功率因數的計算公式及串聯電容補償柜的優勢

摘要:串聯補償是通過將電容器與傳輸線串聯來提高系統電壓的方法,可以增加傳輸容量,提高系統穩定性,控制電壓調節并確保在并聯饋線之間進行適當的負載分配。...

串聯補償

定義:串聯補償是通過將電容器與傳輸線串聯來提高系統電壓的方法。換句話說,在串聯補償中,無功功率與傳輸線串聯插入,以改善系統的阻抗。它提高了線路的電力傳輸能力。它主要用于超高壓線路。

串聯電容補償柜的優點

串聯電容補償柜具有幾個優點,例如,它可以增加傳輸容量,提高系統穩定性,控制電壓調節并確保在并聯饋線之間進行適當的負載分配。這些優點將在下面討論。
  • 功率傳輸能力的提高線路上的功率傳輸由
 
其中P 1 –每相傳輸的功率(W)
s –發送端相電壓(V)
r –接收端相電壓
L –線路的串聯電感電抗
δ– V s和V r之間的相角
如果將具有電抗X c的電容柜與線路串聯連接,則線路的電抗將從X L減小到(X L – X c)。功率傳遞由
 
其中,功率因數k稱為補償度或補償功率因數。因此,單位補償由等式給出百分比補償由等式給出
其中X L =每相線路的總串聯電感電抗
C =每相電容器組的電容電抗
實際上,k在0.4到0.7之間。對于k = 0.5,

因此,功率傳輸通過50%補償加倍。
  • 系統穩定性的提高對于相同的功率傳輸以及相同的發送和接收端電壓值,在串聯阻抗線路的情況下,相角δ小于未補償線路的相角。減小的δ值具有較高的穩定性。
  • 并聯線路中的負載分配串聯電容器用于傳輸系統中,以改善并聯線路之間的負載分配。當具有大功率傳輸能力的新線路與現有線路并行時,則很難在不使舊線路過載的情況下加載新線路。在這種情況下,串聯補償會降低串聯電抗,并且可以輕松地在并聯電路之間進行適當的負載分配。負載分配提高了系統的功率傳輸能力并減少了損耗。
  • 電壓控制串聯電容器中,隨著負載電流的變化,Var(無功功率)會自動變化。因此,由于負載突然變化而引起的電壓水平下降立即得到糾正。

串聯電容補償柜的位置

串聯電容補償柜的位置取決于線路的經濟和技術考慮。串聯電容器可以位于發送端,接收端或線路中心。有時它們位于直線上的兩個或更多點。
補償程度和線路特性決定了電容器的位置。它們在端子上的安裝提供了維護的便利,但是在故障情況下電容器端子兩端出現的過電壓將使電容器過應力。
電容補償柜安裝在較長線路的中間開關站中。線中心的位置也降低了電容器的額定值。串聯電容器的額定值由下式給出:

線路電流。電容器組由串聯,并聯或兩者連接的小型單元組成,以獲得所需的電壓和無功功率額定值。

串聯電容器的保護方案

當故障或過載發生時,大電流將流過線路的串聯電容器。因此,在傳輸線上會出現過大的電壓降。為了保護電容器免受此類異常電壓的影響,將火花隙和電涌轉向器連接到電容器端子。斷路器也與其并聯連接。串聯電容器的一些方法如下所示。
 

與串聯電容柜有關的問題

下面詳細介紹了與串聯電容柜應用相關的一些問題
  • 串聯補償線在低于電源頻率的頻率下產生串聯諧振。這稱為次同步諧振。次同步產生機械應力,從而在轉子軸中產生高扭轉應力。次同步共振的問題主要發生在故障或開關操作期間。通過以下方法可以克服與串聯補償線路不同步的問題。
    • 通過使用過濾器。
    • 在諧振條件下通過串聯電容器組。
    • 通過在共振條件下使發電機跳閘。
  • 串聯電容柜在斷路器觸頭上產生了很高的恢復電壓。
  • 如果補償程度和電容器的位置不合適,則用于線路保護的距離繼電器可能無法正常工作。
  • 在線路的串聯補償結束時接通空載變壓器可能會產生非線性諧振或鐵磁諧振。這可能會導致不間斷的振蕩??梢酝ㄟ^在電容器兩端使用并聯電抗器或使電容柜暫時短路來抑制振蕩頻率。
  • 輕載同步電動機有波動的趨勢。
串聯電容柜會產生更多的凈電壓上升,從而導致更多的電壓降。
 
本文編輯:雷神電氣

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