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什么是串联补偿
2021-10-12

华天电力专业生产变频串联谐振试验装置,下面为大家介绍什么是串联补偿。


定义:串联补偿是通过在输电线路上串联一个电容器来提高系统电压的方法。换句话说,在串联补偿中,将无功功率与传输线串联插入,以提高系统的阻抗。它提高了线路的电力传输能力。它主要用于特高压和超高压线路。


变频串联谐振试验装置


串联补偿的优点


串联补偿具有增加传输容量、提高系统稳定性、控制电压调节和确保并联馈线之间适当的负载分配等几个优点。下面将讨论这些优点。


提高电力传输能力——线路上的电力传输由下式给出


image.png


其中 P 1 – 每相传输的功率 (W)

V s – 发送端相电压 (V)

V r – 接收端相电压

X L – 线路的串联感抗

δ – V s和 V r之间的相角


如果将具有容抗 X c的电容器与线路串联,则线路的电抗从 X L减少到 ( X L – X c )。功率传递由下式给出


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其中,


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因子 k 称为补偿程度或补偿因子。因此,每单位补偿由方程给出百分比


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补偿由方程给出


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其中 X L = 每相线路的总串联感抗

X C = 每相电容器组的容抗

在实践中,k 介于 0.4 和 0.7 之间。对于 k = 0.5,


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因此,功率传输加倍了 50% 的补偿。


提高系统稳定性——对于相同的功率传输和相同的发送和接收端电压值,串联阻抗线的相角δ小于未补偿线的相角。δ 值越小,稳定性越高。


并联线路之间的负载分配——串联电容器用于传输系统以改善并联线路之间的负载分配。当具有大功率传输能力的新线路与现有线路并联时,则很难在不使旧线路过载的情况下加载新线路。在这种情况下,串联补偿会降低串联电抗,并且可以轻松完成并联电路之间的适当负载分配。负载分配增加了系统的功率传输能力并减少了损耗。


电压控制 –在串联电容器中,Var(无功功率)会随着负载电流的变化而自动变化。因此,由于突然的负载变化而导致的电压电平下降会立即得到纠正。


串联电容器的位置


串联电容器的位置取决于线路的经济和技术考虑。串联电容可以位于发送端、接收端或线路中心。有时它们位于沿线的两个或更多点。


补偿的程度和线路的特性决定了电容器的位置。它们安装在端子上提供了维护便利,但在故障条件下电容器端子上出现的过电压会使电容器承受过大的压力。


电容器安装在较长线路的中间开关站。位于线路中心的位置也降低了电容器的额定值。串联电容器的额定值由下式给出


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其中 I 是线路电流。电容器组由串联、并联或两者串联连接的小单元组成,以获得所需的电压和 Var 额定值。


串联电容器的保护方案


当发生故障或过载时,大电流将流过线路的串联电容器。因此,传输线两端会出现过大的压降。为了保护电容器免受此类异常电压的影响,将火花隙和浪涌分流器连接到电容器端子。断路器也与其并联。串联电容器的一些方法如下所示。


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下面详细给出与串联电容器应用相关的一些问题


串联补偿线路在低于电源频率的频率下产生串联谐振。这被称为次同步谐振。次同步产生机械应力,转子轴产生高扭应力。次同步共振问题多发生在故障或开关操作中。串联补偿线路的次同步问题可通过以下方法解决。

通过使用过滤器。

通过在谐振条件下通过串联电容器组。

通过发电机在共振条件下跳闸。

串联电容器在断路器触点上产生高恢复电压。

如果补偿的程度和电容器的位置不当,用于线路保护的距离继电器可能无法正常工作。

在线路串联补偿的末端接通空载变压器可能会产生非线性谐振或铁磁谐振。这可能会导致不间断的振荡。振荡的频率可以通过在电容器上使用并联电抗器或暂时将电容器短路来抑制。

轻载同步电机有狩猎的趋势。

串联电容器会产生更多的净电压上升,因为会发生更多的电压降。


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