摘要:节能减排是世界性主题,对我国尤其意义重大。通过科学手段节约电能,减少电力输送的空载损失,已经势在必行。论述如何通过采用相间能量平衡型无功补偿装置,有效降低无功损失、提高供电设备效率,达到节约电能的目的。
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当前,全球经济的发展原则是节能减排,对我们处于发展中的国家,能源的节约尤其重要。电力工业最重要的节能措施就是“无功补偿”,如何最大限度地提高发电和输配电设施的利用率,是电力部门和用电单位都十分关心的问题,其中蕴涵着巨大的经济效益。
总体技术方案“相间能量平衡型无功补偿装置”是一种电力工业必须的调控设备,为电力无功功率补偿提供了更完善的方法。它可有效降低无功损失、提高供电设备效率、改善供电质量,在不平衡的三相四线制供电系统中节能效果明显,是当前电力工业主推的节能手段。
本装置用于供电系统的用户(负载)端,综合完成以下三种功能:(1)无功功率补偿功能;(2)相间有功能量自动平衡功能;(3)有源滤波功能。
第一个无功功率补偿功能的工作原理很简单,是在用户端并联适当大小的电容器,以抵消电感分量,这是常规的无功补偿柜采用的方法,也称之为静态无功补偿。
第二项相间有功能量自动平衡是创新项目,它针对供电系统的这种情况:供电系统总是用三相(ABC)供电,而大多用户端是分别使用三相中的一相(单相用户),因而三相系统各相用电的不平衡现象是绝对的,这种不平衡会造成严重的后果。首先是中性点偏移,使各相的供电电压改变,电压升高的相,会烧毁电器,电压降低的相,会使电器无法工作;其次是严重影响供电设备最大容量的发挥,比如变压器,它的最大容量对各个单相是一致的,因而任何一相达到最大容量时,变压器就处于危险的饱和状态,其它两相则发挥不出最大容量;最后,三相的不平衡,使得静态补偿失效,甚至取得的效果适得其反。可见本装置功能的重要性。
相间有功能量自动平衡功能是用图1所示的方法实现的:采用图1的三相移相电路,给连接在三相线路上的能量转移电容注入电流,依靠调节相位把电容电流调整与该相的有功电流同相,从而实现有功能量在相间的转移。依靠图1的控制器,调节能量转移大小,实现转移能量的三相平衡。
第三项是有源滤波功能。能量平衡后的三相电路的各相无功电能出现新的分布状态(不平衡状态),此时按新状态对各相单独实现分相式无功补偿。分相式无功补偿由两部分补偿完成:有源滤波(图2)和静态无功补偿(图3)。