第1个回答 2013-06-28
关键词: 无功补偿 电网 电网无功补偿
我国电网无功补偿装置装设情况及分析
福建省东方电工研究所（福州 350003）
据统计，截止1999年底，全国电网总装机容量为298．77GW。共安装容性补偿装置156．59Gvar。其中：调相机3．08Gvar，用户自备并联电容器78．95Gvar，电力企业安装的并联电容器74．55Gvar。安装并联电抗器20．73Gvar，作为调节电网无功潮流的感性补偿装置。容性补偿率（容性补偿装置总无功容量／装机总容量）为52．4％。电力企业安装的电容器占并联电容器总容量的48．57％，用户自备的电容器占并联电容器总容量的51．43％。调相机容量仅占容性补偿装置总容量1．97％；并联电容器容量占容性补偿装置总量的98．03％，为调相机容量的49．78倍。感性补偿装置总容量为容性补偿装置总容量的13．24％。感性补偿率（电抗器总容量／装机总容量）为6．94％。
各大区电网无功补偿装置的配置情况如表1所示。
1 省（市）电网的补偿率 由于补偿装置主要按照负载的潮流进行装设，因此各省（市）电网的补偿率根据电源点的配置和负载的需求有很大差异，大致可以分为以下四种类型：
了（1）主要由外地电网供电的省（市）电网，如北京电网装机容量为4．92GW，而容性补偿总容量5．73Gvar，补偿率高达116．60％。
（2）装机容量较多，但仍需由外地电网输入部分电量的省（市）电网，补偿率约为60～70％左右（见表2）。
（3）生产的电力以供给本地电网为主，但有部分功率交换的省（市）电网，补偿率约为40％左右（见表3）。
（4）生产的电力大部分输出的省电网，补偿率为10～25％左右（见表4）。
2 感性补偿装置的比例呈增加趋势 主要原因有二，①500kV超高压电网的发展，需在变电站进线侧安装500kV并联电抗器用以吸收超高压线路的容性充电功率，有利于限制系统中工频电压的升高和操作过电压，有利于降低超高压系统的绝缘水平。为了向电网提供可调节的感性无功，向电网吸收多余的容性无功，还要在超高压变电站的电容器母线上安装并联电抗器，其电压等级多为35kV或66kV。②城市电网改造后，大中城市110kV及以下配电网电缆化的比例增加，容性充电功率亦相应增加，需增装一定数量的电抗器，以调节无功功率。
装设超高压并联电抗器的补偿率一般为超高压线路充电功率的40～80％，我国330kV刘天关线路为38％；500kV平武线为60％。装设超高压并联电抗器的优点还包括以下几方面：①改善沿线的电压分布，增加了系统的稳定性和送电能力；②改善轻载线路的无功潮流，有利于降低有功损耗；③降低系统稳态电压便于系统并网；④有利于消除由于同步电机带空载长线路出现的自励磁谐波效应；⑤加速潜供电弧的熄灭，便于装设单相快速重合闸。
我国一些500kV变电站中的35kV母线上安装的35kV，4500kvar电抗器，选用F级绝缘的单相电抗器。
我国西北地区的330kV电网为国内最早出现的超高压电网，安装并联电抗器的容量相对较大，其感性补偿装置的容量与容性补偿装置容量之比为0．42，远高于其他地区电网。3 电力企业安装的并联电容器比例逐年有所增加
1998年底全国共安装并联电容器133．32Mvar，其中电力企业安装电容器63．97Mvar，占47．99％，用户自备的电容器69．34Mvar，占52．01％。至1999年底，电力企业安装的电容器比例已占48．57％，上升了0．58个百分点，用户自备的电容器比例则降至51．43％。4 调相机的容量所占容性补偿容量的比例日益减少 据1975年统计，我国东北、华北、华东三大电网中调相机与并联电容器容量之比分别为：1：3、1：4和1：7左右。但近20余年的实践，到1999年底全国电网调相机与并联电容器容量之比已达1：25．6左右。并联电容器补偿的最大优点是功率损耗小，全膜介质的高压电容器的损耗率已降至0．05％以下，而调相机的有功损耗满载时占额定功率的1．8～5．5％，50％额定负载时占2．9～9％，25％额定负载时高达5～15％。调相机的主要优点是：①输出的无功功率可根据电网的需求进行调节；②能提高超高压线路的送电功率和运行稳定性；③在电网故障情况下能提高电网电压。而并联电容器的优点是：①无旋转部分维护简易；②安装简单；③投资小；④可自动投切；⑤有功损耗小。
第2个回答 2013-06-28
与电网中的有功损耗相比，无功损耗要大的多，这是因为高压线路、变压器的等值电抗要比电阻大得多，并且变压器的励磁无功损耗也要比励磁有功损耗更大，事实证明电网最基本的无功电源——发电机所发出的无功功率远远满足不了电网对无功的需求，因此对电网进行无功补偿显得尤为必要。另外，对电网采取适当的无功补偿可以稳定受端及电网的电压，在长距离输电线路中选择合适的地点设置无功补偿装置，还可以改善电网性能，提高输电能力，在负荷侧合理配置无功，可以提高供用电系统的功率因数，减少功率损耗，因此，电网中无功补偿的作用已得到普遍重视。
采取何种有效的方法补偿电网中的无功负荷，以及对电网进行无功补偿的原则等问题将是本文所着重讨论的。1.电网无功补偿的方法电网无功补偿方法有很多种，从传统的带旋转机械的方式到现代的电力电子元件的应用经历了近一个世纪的发展历程，下面将按无功补偿方式的发展顺序逐一论述电网的无功补偿方法。
1.1同步调相机同步调相机是一种专门设计的无功功率电源，相当于空载运行的同步电动机。调节其励磁电流可以发出或吸收无功功率，在其过励磁运行时，向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，可提高系统电压；在欠励磁运行时，它会从系统吸取感性无功功率而起无功负荷的作用，可降低系统电压，同步调相机欠励磁运行吸收无功功率的能力，约为其过励磁运行发出无功功率容量的50～65。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑的改变（输出或吸取）无功功率，从而进行电压调节。此外，装有强行励磁调节装置的同步调相机在系统发生故障而引起电压降低时，可以提供短时电压支撑，有利于提高电网稳定性。但它的不足之处也有很多，如有功损耗大、运行维护复杂，投资费用大、动态调节响应慢以及增加了系统的短路容量等等，同步调相机正逐渐被投资更少性能更优的新型无功补偿设备所取代。
1.2并联电容器并联电容器是目前电网中应用最为广泛的一种无功补偿设备，只能发出无功功率，不能吸收无功功率。它藉提高负荷侧功率因数以减少无功功率流动而提高受端电压、降低网损。它需要根据负荷的的变化而进行频繁的投入或切除操作，而此投入或切除操作通常用机械开关控制，因此不能准确快速的实现无功功率补偿。另外在系统电压出现紧急状态时，并联电容器组的明显缺点是其无功输出量随电压的平方下降，因此，当电网无功不足需要投入并联电容器进行无功补偿时，最好在高峰负荷到来之前就将电容器组投入，使电网电压提高至上限运行，这样可防止高峰负荷时电压的过分下降，若在电网电压已经下降后采取措施，则补偿效果不好，但又因为它的价格便宜、易于安装、没有旋转部件以及维护也较为方便而得到许多电力公司的青睐。