過程中無涌流沖擊、無操作過電壓、無電弧重燃現(xiàn)象。

　　3.2諧波抑制

　　動態(tài)抑制系統(tǒng)諧波,針對電力系統(tǒng)諧波源影響,采用光觸發(fā)控制和諧波抑制技術(shù),安全運(yùn)行?？刂破?、電抗器、驅(qū)動器特殊設(shè)計(jì),選用串聯(lián)電抗器,從根本上解決與系統(tǒng)發(fā)生串聯(lián)、并聯(lián)諧振,避免使諧波放大,實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償和諧波抑制并舉的功能。

　　3.3控制器

　　全數(shù)字化、液晶顯示,具有聯(lián)網(wǎng)通訊功能,控制具有高可靠性,操作簡單,有良好的人機(jī)界面。與系統(tǒng)連接時,不需考慮交流系統(tǒng)相序,不會因?yàn)橄嘈蚪渝e而帶來燒壞可控硅或其他器件的現(xiàn)象;正面柜門上顯示,不用開門即可進(jìn)行控制器參數(shù)設(shè)置、調(diào)整,保護(hù)操作人員人身安全。