電力系統(tǒng)新技術(shù)論文
電力系統(tǒng)新技術(shù)論文
電力系統(tǒng)的組成要素是由：發(fā)電系統(tǒng)、輸送電力、變電配電和用電等環(huán)節(jié)組成.學習啦小編為大家整理的電力系統(tǒng)新技術(shù)論文，希望你們喜歡。
電力系統(tǒng)新技術(shù)論文篇一
電力系統(tǒng)無功分析
摘 要：電力系統(tǒng)無功在電能傳輸、維持電網(wǎng)電壓起著至關(guān)重要的作用，但同時系統(tǒng)傳輸較多的無功會較低變壓器的利用率，也會減小電網(wǎng)的傳輸能力，因此電力系統(tǒng)無功的平衡就顯得尤為突出，對無功需求較大的地區(qū)進行合理的無功補償也是在電網(wǎng)和經(jīng)濟發(fā)展應(yīng)該合理考慮的重要問題。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 無功 功率因素 無功補償
中圖分類號：TM743 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2014)04(c)-0087-01
在電網(wǎng)中，由電源供給負載的電功率有兩種：一種是有功功率，另一種是無功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量如：機械能、光能、熱能等，這些能量我們能夠以視覺或觸覺感覺到。無功功率比較抽象，是我們無法憑視覺或觸覺發(fā)覺得，電網(wǎng)中電力設(shè)備大多是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，他們在能量轉(zhuǎn)換過程中建立交變的磁場，在一個周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過純電感或純電容電路時并沒有能量消耗，僅在負荷與電源之間往復交換，在三相之間流動，由于這種交換功率不對外做功，因此稱為無功功率。
無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，變壓器也不能變壓，電動機就不會轉(zhuǎn)動，交流接觸器不會吸合。由此可見無功并不是無用之功。為了保證電力系統(tǒng)的正常運行，無功必不可少，在電網(wǎng)的能量傳輸中，必須考慮無功的傳輸。但是系統(tǒng)中過多的考慮無功的輸送，必定會減少有功的傳輸，這就制約負荷端對有功的需求，降低了對電網(wǎng)、變壓器的利用率這也不是電網(wǎng)發(fā)展追求的目的。輸送過多無功功率對供、用電產(chǎn)生的不良影響，主要表現(xiàn)在：
(1)視在功率一定時，增加無功功率就要降低輸、變電設(shè)備的供電能力。
(2)降低發(fā)電機有功功率的輸出。
(3)電網(wǎng)內(nèi)過多無功功率的流動會造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。
(4)當無功缺額情況嚴重時，用戶將竭力調(diào)用大容量用電設(shè)備，使功率因數(shù)進一步降低，系統(tǒng)無功負荷愈加愈大，電壓水平更低，形成惡性循環(huán)，最后造成電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解而大面積停電。
由上可見電力系統(tǒng)發(fā)送過多的無功而帶來的不足。如果電力系統(tǒng)只發(fā)送有功，那么系統(tǒng)中的變壓器由于缺少無功就無法正常進行變配電。所以發(fā)電機必須保證線路的無功損耗和變壓器的最小無功需要。那么負荷所需要的無功從哪里來，考慮到上面講述的內(nèi)容，我們在輸電的過程中要盡可能的減少無功輸送，從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率，一般滿足不了負荷的需要，對于負荷側(cè)無功需求我們可以考慮通過無功補償進行實現(xiàn)。
無功補償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。進行無功補償?shù)木唧w作用表現(xiàn)如下：
(1)提高電壓質(zhì)量
把線路中電流分為有功電流Ia和無功電流Ir，則線路中的電壓損失：
式中： P―有功功率，kW Q―無功功率，kvar
U―額定電壓，kV R―線路總電阻，Ω
Xl―線路感抗，Ω
因此，提高功率因數(shù)后可減少線路上傳輸?shù)臒o功功率Q，若保持有功功率不變，而R、Xl均為定值，無功功率Q越小，電壓損失越小，從而提高了電壓質(zhì)量。
(2)提高變壓器的利用率，減少投資
功率因數(shù)由cosφ1提高到cosφ2提高變壓器利用率為：
由此可見，補償后變壓器的利用率比補償前提高ΔS%，可以帶更多的負荷，減少了輸變電設(shè)備的投資。
(3)減少用戶電費支出
?、倏杀苊庖蚬β室驍?shù)低于規(guī)定值而受罰。
②可減少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，電費可相應(yīng)降低。
(4)提高電力網(wǎng)傳輸能力
有功功率與視在功率的關(guān)系式為：P=Scosφ?？梢?，在傳輸一定有功功率的條件下，功率因數(shù)越高，需要電網(wǎng)傳輸?shù)墓β试叫 ?/p>
在電網(wǎng)中影響功率因素變化的因素如此之多，所以要想維持電網(wǎng)中功率因素的穩(wěn)定絕非易事，這就需要在電網(wǎng)中無功消耗多的用電設(shè)備加上無功補償裝置，無功補償通常采用的方法主要有3種：低壓集中補償、低壓個別補償、高壓集中補償。下面簡單介紹這3種補償方式的適用范圍及使用該種補償方式的優(yōu)缺點：
(1)低壓集中補償，低壓集中補償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負荷而直接控制電容器的投切。低壓集中補償?shù)膬?yōu)點：接線簡單、運行維護工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟性，是目前無功補償中常用的手段之一。
(2)低壓個別補償：，低壓個別補償就是根據(jù)個別用電設(shè)備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過控制、保護裝置與電機同時投切。隨機補償適用于補償個別大容量且連續(xù)運行(如大中型異步電動機)的無功消耗，以補勵磁無功為主。低壓個別補償?shù)膬?yōu)點是：用電設(shè)備運行時，無功補償投入，用電設(shè)備停運時，補償設(shè)備也退出，因此不會造成無功倒送。具有投資少、安裝容易、占位小、配置方便靈活、維護簡單、事故率低等優(yōu)點。
(3)高壓集中補償，高壓集中補償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10 kV高壓母線上的補償方式。適用于用戶遠離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負荷時，可以減少對電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補償作用;補償裝置根據(jù)負荷的大小自動投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導致電費的增加。同時便于運行維護，補償效益高。
電力系統(tǒng)中無功平衡是衡量電能質(zhì)量的重要指標，無功過低或過高都會對電力系統(tǒng)造成影響，因此，無功深入分析是一項很重要的工作，也是這篇文章意義所在。
參考文獻
[1] 李梅蘭，盧文鵬.電力系統(tǒng)分析[M].中國電力出版社，2010.
[2] 李宏仲.地區(qū)電網(wǎng)無功補償與電壓無功控制[M].機械工業(yè)出版社，2012.
電力系統(tǒng)新技術(shù)論文篇二
電力系統(tǒng)防雷保護
摘 要：雷電瞬間產(chǎn)生的高壓效應(yīng)高達數(shù)萬伏甚至數(shù)十萬伏的沖擊電壓，并且雷電本身還會產(chǎn)生巨大的熱能當電力系統(tǒng)瞬間遭受雷擊時，完全可以讓電力系統(tǒng)停止工作并且可能導致的人員傷亡和經(jīng)濟財產(chǎn)損失。而防雷系統(tǒng)的啟用則是對雷擊所帶來的災害降低到最低點。
關(guān)鍵詞：防雷;電力系統(tǒng);基礎(chǔ)保護措施
中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2013) 10-0226-01
中國的防雷技術(shù)相對西方國家要晚一些，九十年代初期才建成了具有真正意義上的防雷企業(yè)，2002年第一屆防雷論壇在深圳召開，標示著我國在防雷領(lǐng)域漸入佳境，之后我國制定了兩大防雷的通用規(guī)定，GB-50057――1994《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》和GB-50343――2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，從此防雷技術(shù)在我國推廣及應(yīng)用得到了相當大的進步。
電力系統(tǒng)的組成要素是由：發(fā)電系統(tǒng)、輸送電力、變電配電和用電等環(huán)節(jié)組成的雷電所產(chǎn)生的各種自然現(xiàn)象對電力系統(tǒng)有著極高的破壞性和危害性，直接影響了人們的正常生活和經(jīng)濟效益。所以，電力系統(tǒng)的防雷保護工作相對來說非常的重要。
一、電力系統(tǒng)中的高壓線路防雷保護措施
因為電力系統(tǒng)中的高壓線路在室外架設(shè)的原因，遭受雷擊的機率非常的大，防雷技術(shù)的預警保護措施起到了預防的作用。三千伏到一萬伏架設(shè)線路防雷保護措施如下。增強高壓線路的絕緣能力。橫擔采用瓷結(jié)構(gòu)在輸送電線路中應(yīng)用，瓷結(jié)構(gòu)的橫擔要優(yōu)越于鐵橫擔的防雷、防腐蝕能力。當雷電擊中高壓線路時，從而形成工頻電弧和相間閃絡(luò)，達到減少因雷電造成的跳閘現(xiàn)象。使用鐵橫擔的高壓電線桿的線路上，為了加大電力系統(tǒng)的防雷保護的能力，應(yīng)該在原有的基礎(chǔ)上使用具有絕緣性瓷瓶。
電力系統(tǒng)的高壓線路比較高的電線桿，高壓線相互間的連接處，閉合部分等等，這些都是絕緣性比較差的地方。在遭受雷擊的時候非常容易遭受短路。必須在這些容易發(fā)生問題的地方，加設(shè)避雷器或保護間隙。或者加設(shè)自重合閘熔斷器和自動重合閘以起到系統(tǒng)防雷的作用。
高壓線路頂端保護應(yīng)采取三角型結(jié)構(gòu)。因為三千伏到一萬伏高壓線路中間點多數(shù)采取不接地設(shè)計，頂線絕緣如果有保護間隙，當遭遇雷電攻擊的時候，間隙隨即穿透，雷擊產(chǎn)生的電流直接釋放到了大地，這樣大大的保護了電力系統(tǒng)跳閘的現(xiàn)象，更加直接的保護了另外兩根連接線。
事實告訴我們，電力系統(tǒng)的高壓線路遭受雷電攻擊時，不發(fā)生短路的機率非常的小，尤其是三千伏到一萬伏的高壓線路，當線路斷路器自動跳閘或者熔斷器工作，電弧消失，在0.7s左右的時間后又自動閉合，電弧復燃的幾率非常的小，恢復電力系統(tǒng)正常的工作。因為停電的瞬間性，對于電力系統(tǒng)的損害不是很大的，保障了電力輸送的正常性。
二、電力系統(tǒng)中的低壓架空線路的防雷保護措施
民眾對絕緣認識的知識了解少，而現(xiàn)實生活中有經(jīng)常遇到雷擊民房的例子，所以低壓線路的加設(shè)防雷保護器非常重要，雷電保護措施如下。民宅的低壓線所采用的絕緣子鐵腳接入大地。在雷擊時通過絕緣子釋放到大地。絕緣子接地極電阻不應(yīng)超過30Ω，如果當?shù)赝临|(zhì)電阻率在200Ω以下，而此地區(qū)采用的是鐵橫擔水泥桿線路，水泥桿已經(jīng)起到連續(xù)接地的作用可以不在加設(shè)接地極，如有特殊要求可在房屋前方五十米處加裝一組低壓防雷保護器，屋內(nèi)可在加裝一組防雷保護器。如果建筑物室內(nèi)是機電設(shè)備可在門口處加設(shè)絕緣子接地極接入大地。如果是高密度人口集聚區(qū)采用的是木質(zhì)結(jié)構(gòu)的接線橫擔，在加設(shè)專用接地裝置的同時絕緣子接地極必須接入大地。如果是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的電線桿電阻不超過30Ω的可以不用。
三、電力系統(tǒng)中的配電變壓器防雷保護措施
在以前當配電變壓器遭受雷擊后，當時的結(jié)論是高壓繞組出現(xiàn)了問題，這種認識在某種程度上是片面性的，在以事實為依據(jù)下：配電變壓器在遭受雷擊后產(chǎn)生損害的主要原因是“正反變換”的超電壓引發(fā)的，而由反變超電壓引起的事故非常巨大。
電壓在正變換過當?shù)蛡?cè)線路遭遇電擊時，雷電所產(chǎn)生的電流滲透進低壓繞組由中性處防雷保護接地極引流大地，進入大地的電流Ijd在接地極電阻Rjd上產(chǎn)生壓降。這個壓降使得低壓側(cè)中性處電位增大。增加在低壓繞組產(chǎn)生過電壓，對低壓繞組產(chǎn)生危害。這時電壓通過高低壓繞組的電磁感應(yīng)電流升高到高壓側(cè)，高壓繞組的電壓增強，導致高壓繞組產(chǎn)生危險的過電壓。被雷電攻擊后的低壓繞組，由于經(jīng)過電磁感應(yīng)從而轉(zhuǎn)換到高壓側(cè)，所產(chǎn)生的超電壓高壓繞組現(xiàn)象叫做正變換過電壓。
電壓在反變換過當高壓側(cè)線路遭遇電擊時，雷電所產(chǎn)生的電流通過高壓側(cè)防雷保護器接地極引流到大地，接地極電流Ijd在接地極電阻Rjd出現(xiàn)壓降。這個壓降的功效在低壓側(cè)中性處上，使得低壓側(cè)出線好比經(jīng)電阻接地，電壓很多部分加載低壓繞組上。經(jīng)過電磁感應(yīng)后的壓降變比升至高壓側(cè)，并且累計在高壓繞組相電壓之上，以此高壓繞組過電壓出現(xiàn)雷電擊穿的災害，由于高壓側(cè)被雷電攻擊后，功效相當?shù)蛪簜?cè)，經(jīng)過電磁感應(yīng)又轉(zhuǎn)換到高壓側(cè)，導致超電壓的高壓繞組叫反變換過電壓。
電力系統(tǒng)中的配變高壓側(cè)加設(shè)防雷保護器，對于預防電擊產(chǎn)生的電波有很大的作用。在低壓側(cè)加設(shè)防雷保護器預防正變換過電壓，在經(jīng)過實踐的正反變換過電壓結(jié)論下，導致正反變換過電壓是低壓繞組過電壓產(chǎn)生的，只要有效的控制低壓繞組過電壓的增強，正反變換過電壓即可恢復到原有的基礎(chǔ)上。低壓側(cè)加設(shè)防雷保護器以達到有效控制低壓繞組的增強。加設(shè)低壓防雷保護器，正反變換過電壓才能被徹底控制，達到保護高壓繞組的目的。
電力系統(tǒng)中的配變必須安裝高壓熔斷器，防雷保護接地極必須使用三體合一的接地方法。防雷保護器接地極引線與配變箱外殼，和低壓側(cè)中間點相互連接到接地裝置的連接稱為三體合一。雷電密集區(qū)域配變低壓側(cè)端口應(yīng)加設(shè)低壓防雷保護器。接地裝置一定要符合技術(shù)規(guī)定，接入大地必須安全，使其成為保護配變的護身符。
從以上分析研究得出的結(jié)果，專業(yè)人士或者普通民眾對待電擊的危害性，要有充分的準備，盡可能的普及雷電預防知識，以及科學的預防方法和完善的防雷措施。大家只要運用得當，預先做好基礎(chǔ)的防護措施，對于電擊所帶來的災害會降低到最低點，所以防雷知識不僅要保證電力系統(tǒng)的長期安全穩(wěn)定運行，還要讓國家和人民的損失降低到最低點。
參考文獻：
[1]談文華，萬載揚.實用電氣安全技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998.
[2]張慶河.電氣與靜電安全[M].北京：中國石化出版社，2005.
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