電容器裝置在輸電線路中的應(yīng)用分析

吳發(fā)友

摘 要：在當(dāng)前的輸電線路建設(shè)中，電容器裝置的應(yīng)用廣泛其可以有效改善輸電線路的功率因數(shù)、改善電壓質(zhì)量、提升輸電能力，提高輸電系統(tǒng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性、濾除線路中的分量等多種功能。本文針對電容器裝置在輸電線路中的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析和介紹。

關(guān)鍵詞：電容器裝置；輸電線路；應(yīng)用分析

引言

當(dāng)前電容器裝置在實際應(yīng)用中一般通過并聯(lián)或是串聯(lián)方式接入電路之中，電容器和其他的輔助設(shè)備共同配合，實現(xiàn)對輸電線路功能的優(yōu)化，穩(wěn)定輸電過程，對于輸電功能的實現(xiàn)有著極大的影響。

1電容器介紹

電力系統(tǒng)的設(shè)計過程中，技術(shù)人員要結(jié)合區(qū)域的用電需求對輸電線路以及設(shè)備的感性負(fù)載進(jìn)行確定。在輸電線路的運(yùn)行中，設(shè)備需要大量的感性功率，電力電容器作為容性設(shè)備，在實際設(shè)計中借助電容器容抗和感抗相互補(bǔ)償?shù)脑恚梢詫崿F(xiàn)對輸電線路感性功率的補(bǔ)償，以此來優(yōu)化輸電網(wǎng)絡(luò)的供電能力。

在實際的設(shè)計建設(shè)中，技術(shù)人員會采用并聯(lián)以及串聯(lián)兩種方式將電容器裝置接入輸電線路之中。并聯(lián)電容器采用并聯(lián)形式接入電路，用于補(bǔ)償輸電系統(tǒng)運(yùn)行過程中的無功功率，提升輸電過程的功率因數(shù)，降低輸電系統(tǒng)的運(yùn)行消耗，提升輸電質(zhì)量，保證電網(wǎng)的電壓，提升電力設(shè)備的利用率。串聯(lián)電容器則通過串聯(lián)方式連接在高壓輸電線路和配電線路之中，其主要的應(yīng)用目的是補(bǔ)償線路運(yùn)行中的分散感抗，提升輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，避免長距離輸電可能出現(xiàn)的電能損失問題。

除了串聯(lián)電容器以及并聯(lián)電容器之外，在實際輸電線路的建設(shè)中，技術(shù)人員還會使用多種電容器來滿足優(yōu)化目的。濾波電容器會在高壓線路的整流濾波裝置中使用，可以濾除輸電工頻電流之中的分量，提升輸電效率。耦合電容器一般在輸電線路的保護(hù)、測量以及通信裝置中進(jìn)行使用。斷路電容器會在輸電線路高壓開關(guān)處進(jìn)行使用，確保電路開斷的過程中電壓變化均勻。脈沖電容器用于進(jìn)行儲能，一般在各類需要穩(wěn)定供電的場合使用，例如一些需要大量使用電能的實驗室。標(biāo)準(zhǔn)電容器組則是在輸電線路的電壓測量賄賂中使用，對輸電線路的電壓校準(zhǔn)工作有著較大的作用。

2電容器設(shè)備類型和應(yīng)用

當(dāng)前在輸電線路的建設(shè)之中，根據(jù)電路功能以及電容器用途上的差異，實際運(yùn)行中使用的電容器裝置主要是并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器以及濾波電容器，下文針對這些電容器的功能和實際應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

2.1并聯(lián)電容器裝置

并聯(lián)電容器是當(dāng)前輸電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中使用最多的電容器裝置，其通過并聯(lián)方式接入電路之中，可以實現(xiàn)對電路運(yùn)行過程中感性無功功率的補(bǔ)償，可以有效提升輸電網(wǎng)絡(luò)的供電效率，減少電力傳輸過程的消耗。在實際設(shè)計中，技術(shù)人員要根據(jù)輸電線路電壓等級的不同選擇不同的并聯(lián)電容裝置，確保其可以發(fā)揮設(shè)計功能。研究人員要根據(jù)變電站之中所使用的變壓器容量來對變電站進(jìn)行一定的優(yōu)化，以此來實現(xiàn)補(bǔ)償變壓器的無功損耗以及負(fù)荷設(shè)備的無功補(bǔ)償。在實際運(yùn)行過程中若是變電站中的主變壓器容量在40MVA之上，那么在變電站的設(shè)計優(yōu)化過程中應(yīng)當(dāng)使用兩組容性無功補(bǔ)償裝置。在無功補(bǔ)償裝置的容量確定的過程中，技術(shù)人員一般是根據(jù)主變壓器的容量進(jìn)行設(shè)置，并在這個過程中考慮電網(wǎng)運(yùn)行的最小負(fù)荷以及無功補(bǔ)償需求。

在實際應(yīng)用之中，并聯(lián)電容器裝置包括并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗、放電線圈、避雷器、隔離開關(guān)等設(shè)備組成，在連接中，技術(shù)人員會使用單星型不接地接線方式和電網(wǎng)進(jìn)行連接。其中，串聯(lián)電抗設(shè)備的主要作用是避免電容器在使用中產(chǎn)生較大的涌流，避免造成設(shè)備的損壞，其次，串聯(lián)電抗可以抑制輸電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的諧波造成電容損壞，保證設(shè)備的正常安全使用。放電線圈可以在電容脫離電網(wǎng)時降低電容器中的電荷量，保證再次使用時不出現(xiàn)涌流等問題，保證使用中的安全性。除此之外，放電線圈也為電容器提供了運(yùn)行中的不平衡保護(hù)，極大的提升了電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，延長了電容器的使用壽命。

2.2串聯(lián)補(bǔ)償電容器裝置

在當(dāng)前的高壓輸電線路的工作之中，影響電力輸送質(zhì)量的主要因素是線路的阻抗問題，阻抗的存在會直接影響傳輸過程中的電能容量以及輸電距離，對輸電效率有很大的影響。在當(dāng)前的建設(shè)中，技術(shù)人員會使用串聯(lián)補(bǔ)償裝置來優(yōu)化線路阻抗，將串聯(lián)電容器連接在交流電力系統(tǒng)之中，通過其補(bǔ)償作用，線路中的阻抗得到了降低，減少了輸電線路運(yùn)行過程中出現(xiàn)的電壓降落問題，提升了輸電線路運(yùn)行中的電能容量以及輸電距離，極大優(yōu)化了輸電系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，提升了輸電過程的穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用過程中，為了保證輸電過程穩(wěn)定進(jìn)行，技術(shù)人員要保證串聯(lián)補(bǔ)償裝置補(bǔ)償度地域50%，確保輸電過程正常進(jìn)行。

2.3濾波電容器裝置

當(dāng)前的輸電系統(tǒng)分為直流輸電換流站以及高壓交流輸電系統(tǒng)，在換流裝置的工作過程中，電路的直流側(cè)以及交流側(cè)都會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的諧波電流以及諧波電壓，對輸電質(zhì)量造成了較大的影響。輸電技術(shù)人員為了降低諧波電壓電流的存在對輸電質(zhì)量的影響，在當(dāng)前的換流站中使用了交流濾波電容器裝置。這一裝置的結(jié)構(gòu)包括交流濾波電容器以及濾波電抗器，采取并聯(lián)方式接入線路之中，保證了對電網(wǎng)中多種濾波電流的濾除作用，降低了系統(tǒng)運(yùn)行過程中的諧波水平，改善了輸電系統(tǒng)運(yùn)行中的功率因數(shù)，提升了輸電效率。

當(dāng)前輸電系統(tǒng)中使用的交流濾波電容器裝置可以分為單調(diào)諧濾波器以及雙調(diào)諧濾波器，實際使用中，這一裝置的原理是利用電容器和電抗器在一定電流頻率之下產(chǎn)生諧振，這種情況之下，電容器針對這一頻率的諧振電流表現(xiàn)為低阻抗，對其他頻率電流則呈現(xiàn)為看看高阻抗，從而濾除特定頻率的電流，優(yōu)化電能輸送質(zhì)量。

結(jié)語

隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，更多的現(xiàn)代化技術(shù)開始在電網(wǎng)建設(shè)中使用，電容器裝置的使用降低了輸電線路中產(chǎn)生的電能損耗，避免了諧振電流對輸電質(zhì)量的影響，當(dāng)前出現(xiàn)的新型電容器例如靜止無功補(bǔ)償器以及靜止無功發(fā)生器等也對于電力輸送質(zhì)量有很大的提升作用。在未來的發(fā)展中，電容器的應(yīng)用將更為廣泛，對電網(wǎng)建設(shè)有著極大的優(yōu)化作用。

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