本書以全面和全新的視角闡述了無功(隨器)補償、分層補償與無功控制界面的相關理論及應用。
本書闡述了L-C 諧振電路與無功補償,以及諧振品質因數(shù)與無功補償節(jié)電效果的關系,揭示了容性無功功率和感性無功功率在電網中存在的規(guī)律(變化的電場與磁場);用諧振和補償節(jié)點的概念,詳細分析了各種補償情況,澄清了一些補償方面的模糊認識。
本書重點介紹了隨器補償?shù)睦碚摷皯,對隨器補償在縣域AVC 系統(tǒng)建設中的作用做了介紹,并給出了用隨器補償降低10kV 線路損耗,用隨器補償解決110 線路容性功率因數(shù)的實例。本書對于電容投切涌流也給出了獨特的解決辦法;對配網無功與電壓的靜特性也進行了介紹,并給出了治理低電壓的實例。
本書概念清晰,內容全面,通俗易懂,既有新穎的補償理論,也有來自實踐的具體案例,適用于廣大供電公司線損、無功電壓專責,電力系統(tǒng)運行管理人員,工廠電氣工程師、電力設計人員和高等院校師生參考閱讀。
前言節(jié)能與開源是我國的能源發(fā)展的長期戰(zhàn)略政策之一,節(jié)電是節(jié)能工作的組成部分。無功補償技術是一種通用節(jié)電技術,具有極強的實踐性和理論性。隨器補償技術是無功補償技術的補充和發(fā)展,是更加細化、精準的無功補償。作者根據(jù)多年的補償技術實踐經驗,編寫了本書,本意是為了更好地推廣無功隨器補償技術,讓電網更經濟、更安全。希望該書能借此拋磚引玉,讓補償技術在更多的地方得到充分的認識,引起更多人對無功補償節(jié)電技術的關注。本書語言通俗,所寫內容均來自于作者長期工作實踐的積累。尤其是補償與諧振、補償節(jié)點、補償分層、補償控制界面等概念,是作者幾十年來獨立思考的結果。隨器補償?shù)睦碚摵头椒ú粌H可以帶來節(jié)電收益,亦是指導解決實際當中各類無功補償問題的有效方法。本書共十章。主要內容由兩部分組成。第一部分為無功補償?shù)幕A理論:分別有無功補償基礎、無功補償與諧振品質因數(shù)、功率因數(shù)、配電網無功負荷電壓靜特性以及隨器自動補償?shù)南嚓P計算、全無功隨器補償?shù)睦碚撆c補償節(jié)點。第二部分主要是介紹隨器補償技術的應用:無功(隨器)補償裝置簡介、隨器補償裝置的抗涌流設計、隨器補償在10kV 線路降損中的應用;以及隨器補償在地鐵、通信110kV 供電系統(tǒng)的應用和隨器補償在縣域AVC 系統(tǒng)上的應用。在第一部分中,把無功補償(電磁振蕩)與諧振聯(lián)系起來,并且用諧振理論闡述了無功的存在形式和諧振條件,也探討了諧振的品質因數(shù)與補償原則的一致性,探討了交流電中的磁場與電場的振蕩交換規(guī)律。定義了無功補償節(jié)點的概念,給出了補償節(jié)點前后的若干規(guī)律,并在節(jié)點概念的指導下,對無功補償?shù)母鞣N可能情況進行了分析,尤其對過補償?shù)那闆r做了詳細的論述。作者還提出了無功補償層面與無功控制界面的概念,對于分析和解決較為復雜的無功問題具有一定的實際意義。此外,還討論了低電壓惡性循環(huán)形成的機制,探討了配網無功負荷與電壓的靜特性,并附有低電壓治理的實例。在第二部分中,介紹了隨器補償在不同行業(yè)的應用案例。介紹了在隨器補償?shù)乃悸废,利用無功分層和控制界面理論解決實際問題的方法。在第五章中,重點介紹了無功隨器補償中涉及的變壓器各類參數(shù)的概念及計算方法,介紹了變壓器一次側功率因數(shù)的計算公式,還介紹了及變壓器的等值電阻和等值電抗的有關公式和計算。本書給出了10kV 線路降損的一般原則,即首先補償變壓器自身無功,再補償用戶無功的解決思路,并給出了解決該問題的簡化方法和降損節(jié)電方法。本書提出了要重視隱蔽性涌流的設計,并提出了不同抗涌流的設計方法和解決補償頻繁振蕩的多種解決方案。最后一章還對隨器補償參與農村配網AVC 建設進行了理論和實踐探索。在編寫本書過程中得到了中國電科院教授級高工王金麗、鄭州大學電氣工程學院教授章健的大力支持;還得到了國網河南省電力公司及縣市供電公司莊清臣、潘輝、趙仲民、張弘廷、霍海偉、蘇銀、李勇旺、周繼偉、王現(xiàn)法、孫福林、劉浩、趙學軍、李撫民、劉富榮的大力支持。本書還得到了索凌電氣有限公司董事長焦大宏、副總經理孫淑靜和新能源事業(yè)部秦仲健,鄭州航空港興港電力有限公司董事長謝新鴿、副總經理王毅和動力部主任于少勛高工,河南柏科沃電子科技有限公司董事長馬靜波,西安華超電力集團有限公司董事長戴永然,河南易元泰電子科技公司董事長張崇,上海西西格電氣設備有限公司總經理萬松濤、河南普惠電力科技有限公司董事長賈建東、上海豪博電子測控工程有限公司喬崇清董事長、鄭州卡諾電氣有限公司王小奇董事長、上海能電設施有限公司鄭州分公司張愛婷電氣工程師、河南省鐵塔公司技術支撐中心高級工程師張少功,上海希形科技有限公司博士后王華東的大力支持。也曾得到國網湖南電力公司唐寅生老師的幫助,在此一并表示感謝。本書中的插圖由鄭州市天一節(jié)能技術有限公司馮英、周郅琪繪制。限于作者水平有限,書中不完善、不準確的地方在所難免,懇請讀者批評指正。秦嶺執(zhí)筆于鄭州2023-04-12
秦嶺,男,高級工程師,著有《工業(yè)企業(yè)能量平衡計算》紡織出版社、多篇論文。多項科技項目在河南電力公司獲獎并取得專利。其中《全無功隨器自動補償裝置技術》為國家電網2014年推廣新技術,為國家發(fā)明專利持有人。
目錄
前言
第一章 無功補償基礎 1
第一節(jié) 交流電中的電流與功率 1
第二節(jié) 功率因數(shù) 8
第三節(jié) 交流電中的負載 18
第四節(jié) L-C 諧振電路 32
第二章 無功補償與諧振品質因數(shù)、功率因數(shù) 38
第一節(jié) 無功補償與L-C 諧振 38
第二節(jié) 無功補償提高功率因數(shù) 50
第三節(jié) 功率因數(shù)的考核與優(yōu)化 69
第三章 配電網無功電壓的特性規(guī)律 79
第一節(jié) 配電網無功負荷電壓靜特性 81
第二節(jié) 無功電源的電壓靜特性 88
第三節(jié) 電網電壓穩(wěn)定性與無功功率的關系 97
第四節(jié) 低電壓治理案例 108
第四章 全無功隨器補償?shù)睦碚撆c節(jié)點 113
第一節(jié) 隨器補償與無功分層、無功分區(qū)平衡 114
第二節(jié) 全無功隨器補償 118
第三節(jié) 補償節(jié)點 129
第五章 隨器補償?shù)南嚓P計算 138
第一節(jié) 變壓器參數(shù)及公式 138
第二節(jié) 變壓器一次側功率因數(shù)計算 148
第三節(jié) 隨器補償容量計算與確定 154
第四節(jié) 隨器補償?shù)牡湫蛻?161
第六章 無功(隨器)補償裝置 169
第一節(jié) 補償裝置與系統(tǒng)的接入、投切保護方式 170
第二節(jié) 全無功隨器自動補償裝置簡介 177
第三節(jié) 主要補償裝置簡介 182
第七章 隨器補償裝置的抗涌流、諧波設計 198
第一節(jié) 無功補償裝置的保護 199
第二節(jié) 投入電容時的涌流及過電壓 207
第三節(jié) 減少投切次數(shù)的設計方法 214
第四節(jié) 電抗器抑制涌流及諧波 223
第八章 隨器補償在10kV 線路降損中的應用 234
第一節(jié) 等網損微增率準則和最優(yōu)網損微增率
準則 235
第二節(jié) 經典無功線損計算 241
第三節(jié) 10kV 線路無功優(yōu)化 249
第四節(jié) 10kV 線路優(yōu)化隨器補償降損實例 256
第九章 隨器補償在110kV 線路補償?shù)膽?265
第一節(jié) 110kV 輸電線路的無功計算 266
第二節(jié) 地鐵110kV 供電系統(tǒng)無功補償 270
第三節(jié) 某售電公司110kV 輸電系統(tǒng)
無功補償方案 283
第四節(jié) 隨器補償在通信數(shù)據(jù)中心的應用 288
第十章 隨器補償在縣域AVC 上的應用 290
第一節(jié) 電壓無功對電網經濟運行、安全運行的
影響 291
第二節(jié) 無功優(yōu)化與電壓調整 299
第三節(jié) 電壓自動控制AVC 303
第四節(jié) 基于隨器補償?shù)目h域配電網AVC 建設 308