高低压电容器无功补偿的技术方式与做法分析
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作者:西安上容电容器 发布日期:2015-10-2
随着工业水平的不断提高,用户对电能质量的要求也越来越高。而系统中无功负荷,特别是冲击性无功负荷的存在,不仅增加了各种损耗,而且严重影响了用户端的电能质量。因此,实时快速的无功补偿功率对优化电网潮流分布和提高电能质量具有十分重要的意义。
电力系统中的无功功率主要由两部分组成:
一部分主要是由电流与电压的相位差而导致的基波无功功率,另一部分主要是由电流的非正弦畸变而导致的谐波无功功率。近年来,随着电力电子技术的飞速发展,大量的非线性电力负载投入使用,导致了谐波无功功率呈现日益严重的趋势。电压与电流的相位差与电流的非正弦畸变均会导致电力系统功率因数的下降与电能质量的恶化。因此,电力系统的无功功率补偿问题应该包括基波无功功率与谐波无功功率的同时补偿,只有实现了两者的同时补偿,才能真正实现系统的单位功率因数运行,保证提供高质高效的电力能源。
电力系统中无功功率的危害主要表现在三个方面:一是在输电容量不变的前提下,使输电线路损耗增加,从而降低了线路的电力传输效率与电气使用寿命;二是影响系统电压的稳定性,使节点电压偏离额定值,甚至造成系统电压崩溃;三是谐波无功功率的存在对电能质量的影响日益严重,主要表现为附加的谐波损耗、产生振动和噪声、绝缘老化、系统电压畸变、电气设备寿命缩短、导致系统谐振等,谐波还会引起继电保护和自动装置的误动作,对微机及通讯系统造成干扰。由此可见,电力系统的无功功率补偿装置随着电力电子器件发展要求实现快速及可靠的补偿,SVG(Static Var Generator)产品在随着IGBT等大功率全控型器件的出现而应时研制并实用化。
首台SVG1991年面世以来,其应用大大提高了电力系统的可靠性、安全性和稳定性。
电力系统中的无功补偿装置从最早的电容器开始发展到今天,历经了电容器、同步调相机、静止无功补偿装置(SVC)、静止同步补偿器(SVG)等几个不同的阶段。其中,并联电容器是电网中用的最多的一种专用的无功功率补偿设备。它的特点是价格便宜,易于安装维护。并联电容器补偿无功功率方式有三种:
集中补偿,分组补偿及就地补偿。
静止同步补偿器(SVG)是目前最先进的补偿装置,已进入实用化阶段,随着IGBT等器件、高速CPU器件及光纤技术的发展,SVG系统的价格不断下降并渐渐被行业接受,以成为静止无功补偿技术的发方
向,SVG系统将是今后柔性交流输电系统的重要组成部分无功补偿技术的发展经历了从同步调相机→开关投切固定电容→静止无功补偿器(SVC)→直到今天引人注目的静止无功发生器SVG(STATCOM)的几个不同阶段。   
根据结构原理的不同,SVC技术又分为:自饱和电抗器型(SSR)、晶闸管相控电抗器型(TCR)、晶闸管投切电容器型(TSC)、高阻抗变压器型(TCT)和励磁控制的电抗器型(AR)。   
随着电力电子技术,特别是大功率可关断器件技术的发展和日益完善,国内外还在研制、开发一种更为先进的静止无功补偿装置静止无功功率发生装置(SVG),虽然它们尚处在开发及试运行阶段,目前尚未形成商品化,但SVG凭借着其优越的性能特点,在电力系统中的应用将越来越广泛。   
各种无功设备各自特点如下:   
1)同步调相机:响应速度慢,噪音大,损耗大,技术陈旧,属淘汰技术;   
2)开关投切固定电容:慢响应补偿方式,连续可控能力差;   
3)静止无功补偿器(SVC):目前相对先进实用技术,在输配电电力系统中得到了广泛应用;   
4)静止无功发生器SVG(STATCOM):目前虽然有技术上局限性,属少数示范工程阶段,但SVG是一种更为先进的新型静止型无功补偿装置,是灵活柔性交流输电系统(FACTS)技术和定制电力(CP)技术的重要组成部分,现代无功功率补偿装置的发展方向。
来源:西安上容电容器
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