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摘要：变电所电力变压器通过负载侧并联电容器进行无功功率补偿,以提高功率因数和电压质量、降低电网线损。由于变电所的无功负载是经常变化的,故投入电容器的容量也应随之改变。应在全面考虑变压器损耗与电容器介质损耗之和最小的基础上,分析研究变压器无功补偿经济运行的主要影响因素,计算得出电容器投入和切除的临界负载与经济运行的节电效果。
关键词：电力变压器；无功补偿；经济运行
1无功功率及其对电力系统造成的影响
对于传统意义上的无功功率，主要是对负荷和电源之间存在的能量交换进行的度量。而在科技快速发展趋势下，很多非储能元件开始吸收无功，其原因为器件具有非线性。在电力系统中，无功消耗包含以下两个方面：①线路消耗一定无功;②负荷消耗一定無功。对电能进行输送时，必须吸收无功，对于高压配网，为保证输送容量，并使系统处于稳定状态，通常要补偿无功，比如对线路实施串联补偿，对关键节点实施并联补偿。被负荷直接吸收的负载，也就是由感性负载或非线性负荷直接消耗的无功，比如生产生活过程中经常用到的变流设备，启动与使用过程中均会吸收无功，导致电网的电压产生波动或畸变。
研究表明，感性负载会使功率因素明显降低，使电力系统受到不良影响，包括：发电及输变电设备自身输电能力均大幅降低，不仅影响正常运行效率，而且还会增加成本;使输电损耗明显增大，系统运行效益受到很大影响;电压损耗提高，导致电压产生波动或闪变。
2单组电容器无功功率补偿的经济运行
图1所示,变电所内有多台并列运行双绕组变压器,负载侧安装一组电容器作为无功功率补偿用。在分析并联无功功率补偿电容器时,电容器产生的介质损耗和切除电容器时要增加变压器损耗的情况下,我们从变压器供电损耗和并联电容器介质损耗之和的总损耗最小的前提下,来分析投运电容器和切除电容器的临界条件及其节电效果。
4无功补偿的实际应用注意事项
在实际应用中，补偿装置的选择和使用要考虑以下问题：装置实现自动投切、容量分级，快速响应，动态补偿。为防止三相不平衡系统的无功倒送，应要求控制器检测、计算三相无功投切控制。固定补偿部分容量过大，容易出现无功倒送，动态补偿能有效避免无功倒送。系统三相不平衡同样会增大线路和变压器损耗。对三相不平衡较大的负荷，如单相负荷多的用户，应考虑采用分相无功补偿；运行可靠性问题。装置的可靠性在开关和电容器，电容器寿命与工作条件有关，因此装置的投切开关是关键。实践表明，户外配变无功补偿因工作条件差，晶闸管或接触器补偿装置难满足可靠性要求，机电一体开关（复合型开关）是最佳选择，多种采样方式，实现智能控制。控制器的采样物理量可以采用电流、电压、无功功率和功率因数等，具体视实际情况而定，做到合理、方便。从电网降低网损角度，取无功功率为控制量是最佳控制方式。对三相不平衡较大的负荷，采用分相无功补偿装置。在实现自动投切和电容器组显示的基础上，还可以做到装置某些故障的监测、控制。装置有一定的保护措施。装置设计缺相、相序检查等方面的检测功能，以便在系统出现缺相等故障时能切除电容器，保护设备。另外，在具有较大谐波干扰的情况下，装置控制环节考虑抗谐波干扰。
结论
变压器供电在其负载侧并联电容器,在某些情况下不一定节电,必须综合考虑补偿电容器介质损耗增加的影响。变压器并联电容器经济运行与工况负载Q2、电容器介质损耗因数tanα和变压器短路损耗pkN这3个因素密切相关。变压器供电负载并联电容器无功补偿的经济运行与工况负载不直接相关。
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论文作者:马友涛,李佳伟
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第07期
论文发表时间:2019/8/15
标签：电容器论文; 变压器论文; 负载论文; 经济运行论文; 装置论文; 功率论文; 负荷论文; 《当代电力文化》2019年第07期论文;