無功功率補償控制器的穩定性及可靠性-雷神電氣

摘要:隨著電力系統網絡中對電力需求的增長,無功功率的重要性正在增加。電力系統的穩定性和可靠性取決于無功功率補償控制器。...

無功功率補償控制器的穩定性及可靠性-雷神電氣

隨著電力系統網絡中許多家庭和工業公用事業對電力需求的增長,無功功率的重要性正在增加。電力系統的穩定性和可靠性取決于無功功率補償控制器。
 
需要以更有效,可靠和成本有效的方式產生能量。有效的電能輸送方式利用FACTS(柔性AC傳輸系統),SVC(靜態電壓補償)等技術來保持電壓穩定性,高功率因數并減少傳輸損耗。無功功率補償控制器在電力系統網絡中起著至關重要的作用。
 
交流電源系統產生和消耗兩種類型的電源:有功和無功功率。有功功率或有功功率是賦予任何負載的有功功率。它可以完成有用的工作,例如照明燈,旋轉電機等。
 
另一方面,無功功率是虛功率或視在功率,它沒有做任何有用的工作,只是在電力系統線路中來回移動。它是交流系統的副產品,由感性和容性負載產生。當電壓和電流之間存在相移時,它就會存在。它以伏安無功(VAR)為單位進行測量。
 
無功功率很重要的3個原因
 
1.電壓控制
 
電力系統設備設計為在額定電壓的±5%范圍內運行。電壓電平的波動會導致各種設備出現故障。高電壓會損壞繞組的絕緣層,因為低電壓會導致各種設備的性能下降,例如,低照度的燈泡,感應電動機的過熱等。
 
如果功率需求大于傳輸線提供的功率需求,則從供應線汲取的電流會增加到更高的水平,這會導致電壓在接收端側急劇下降。如果進一步降低該低壓,則會導致發電機單元跳閘,電機過熱和其他設備故障。
 
為了克服這個問題,應通過將無功電感器或電抗器置于傳輸線中來向負載提供無功功率。這些反應堆的容量取決于要提供的視在功率。
 
如果功率需求小于所提供的無功功率,則負載電壓會升高到更高的水平,從而導致傳輸設備自動跳閘,功率因數低,各種機械設備的電纜和繞組的絕緣故障。
 
為了克服這個問題,必須補償系統上可用的其他無功功率。各種補償設備包括同步電容補償控制器,并聯電容補償控制器,串聯電容補償控制器和其他光伏系統。這些設備注入電容性無功功率,以補償系統中的電感性無功功率。
 
從上面的討論中,我們可以說需要視在功率來將電壓電平保持在傳輸系統穩定性的極限內。
 
2.電氣停電
 
幾次電力中斷,例如1978年的法國,2003年的東北國家,2012年的印度許多地區,都注意到電力系統的無功功率不足是造成電力中斷的主要原因。之所以引起這種情況,是因為由于長距離傳輸,視在功率的需求異常高。
 
最終由于低電壓而導致各種設備和發電單元的關閉。因此,為確保電氣系統正常工作,必須在其中存在足夠量的無功功率。
3.正確操作各種設備/機器
 
變壓器,電動機,發電機和其他電氣設備需要無功功率來產生磁通量。這是因為產生磁通量對于這些設備進行有用的工作是必需的。在上圖中,紅色表示無功功率,有助于在電動機中產生磁場,但會導致功率因數降低。這就是放置電容補償控制器以通過提供電容性無功功率來補償感性無功功率的原因。
 
無功源和匯
 
連接到供電系統的大多數設備消耗或產生視在功率,但并非所有這些設備都能控制電壓水平。發電廠的發電機同時產生有功功率和無功功率,而當電容器注入無功功率以維持電壓水平時。
 
2種來源
 
基本上有兩種類型的無功功率,即動態和靜態無功功率。
 
動態無功電源
 
這些包括傳輸設備和裝置,它們能夠通過向電氣系統中注入或提供足夠量的無功功率來快速響應無功功率的變化。
 
-同步發電機:根據勵磁電壓,同步電機中產生的有功和無功功率會有所不同。AVR(自動電壓調節器)用于在這些機器的工作范圍內控制無功功率。
 
-同步電容補償控制器:這是小型發電機的類型,用于產生無功功率而不產生有功功率。
 
-固態設備:這些設備包括電力電子轉換器和設備。
 
靜態無功電源
 
這些是低成本設備,對無功功率變化的響應比動態功率設備要小一些。下面提供了一些靜態資源。
 
-電容性和電感性補償控制器:由一些并聯電容器和連接至系統的電感器組成,以調節系統電壓。電容補償控制器產生視在功率,而電感器吸收無功功率。
 
-光伏系統:用于光伏系統中的有功功率注入以及電網中的諧波和無功功率補償。
 
各種無功功率吸收器
 
發電機和其他電源產生的無功功率被下面列出的一些負載吸收。這會導致這些設備的損失;因此,必須在這些負載上放置補償控制裝置。
 
- 感應電動機(水泵和風扇)
 
-變壓器
 
-勵磁同步電機下
 
-重負荷的傳輸線
 
這就是無功功率補償控制器的重要性。我要感謝讀者花時間在本文上。對于感興趣的讀者來說,這是一個問題–什么是功率因數,我們如何實現功率因數補償。
 

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