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        關(guān)于發(fā)電機無功功率與電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的探究

        2019-11-28 16:15:25趙宇龍
        商品與質(zhì)量 2019年8期
        關(guān)鍵詞:端電壓勵磁電氣設(shè)備

        趙宇龍

        河北國華定州發(fā)電有限責(zé)任公司 河北保定 073000

        1 發(fā)電機無功功率相關(guān)分析

        1.1 無功功率產(chǎn)生

        在電動機中,定子旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生磁場,這樣就帶動電動機進入旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生勵磁來消耗功率,這就是無功功率。發(fā)電機在進行運行發(fā)電的過程中需要消耗一定的無功功率,這種無功功率一般不會對外做功,只是電能和磁能之間的來回轉(zhuǎn)換,無功功率不會消耗燃料,也不會對于其他能源進行消耗,因此稱之為無功功率。無功功率和有功功率是密切相關(guān)的,一般只有無功功率先產(chǎn)生,才能生成有功功率。

        1.2 無功功率補償

        無功功率補償具備減少無功功率對電力系統(tǒng)影響的作用,還能提升供電系統(tǒng)功率因數(shù),發(fā)揮系統(tǒng)端電壓的穩(wěn)定效果,從而提高整體電力系統(tǒng)的供電服務(wù)穩(wěn)定性和有效性,提升電力供應(yīng)質(zhì)量。此外,無功功率補償還能夠?qū)崿F(xiàn)對于輸電線路的負(fù)荷降低,同時降低用電設(shè)備的負(fù)荷們對于有功功率也不會產(chǎn)生明顯的消耗,保持電力系統(tǒng)的良好運行狀態(tài),降低整體電力生產(chǎn)和運輸?shù)某杀尽?/p>

        一般在電力系統(tǒng)中,不會存在純粹的電阻電路,一般電路元件都含有感性負(fù)載以及容性負(fù)載,而容性電流和感性典型在電路中的電流差相位多為180°,感性負(fù)載還會對于容性負(fù)載釋放從能力進行吸收,兩者實際上可以相互進行能量釋放和吸收,而它們之間的負(fù)荷承擔(dān)著能量交換的功效,容性負(fù)荷無功功率能夠借助感性負(fù)荷無功功率來獲得補償。

        1.3 無功功率補償形式

        就目前發(fā)電機的無功功率補償中,主要的無功功率補償形式包括集中補償、分散補償、個別補償三種形式,其中,集中補償是將補償應(yīng)用到電容器的所有供電所需要的母線中,也能夠?qū)崿F(xiàn)對于所有電容器的配電變壓器低壓側(cè)進行補償,相關(guān)電氣設(shè)備在運行中無法產(chǎn)生連續(xù)運轉(zhuǎn)則會導(dǎo)致補償過量,在相關(guān)的輕符合電氣設(shè)備中,也會應(yīng)用相關(guān)出現(xiàn)相應(yīng)的過量補償,這種現(xiàn)象會導(dǎo)致在電氣設(shè)備的工作過程中出現(xiàn)過高電壓,電壓質(zhì)量無法獲得保證,對于整體電力運行會產(chǎn)生不利影響。

        分散性補償屬于另一種無功功率的補償形式,能夠在電容器中進行分散安裝,一般會安裝在相關(guān)的用電支路的相關(guān)母線中,這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)之路的多組分散,在分散中得到相應(yīng)的補償,在具體的使用過程中能夠自動投入使用,也可以是進行斷開使用,這種無功功率的補償形式相對來說比較靈活,具有很好的控制效果。

        此外,個別補償形式在電容器并聯(lián)電氣回路中也會有很多的應(yīng)用,借助設(shè)備卡管的使用就能實現(xiàn)對于相應(yīng)電氣設(shè)備的無功補償,實現(xiàn)補償控制,保證無功電流平衡,此外,這種無功功率補償形式還能夠?qū)τ跓o負(fù)荷狀態(tài)下進行補償控制,一般這種無功功率補償形式更多的是應(yīng)用在一些電廠的一些大型電氣設(shè)備中。

        2 無功功率對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響

        無功功率對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響主要是通過兩個方面實現(xiàn)的。首先,無功功率對于發(fā)電機的使用效率和性能會產(chǎn)生一定的影響。在發(fā)電廠的發(fā)電機中,常用的發(fā)電機組為220MW,這種給發(fā)電機的勵磁實現(xiàn)主要是通過恒機端電壓實現(xiàn)自動調(diào)節(jié),發(fā)電機的額定功率即為220MW,發(fā)電機端電壓為17.9kv,母線電壓112kv,功率因素為0.212,系統(tǒng)頻率為50hz,根據(jù)上述的發(fā)電機的相關(guān)運行數(shù)據(jù)可知勵磁電流比額定勵磁電流要大,這樣就會導(dǎo)致長時間的過電流運行,造成電機轉(zhuǎn)子的線圈在運行中出現(xiàn)局部過熱的情況,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子絕緣性不斷下降,還會影響發(fā)電機的使用壽命,和整體性能。在增加勵磁的過程中,交軸電樞勵磁產(chǎn)生也會出現(xiàn)過量現(xiàn)象,直軸電樞無功公路也會降低,這樣就會在電樞影響下,因為有功功率增加造成勵磁產(chǎn)生降低,發(fā)電機的欠磁問題就會發(fā)生,無功功率以及電壓會不斷下降。在恒機端電壓工作中,電壓的降低會在一定程度上提升勵磁量,相應(yīng)的無功功率也會增加,在保證功率一定的狀況下,發(fā)電機運行也不會出現(xiàn)滿負(fù)荷的問題,在公路因素穩(wěn)定的狀況下,發(fā)電機有功功率要比額定功率低,無功功率的增加會使得有功功率也隨之增加,發(fā)電機的有功功率傳輸效果就會受到一定對于影響,勵磁電流數(shù)量也會增加,最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組熱量的上升。

        此外,無功功率補償對于線損也會產(chǎn)生一定的影響,在整個電力系統(tǒng)中,電壓的水文直接受到無功功率平衡水平都影響,無功功率的損耗也會造成電力系統(tǒng)中電壓出現(xiàn)變化,大幅度的電壓下降會造成整個電力系統(tǒng)線路和設(shè)備的運行安全問題。在傳輸穩(wěn)定的情況下,一般無功功率越小,相應(yīng)的有功功率傳輸能力就越大,通過對于無功功率裝置的使用能夠保證無功功率的平衡穩(wěn)定性,這樣就能維持電壓穩(wěn)定,減少線路的損耗,在電壓較低的情況下,即使電壓較低,也能提升整個電力系統(tǒng)的安全性和有效性。

        3 總結(jié)

        在電力系統(tǒng)中,無功功率對于發(fā)電機的運行效率、對于線損等問題都會產(chǎn)生一定都影響,要保證無功功率裝置的穩(wěn)定性,對于提升電力系統(tǒng)的安全性和有效性具有重要意義。因此,在電力系統(tǒng)中,要強化對于發(fā)電機無功功率的有效控制,達到對于整體電力系統(tǒng)性能的提升功效。

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