纵向无功功率补偿——物理意义与技术实现

为了提高现有电力线的效率并提高其吞吐量，使用了纵向无功功率补偿装置。今天，不同容量的不同发电源以及高压线路，特别是那些长距离输电的线路，导致人们越来越需要提高电力系统的可靠性，而且要改进他们的效率。

增加电力线路输电容量的方法有两种，一种是直接增加线路截面，另一种是采用纵向方案补偿无功功率。第二种方式——纵向无功功率补偿——被证明是实现系统间和系统内连接这一目标的更经济的方式。

众所周知，当无功功率通过电线传输时，电网部分会出现显着的电压下降和电流增加，这对有用的有功功率的传输造成了限制。

纵向无功补偿是指通过升压或隔离变压器在负载上串联附加电容器，实现根据负载电流的电流值自动调节电压。

当然，纵向补偿，应急模式是不可避免的，原因可能是：

• 电容器分流，这会引起电涌；

• 铁磁共振现象;

• 从内部损坏电容器。

为避免电压突然升高造成损坏，此时必须通过高压开关自动断开电容器或立即通过火花隙放电。

由于无功补偿电容器串联在交流电路中，整个线路电流都流过它们，因此如果有短路电流，也会流过它们。

为了提高输电能力，在高压线路中采用纵向补偿，保证了包含这些线路的电力系统的稳定性。

在纵向补偿中，电容器电流等于流过它的总负载电流 I，电容器组功率 Q 是一个可变值，在任何给定时间取决于负载。该无功功率可以使用以下公式计算：

Bk=Az2/ωC

并且由于电容器在纵向补偿过程中的功率不保持不变，那么电压也增加了一个与给定线路无功负载变化成正比的量，即电容器的电压为绝不是常数，如无功功率的交叉补偿。

开关电容纵向补偿装置在当今非常流行，这种装置用于降低牵引网络和牵引变电所变压器电抗的感性分量对电力机车受电弓施加电压的影响。这里，如上所述，电容器与受电弓串联连接。

在俄罗斯牵引变电站，这些装置安装在吸入管线中，纵向补偿的安装用于增加电压，防止超前或滞后相位的影响，在供电臂中获得具有相等电流的对称电压，一般电压降低了工作设备的等级并简化了安装设计...

图中只显示了一段纵向补偿电容的示意图，实际上并联了好几颗。

串联的变压器T1和T2的低压绕组的电压由一排电容器通过晶闸管开关和限流电阻提供。在这种情况下，这些变压器的高压绕组反向连接，短路会使电容器中的电压升高。

当电压达到设定值的瞬间，晶闸管开关被触发，三极放电器的电弧立即被点燃。当真空接触器接通时，放电器中的电弧熄灭。

这种纵向补偿装置的优点包括：

• 对称母线电压；

• 减少电压波动并提高其在电接收器处的水平。

缺点：

• 与横向补偿相比，装置电容器的运行条件较差，因为牵引网络的短路电流流过电容器，因此需要可靠的超速保护；

• 电容器在危险模式下过载：强制、紧急、紧急后。

为使无功补偿达到最佳效果，应采用纵横补偿联合运行的可调装置。

使用纵向补偿装置的优点通常包括：

• 增加线路上传输的功率；

• 提高峰值负载期间电力系统的稳定性；

• 显着减少有功功率损耗；

• 改善网络中的电力质量；

• 平行线路配电效率高；

• 消除了在偏远地区建造发电源的需要；

• 无需增加线路的互连截面和技术参数。

使用纵向补偿装置的主要经济优势是节能。不仅 电力质量改善，所以如果采用纵向无功功率补偿，可以减少电源线的数量。环境保护是采用这项技术的自然结果，尤其是大规模采用。

安装成本使得一条新输电线路的成本是具有相同输电容量的纵向补偿装置的10倍以上。因此，与传统输电线路相比，这种系统的恢复只需几年时间。