电力系统电压无功管理初探 电力系统无功电压自动控制

来源:数码 发布时间:2019-05-15 04:05:33 点击:

  摘要:本文主要研究电力系统无功补偿与电压质量的关系,并从实用的角度分析运用合理的管理方式,实现有效的电压控制和无功补偿。在此基础上,就如何保障电压质量、加强电压和无功管理,提出了一些可行的措施。
  关键词:无功无功补偿 电网电压
  中图分类号: U665.12文献标识码:A文章编号:
  1 前言
  电力系统的无功补偿与无功平衡,是保证电压质量的基本条件。有效的电压控制和合理的无功补偿,不仅能保证电压质量,而且提高了电力系统运行的稳定性、安全性和经济效益。因此,两者是不可分割的。无功补偿应尽量按分区、分层、分站进行无功补偿,做到就地平衡,以达到减少无功潮流的目的。不同电压等级的变电站一般均应配置可投切的无功补偿设备;对10 kV 及以下配电线路,可适当分散配置380 V 并联电容器,其容量约为配变容量的0.05~0.10;所有电力用户均应按《全国供用电规则》中的有关规定装设无功补偿设备使其功率因数达到规定值;在电网电压支撑点和枢纽变电站中应有适当的无功补偿备用容量,以便适应在运行方式变化及事故时维持合格电压的要求。
  2 无功与电压
  2.1 负荷的电压静态特性
  负荷的电压静态特性是指在频率恒定时,电压与负荷的关系,即U=f(P,Q)的关系。其中无功负荷与电压之间的变化关系较为重要,因为在电压变化时,无功负荷的变化远大于有功负荷的变化,而且无功负荷变化引起的电压波动也远较有功负荷大。
  2.1.1 有功负荷的电压静态特性
  有功负荷的电压静态特性决定于负荷性质及各类负荷所占的比重。同步电动机的负荷完全与电压无关,感应电动机(由于滑差的变化很小)的负荷基本上与电压无关,因此可以将同步电动机及感应电动机的有功负荷近似地看作与电压零次方呈正比,为了简化计算,近似地将这类负荷都看作与电压的平方呈正比;电力线路损失在输送功率不变的条件下,与电压的平方呈反比(变压器的铁损与电压的平方成正比,因其占总网损的一小部分,故忽略不计)。
  2.1.2 无功负荷的电压静态特性
  异步电动机是系统中无功功率的主要消耗者,它决定着系统无功负荷的电压静态特性。除电动机外,变压器、输电线路也消耗一部分无功功率。系统的无功负荷静态特性实际上是各种无功负荷的综合电压静态特性。
  2.2 无功对电压和线损的影响
  2.2.1 无功与电压
  在交流线路中,由于线路电阻和电抗的存在,在通过负荷功率时,在线路的电阻和电抗上就会产生压降,由于负荷电流中存在着有功分量iR 和无功分量iL,无功电流IL 的存在,使总电流值加大。
  可以简化为ΔU=iPR+iQX。
  当线路输送的有功功率一定时,电压的损耗主要决定于无功功率;如果负荷的无功电流过大,在线路上会产生较大的压降,会使线路末端电压较低,电压过低对用电设备会有严重的影响。在电网电压偏低时,能否单纯靠调整变压器分头(包括无励磁调压和有载调压)来提高电压?在调压幅度不大,电网有足够无功容量时是可以的;但如果电网缺乏无功,变压器分接头上调,将会引起下一级变压器和用电设备吸收更大的无功功率,由于无功差额增大将引起电压进一步下跌。因此,维持电压水平的根本措施是增加电网的无功容量。
  2.2.2 无功对电压的影响
  (1)根据负荷的电压静态特性,当一个地区无功过剩时,电压
  将升高,无功不足时电压将降低,故无功不平衡将引起电压偏移。
  (2)由于无功潮流在电网中的流动,产生电压的降落,造成电压偏
  移,ΔV=Q·X。(3)由于无功负荷的变化,将引起电压降的变动,一般可用ΔV%≈ΔQ/Ps 来计算(ΔQ 为变动的无功负荷量;Ps 为该结点的短路容量)。
  3 电力系统电压调整手段及相关的管理措施综述
  3.1 调压方式
  电压是电能质量的重要指标之一。传统的电能质量包含频率、电压和可靠性三个方面。随着科学技术的不断进步和发展,人们对电能质量有了更全面的认识和更高的要求。电压质量对电网的安全与经济运行,对保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有重要影响。
  3.2 调压方法
  电压调整是一个复杂的问题,因为整个系统的每个结点的电压都不相同,用户对电压的要求也不一样,所以不可能在系统一、二处调整就能满足每一个结点的电压要求。电压的调整应根据系统的要求视不同情况采用不同方法。加强网架建设、完善电网结构、优化无功电源配置,是做好地区电网电压质量调控工作的基本条件。电压调整的方法具体有:
  (1)增减无功功率进行电压调整,如调相机、并联电容器、并联电抗器的调压;
  (2)改变有功和无功的重新分布进行电压调整,如调压变压器、改变变压器分接头的调压;
  (3)改变网络参数进行电压调整,如串联电容器、停投并列运行变压器的调压。
  3.3 相关的管理措施
  事实上,电压调整是一个比频率调整更为复杂的问题,也是电力需求侧管理的一项重要内容。电网的无功补偿和调压手段,是保证电压质量的基本条件。但忽视了用户这一重要环节,也很难真正把电压调控好。
  (1)合理安排电网运行方式,做好无功功率平衡的日、月、季、年
  的平衡计划,是做好电网无功功率分层、分区、就地平衡的基础工作。
  (2)电网每一结点电压质量的好坏除了与调压设备有关外,与电网调度员及变电站运行人员对电压的监视和及时调整也关系重大。
  为了做好调压工作,调度部门要合理安排电网的运行方式,并切实做好下列准备工作:1)编制全网日、周、月、季、年无功负荷曲线;2)编制全网各县区无功平衡表;3) 编制与下达骨干水电站及枢纽变电所的无功电压曲线或无功负荷曲线;4)编制电压监视点的电压曲线;5)合理选择各发电站及中枢点变压器的分接头。
  4结束语
  电压和无功管理是电网技术管理的重要内容,对经济发展、人们的生活关系紧密,影响重大,因此,加强无功管理,提高供电质量具有非常重要的意义和影响,供电部门应该努力做好。同时电网容量的不断扩大,系统峰谷差大的矛盾也愈发突出,抽水蓄能电站的兴建成了解决这一矛盾的有效途径。而电网主设备的故障抢修,大电力用户的临时停产,都给电网的电压调整增加了难度。在系统谷期,电网某些结点的电压偏移甚至到了威胁电气设备安全运行的水平,当值调度员对电网某些结点电压可能出现严重偏移应有充分的预见性和防范。因此,做好无功功率的平衡计划,对合理安排电网运行方式,实施电压的有效调控是必不可少的基础工作。
  5 参考文献
  【1】张宏林,张彦春浅谈电力工程项目管理[J]黑龙江科技信息,2008。
  【2】钟淳,萧能意,韩涛电力工程项目管理的模式探讨田[J]中国勘察设计,2003。

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