文档介绍：电路分析课程结课论文
题目:低压配电网无功补偿研究

低压配电网无功补偿研究
摘要

依据用电设备的功率因数,可测算输电线路的电能损失。通过现场技术改造,可使低于标准要求的功率因数达标,实现节电目的。本文主要针对低压配电网无功补偿过程中出现的问题提出探讨和解决方法,以作为低压配电网无功补偿提供参考。目前无功补偿主要集中在高、中压配电网,而低压配电网补偿较少,以致低压配电网的线损较大,降低了电网运行的经济效益和电压质量。分析比较了低压无功补偿的方式及应用,介绍了低压配电线路无功优化的经典模式"三分之二法则",论述了应用此法则实现最优配置的方法步骤,实际算例表明低压配电网无功补偿的效益显著。
关键词:无功补偿;低压配电网;功率因数;电容
一、低压配电系统无功补偿
电网中,发电机是伴随着有功功率电源而存在的无功功率电源。同步调相机、静电电容器、静电补偿器、谐波滤波器则是用来补偿电网无功不足而装设的无功电源。高压输电线路的充电功率则是一个固定的无功电源。电网中无功负荷以及电气设备上的无功损耗为电网无功需求。电力系统无功功率必须保持供需总量平衡,并尽可能达到分电压层次、分区供需平衡,尽可能减少电网无功需求,以减少电网无功补偿容量及无功潮流。
﹙一﹚无功问题
1、电力系统组成
(1) 发电厂:通过燃烧煤炭、石油的热能或水能、核能等为发电机提供动能,从而产生电能。
(2) 输电线路:各种电压等级的输电线路负责电能的输送。
(3) 变电所:承担各种电压等级线路控制、电压的变换和分配电能。
(4) 配电线路和电力用户:配电线路( 现在一般是lOkV以下电压) 是变电所至电力用户的线路,经过降压、再分配到达电力用户。
电能的产生、传输、分配和使用几乎是同时进行的,因为目前电能仍然不能大量存储。所以保证可靠地持续供电、良好的电能质量和经济运行便是对电力系统基本要求。
2、无功需求
电压加到感抗上以及电流流过感抗都要消耗无功功率。在感性负荷中消耗的无功功率称无功负荷;在电网的输、变、配设备(主要是架空线路和变压器) 的电抗上消耗的无功功率称电网无功损耗。无功负荷与无功损耗之和即为电网的无功总需求。电网无功损耗约占电网无功总需求的近一半。
3、无功功率负荷和无功功率损耗
在各种用电设备中,除电热设备和白炽灯等纯阻性负荷只消耗有功功率、为数不多的同步电动机可发出一部分无功功率外,大多数都要消耗无功功率。用电负荷的自然功率因数都是滞后的,~( 其中较大的数值对应于采用了大容量同步电动机的场合) 。
⑴变压器的无功功率损耗
变压器中的无功功率损耗分为两部分:励磁支路损耗和绕组漏抗损耗。其中,励磁支路损耗的百分值等于空载电流的百分值,约为1-2%;绕组漏抗损耗,在变压器满载时,基本上等于短路电压的百分值,约为10%左右。
1) 对于一台变压器或一级变压的网络而言,变压器的无功功率损耗满载时约为它额定容量的百分之十几。
2) 对于多级电压网络,变压器中的无功功率损耗就相当大。以一个五级变压的网络(电lO/220kV升压一网络220/110 、110/35 、35/10 、10/ 一用户)为例,典型计算的结果如下
表 1
变压器损耗情况
变压器负载情况
所有变压器都满载
所有变压器都半载
变压器励磁支路损耗
7﹪
7﹪
变压器绕组漏抗损耗
50﹪
﹪
变压器总损耗
57﹪
﹪
变压器损耗/负荷
57/100

⑵异步电动机无功功率损耗
中小型异步电动机普遍用于拖动各种机械的动力设备,约将全国发电总量40%转化为机械能,Y系列(IP23) ,Y系YU ( 。中国电监会2008年4月22日发布2007年度电力监管报告,2007年全国发电量达到32559亿kWh。如果按此口径计算, 。消耗无功电量 r 时() 。由这部分无功功率负荷电流引起的网络线损和变损的数额也是相当惊人的。
﹙二﹚无功补偿的基本原则
1、无功总供需平衡。无功电源的容量要满足电网最高无功总需求,为了应对无功电源故障等情况,还应有一定的余量。
2、就地平衡。无功补偿尽量在小范围内平衡无功需求,这个范围可以是一个用电设备群一个用户、一个小区、一个配电网或一个电压级次(低压、中压)。发电机发出的无功功率基本用于平衡超高压电网的无功损耗。
3、跟中补偿。无功补偿电源能适应电网电压、无功的随时变化,要求无功补偿装置有可控性。
﹙三﹚无功补偿的目的及具体要求
1、无功补偿的目的