縱向無功功率補償——物理意義與技術實現

為了提高現有電力線的效率並提高其吞吐量，使用了縱向無功功率補償裝置。今天，不同容量的不同發電源以及高壓線路，特別是那些長距離輸電的線路，導致人們越來越需要提高電力系統的可靠性，而且還要改進他們的效率。

增加電力線路輸電容量的方法有兩種，一種是直接增加線路截面，另一種是採用縱向方案補償無功功率。第二種方式——縱向無功功率補償——被證明是一種更經濟的方式來實現系統間和系統內連接的這一目標。

眾所周知，當通過電線傳輸無功功率時，電網部分會出現顯著的電壓下降和電流增加，這會對有用的有功功率的傳輸造成限制。

縱向無功補償是指通過升壓或隔離變壓器在負載上串聯附加電容器，實現根據負載電流的電流值自動調節電壓。

當然，縱向補償，應急模式是不可避免的，原因可能是：

• 電容器分流，這會引起電湧；

• 鐵磁共振現象;

• 從內部損壞電容器。

為避免電壓突然升高造成損壞，此時必須通過高壓開關自動斷開電容器或立即通過火花隙放電。

由於無功補償電容器串聯在交流電路中，整個線路電流都流過它們，因此如果有短路電流，也會流過它們。

為了提高輸電能力，在高壓線路中採用縱向補償，保證了包含這些線路的電力系統的穩定性。

在縱向補償中，電容器電流等於流過它的總負載電流 I，電容器組功率 Q 是一個可變值，在任何給定時間取決於負載。該無功功率可以使用以下公式計算：

Bk=Az2/ωC

並且由於電容器在縱向補償過程中的功率不保持不變，那麼電壓也增加了一個與給定線路無功負載變化成正比的量，即電容器的電壓為絕不是常數，如無功功率的交叉補償。

開關電容縱向補償裝置在當今非常流行，這種裝置用於降低牽引網絡和牽引變電所變壓器電抗的感性分量對電力機車受電弓施加電壓的影響。這裡，如上所述，電容器與受電弓串聯連接。

在俄羅斯牽引變電站，這些裝置安裝在吸入管線中，縱向補償的安裝用於增加電壓，防止超前或滯後相位的影響，在供電臂中獲得具有相等電流的對稱電壓，一般電壓降低了工作設備的等級並簡化了安裝設計...

圖中只顯示了一段縱向補償電容的示意圖，實際上並聯了好幾顆。

串聯的變壓器T1和T2的低壓繞組的電壓由一排電容器通過晶閘管開關和限流電阻提供。在這種情況下，這些變壓器的高壓繞組反向連接，短路會使電容器中的電壓升高。

當電壓達到設定值的瞬間，晶閘管開關被觸發，三極放電器的電弧立即被點燃。當真空接觸器接通時，放電器中的電弧熄滅。

這種縱向補償裝置的優點包括：

• 對稱母線電壓；

• 減少電壓波動並提高其在電接收器處的水平。

缺點：

• 與橫向補償相比，裝置電容器的運行條件較差，因為牽引網絡的短路電流流過電容器，因此需要可靠的超速保護；

• 電容器在危險模式下過載：強制、緊急、緊急後。

為使無功補償達到最佳效果，應採用縱橫補償聯合運行的可調裝置。

使用縱向補償裝置的優點通常包括：

• 增加線路上傳輸的功率；

• 提高峰值負載期間電力系統的穩定性；

• 顯著減少有功功率損耗；

• 改善網絡中的電力質量；

• 平行線路配電效率高；

• 消除了在偏遠地區建造發電源的需要；

• 不增加線路的互連截面和技術參數。

使用縱向補償裝置的主要經濟優勢是節能。不僅 電力質量改善，所以如果採用縱向無功功率補償，可以減少電源線的數量。環境保護是採用這項技術的自然結果，尤其是大規模採用。

安裝成本使得一條新輸電線路的成本是具有相同輸電容量的縱向補償裝置的10倍以上。因此，與傳統輸電線路相比，這種系統的恢復只需幾年時間。