无功补偿柜在配电系统中的应用

无功补偿装置在配电系统中的应用

众所周知,在10kV以下配电系统的无功消耗总量中,配电变压器约占30%,低压用电设备约占65%,由此可见,在低压配电系统中实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明,低压无功补偿的经济效果最佳,综合功能最强,是值得推广的一种节能措施。

　　一个理想的配电系统,电能质量指标总是以某一恒定的频率值和电压值来表示,并以此向用户供电。但在当今现代企业和运输部门中,非线性电力负荷大量增加,特别是随着电力电子技术的发展,晶闸管整流和换流技术得到广泛的应用,如:矿山、钢结构加工、冶金等企业大量使用晶闸管整流电源,工业生产中大量使用变频调速装置,电气化铁路中采用交流单相整流供电机车,高压大容量直流输电中的换流站等均属于非线性电力负荷。此外电网中大量运行的变压器,也是重要的非线性负荷。

　　海工青岛基地每年18万结构吨的钢材加工能力,产品覆盖中国各海域的浅、深水油气田工程设施制造,并辐射澳洲、东南亚、中东、西非、南美等市场。基地内生产用焊接电焊机几千台,对低压配电系统电容补偿及谐波抑制装置提出了一定要求。结合生产情况,在无功补偿装置的选型上,各分变电所选用了TSC系列动态补偿装置,角星接线方式互补、动态跟踪低压系统进线电流值,在近年生产实际使用中起到了良好的效果。

　　1无功功率(ReactivePower)

　　在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种:一种是有功功率,另一种是无功功率。

　　有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。

　　无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯,除需40多瓦有功功率(镇流器也消耗部分有功功率)来发光外,还需80乏左右的无功功率供镇流器线圈建立交变磁场用。由于它不对外作功,才被称之为“无功”。

　　无功功率决不是无用功率,它的用处很大。在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果配电系统中无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场。那么,这些用电设备就不能维持在额定工况下工作,端电压下降,从而影响设备正常运行。

　　由发电机和高压输电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需求,所以在配电系统中设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户设备对无功功率的需求,这样用电设备才能在额定电压下工作。

1TSC可控硅动态无功功率补偿器

　　采用大功率可控硅组成的无触点开关,对多级电容器组进行无触点、无涌流、无过渡投切。能根据负荷无功功率的大小及功率因数的实际运行水平自动投切,动态补偿无功功率,响应速度小于20ms,保证系统功率因数在0.9以上,抑制谐波,改善电压质量,减少线路损耗,提高电气设备工作效率。

　　适合于三相对称性负荷的实时功率因数补偿,对三相负荷进行跟踪补偿;触发采用光电触发方式,实现一次系统和二次系统隔离,解决谐波干扰问题,高可靠性,控制简单;系统电流过零投切,电容投切过程中无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重燃现象。

　　3.2谐波抑制

　　动态抑制系统谐波,针对电力系统谐波源影响,采用光触发控制和谐波抑制技术,安全运行。控制器、电抗器、驱动器特殊设计,选用串联电抗器,从根本上解决与系统发生串联、并联谐振,避免使谐波放大,实现无功补偿和谐波抑制并举的功能。

　　3.3控制器

　　全数字化、液晶显示,具有联网通讯功能,控制具有高可靠性,操作简单,有良好的人机界面。与系统连接时,不需考虑交流系统相序,不会因为相序接错而带来烧坏可控硅或其他器件的现象;正面柜门上显示,不用开门即可进行控制器参数设置、调整,保护操作人员人身安全。