输电系统中静止无功补偿的发展近况

《输电系统中静止无功补偿的发展近况》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、输电系统中静止无功补偿的发展近况　　摘　要：本文介绍了近年来国外在高压输电线上装置串联电容器和静止无功补偿器的原理，方法和应用实例。其技术效果是提高输电线的输电能力、运行稳定度，其经济效果是节省投资，减少线损，节约运行费．这些补偿措施对于工业企业也有借鉴价值．　　一、序言　　近年来由于工业化进程的加快．对电力的需求不新增长。人们兴建了许多廉价的电站，例如水电站、矿口电站、核电站，这些电站都远离用电中心(特大弼沛和工业中心)。于是长距离高压输电线路建设起来了，它把廉价的电力送往用电中心：葛洲坝的水电经过1000多公里的输电线送往上海，加拿大的水

2、电经过300多公里的输电线送往纽约，菲尼克斯市附近的巴罗核电经过300多公里的输电线送往圣地亚哥。但是用电中心对电力的需求有增无减，另建新线以满J己这种需求不但建设周期长，而且受征用架线用地的限制。近年来，国外在输电网中装置串联电容器和隶争止无功补偿器以提高其输电能力，避免了另建新线．较好地解决了用电供需矛盾，同时也减少了输电损失．降低了输电成本。经验表明．用静止无功补偿器恰当地供给和控制输电网络的无功伏安有以下明显的经济和技术效果：(1)产生和吸收无功伏安的建设费很少；‘2)输电系统的损耗较小；L3)发电站的利用较佳．可推迟扩建工程；(4)

3、系统的运行稳定度提高；(5)能维持适当的供电质量；(6)能控制系统的过电压。因此，目前这一新技术引起了世界各国输电工程师的极大兴趣．正在不断发展完善中。本文将对无功补偿的原理、方法和应用作一简明扼要的介绍。　　二、无功补偿的原理和方法　　输电网络中．负载不但需求功率．而且也要无功捎耗．电网本身包含电感元件和电容元件．它要吸收或产生无功功率。功率只在电网的特定点以受控的方式产生(发电站)和消费(用户1，而无功功率在整个电网以可观的数量被产生和消费．并且随电网的结构和负载情况而变化．　　电网具有显著的串联惑抗和较小的并联容抗．其电路可用一耳形网络

4、代表．如图l所示。负载大时．输电线串联电抗x上的电压降很大．使受端电压uj偏低，降低电网运行的稳定度；负载轻或丢掉负载时。电容器的充电电流会使受端电压升高．产生过电压．损坏用电设备(图2)。输电线传输的较大功率除受导线发热限制外．还受线路串联电抗X在受电端引起压降的限制。容易证明，传输功率较大传输功率　　。式中u为送端电压，u为受端电压．O为Us和u电压相量之间的相角差．为了减少系统损耗和充分利用系统容量．传统的做法是在受电端建设一座发电站或同步补偿机站B．就近供给负载及电网所需的无功伏安．同时调节受端电压。运行实践证明，这种结构的电网往往运

5、行不稳定。例如电网瞬时短路，uo．靠近故障点的发电机B的输出大减，因而其转速增加；与此同时．远离故障点的发电机A的输出减少不多，其转速增加不多。其结果是这两台发电机的电势相位差加大．如果故障持续时间稍长，例如1秒以上，电势相位差大于9O’，系统将发生失步。　　输电网络中装置静止无功补偿器(StaticVatsCompcnsalors，简称SVC)S后(图1)，在电网电压受到扰动时．SVC能及时(~O．-Soms)提供适当韵无功伏安，保持电压基本不变．使现代继电器和断路器有足够的时间清除故障，因而提高了系统的运行稳定度。此外，在正常运行时由于S

6、VC稳定了u，因而也提高了输电线的较大传输功率；由于SVC本身损耗比同步补偿机的损耗小，故有取代同步补偿机的趋势。　　svc~,3~要元件是产生无功伏安的电容器和吸收无功伏安的电感器。由于电网无功伏安是连续变化的，所以这两种元件都是必需的．而且有一个必须是连续可调的。输电系统中第一台SVC装于I967年，l969年接着装了第二台。在7O年代，工业企业中已装置了许多SVC。1978年第一台晶闸管控制的电抗器投入输电系统中使用。此后sVC在输电系统中的应用急剧增长，一方面是电力公司面临高昂的电费，急需把输电损耗减至较少；另一方面是工业化对电能的需

7、求不断增加而又反对建造新线，反对建线征用土地，鼓励利用现有线路传输较大可能的电力。从提高输电线传输较大可能啻g功率来说，在输电线上分段串八电容器和并联SVC都可达到目的，但是两者达到的方式是不同的。　　把串联电容器分段串八输电线，就会改变输电线的电抗特性，因为串联容抗部分地抵消了线路的固有感抗，使线路的串联电抗x减少，线路显得短些(图3)。这样，线路的较大传输功率Pm提高了，较大可能传输的功率也就提高了．但是，加进输电线的容　　抗．使线路显得短些，它必须用火花隙和断路器保护抗不能太大，通常是固有感抗的5O一7O。如果补偿太多，容易发生谐振，使

8、线路运行不稳定。串联电容器补偿了部分线路感抗，从而减少了线路的无功消耗．减少了线路的电压调整率．相应地减少了并联SVC所需容量。　　串联电容器的保护问题使它的使用复