关于发电机无功功率与电力系统稳定运行的探究

2019-11-28赵宇龙

商品与质量 2019年8期

赵宇龙

河北国华定州发电有限责任公司河北保定 073000

1 发电机无功功率相关分析

1.1 无功功率产生

在电动机中，定子旋转会产生磁场，这样就带动电动机进入旋转，产生励磁来消耗功率，这就是无功功率。发电机在进行运行发电的过程中需要消耗一定的无功功率，这种无功功率一般不会对外做功，只是电能和磁能之间的来回转换，无功功率不会消耗燃料，也不会对于其他能源进行消耗，因此称之为无功功率。无功功率和有功功率是密切相关的，一般只有无功功率先产生，才能生成有功功率。

1.2 无功功率补偿

无功功率补偿具备减少无功功率对电力系统影响的作用，还能提升供电系统功率因数，发挥系统端电压的稳定效果，从而提高整体电力系统的供电服务稳定性和有效性，提升电力供应质量。此外，无功功率补偿还能够实现对于输电线路的负荷降低，同时降低用电设备的负荷们对于有功功率也不会产生明显的消耗，保持电力系统的良好运行状态，降低整体电力生产和运输的成本。

一般在电力系统中，不会存在纯粹的电阻电路，一般电路元件都含有感性负载以及容性负载，而容性电流和感性典型在电路中的电流差相位多为180°，感性负载还会对于容性负载释放从能力进行吸收，两者实际上可以相互进行能量释放和吸收，而它们之间的负荷承担着能量交换的功效，容性负荷无功功率能够借助感性负荷无功功率来获得补偿。

1.3 无功功率补偿形式

就目前发电机的无功功率补偿中，主要的无功功率补偿形式包括集中补偿、分散补偿、个别补偿三种形式，其中，集中补偿是将补偿应用到电容器的所有供电所需要的母线中，也能够实现对于所有电容器的配电变压器低压侧进行补偿，相关电气设备在运行中无法产生连续运转则会导致补偿过量，在相关的轻符合电气设备中，也会应用相关出现相应的过量补偿，这种现象会导致在电气设备的工作过程中出现过高电压，电压质量无法获得保证，对于整体电力运行会产生不利影响。

分散性补偿属于另一种无功功率的补偿形式，能够在电容器中进行分散安装，一般会安装在相关的用电支路的相关母线中，这样就能够实现相关之路的多组分散，在分散中得到相应的补偿，在具体的使用过程中能够自动投入使用，也可以是进行断开使用，这种无功功率的补偿形式相对来说比较灵活，具有很好的控制效果。

此外，个别补偿形式在电容器并联电气回路中也会有很多的应用，借助设备卡管的使用就能实现对于相应电气设备的无功补偿，实现补偿控制，保证无功电流平衡，此外，这种无功功率补偿形式还能够对于无负荷状态下进行补偿控制，一般这种无功功率补偿形式更多的是应用在一些电厂的一些大型电气设备中。

2 无功功率对于电力系统的稳定性影响

无功功率对于电力系统的稳定性产生影响主要是通过两个方面实现的。首先，无功功率对于发电机的使用效率和性能会产生一定的影响。在发电厂的发电机中，常用的发电机组为220MW，这种给发电机的励磁实现主要是通过恒机端电压实现自动调节，发电机的额定功率即为220MW，发电机端电压为17.9kv，母线电压112kv，功率因素为0.212，系统频率为50hz，根据上述的发电机的相关运行数据可知励磁电流比额定励磁电流要大，这样就会导致长时间的过电流运行，造成电机转子的线圈在运行中出现局部过热的情况，导致转子绝缘性不断下降，还会影响发电机的使用寿命，和整体性能。在增加励磁的过程中，交轴电枢励磁产生也会出现过量现象，直轴电枢无功公路也会降低，这样就会在电枢影响下，因为有功功率增加造成励磁产生降低，发电机的欠磁问题就会发生，无功功率以及电压会不断下降。在恒机端电压工作中，电压的降低会在一定程度上提升励磁量，相应的无功功率也会增加，在保证功率一定的状况下，发电机运行也不会出现满负荷的问题，在公路因素稳定的状况下，发电机有功功率要比额定功率低，无功功率的增加会使得有功功率也随之增加，发电机的有功功率传输效果就会受到一定对于影响，励磁电流数量也会增加，最终导致转子绕组热量的上升。

此外，无功功率补偿对于线损也会产生一定的影响，在整个电力系统中，电压的水文直接受到无功功率平衡水平都影响，无功功率的损耗也会造成电力系统中电压出现变化，大幅度的电压下降会造成整个电力系统线路和设备的运行安全问题。在传输稳定的情况下，一般无功功率越小，相应的有功功率传输能力就越大，通过对于无功功率装置的使用能够保证无功功率的平衡稳定性，这样就能维持电压稳定，减少线路的损耗，在电压较低的情况下，即使电压较低，也能提升整个电力系统的安全性和有效性。