無功補(bǔ)償技術(shù)

1、1、無功補(bǔ)償?shù)脑黼娋W(wǎng)輸出的功率包括兩部分一是有功功率二是無功功率.直接消耗電能把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能熱能化學(xué)能或聲能利用這些能作功這部分功率稱為有功功率不消耗電能只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件并且這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換這部分功率稱為無功功率如電磁元件建立磁場占用的電能電容器建立電場所占的電能.電流在電感元件中作功時(shí)電流超前于電壓90℃.而電流在電容元件中作功時(shí)電流滯后電壓90℃.在同一電路

2、中電感電流與電容電流方向相反互差180℃.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件使兩者的電流相互抵消使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小從而提高電能作功的能力這就是無功補(bǔ)償?shù)牡览?2.無功補(bǔ)償?shù)囊饬x(1)補(bǔ)償無功功率可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)(2)減少發(fā)供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量減少投資例如當(dāng)功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cos4=0.95時(shí)裝1Kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52KW反之增加0.52KW.對原有設(shè)備而言相當(dāng)于增大了發(fā)供

3、電設(shè)備容量.因此對新建改建工程.應(yīng)充分考慮無功補(bǔ)償便可以減少設(shè)計(jì)容量從而減少投資.(3)降低線損由公式△P%=((1cosΦ)cosΦ)X100%得出其中cosΦ為補(bǔ)償后的功率因數(shù)cosΦ為補(bǔ)償前的功率因數(shù)則.cosΦcosΦ所以提高功率因數(shù)后線損率也下降了.減少設(shè)計(jì)容量減少投資增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.所以功率因數(shù)是考核經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)規(guī)劃、實(shí)施無功補(bǔ)償勢在必行.3.無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t

4、提高用電單位的自然功率因數(shù)無功補(bǔ)償分為集中補(bǔ)償分散補(bǔ)償和隨機(jī)隨器補(bǔ)償應(yīng)該遵循：全面規(guī)劃合理布局分級補(bǔ)償就地平衡；集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合以分散補(bǔ)償主高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主的原則.4.無功補(bǔ)償裝置的組合元件（1）低壓無功補(bǔ)償設(shè)備的組合元件①無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器根據(jù)電網(wǎng)無功功率是否達(dá)到無功設(shè)定值來控制電力電容器的投入和切除并且有過欠電壓保護(hù)功能②無觸點(diǎn)可控硅模塊或智能復(fù)合開關(guān)③電容器(內(nèi)帶放電

5、電阻)④熔斷器⑤電流互感器⑥避雷器⑦開關(guān)⑧電抗器(對無觸點(diǎn)開關(guān)起到過電流保護(hù)作用對防止電容器過電流也起到抑制作用).另外還裝配監(jiān)視用的電壓表電流表功率因數(shù)表和信號(hào)指示燈等.目前世界范圍內(nèi)掀起環(huán)境保護(hù)的熱潮，電力系統(tǒng)是一種的特定環(huán)境，公用電網(wǎng)中出現(xiàn)的無功功率，是電網(wǎng)本身的運(yùn)行規(guī)律所決定，但它給電網(wǎng)運(yùn)行帶來了許多麻煩。無功功率是一種既不能作有功，但又會(huì)在電網(wǎng)中引起損耗，而且又是不能缺少的一種功率。在實(shí)際電力系統(tǒng)中，異步電動(dòng)機(jī)作為傳統(tǒng)的主要負(fù)

6、荷使電網(wǎng)產(chǎn)生感性無功電流；電力電子裝置大多數(shù)功率因數(shù)都很低，導(dǎo)致電網(wǎng)中出現(xiàn)大量的無功電流。無功電流產(chǎn)生無功功率，給電網(wǎng)帶來額外負(fù)擔(dān)且影響供電質(zhì)量。因此，無功功率補(bǔ)償(以下簡稱無功補(bǔ)償)就成為保持電網(wǎng)高質(zhì)量運(yùn)行的一種主要手段之一，這也是當(dāng)今電氣自動(dòng)化技術(shù)及電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域所面臨發(fā)展的一個(gè)重大課題，且正在受到越來越多的關(guān)注。設(shè)置無功補(bǔ)償電容器是補(bǔ)償無功功率的傳統(tǒng)方法，目前在國內(nèi)外均獲廣泛應(yīng)用。電容器與網(wǎng)絡(luò)感性負(fù)荷并聯(lián)，以并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功

7、率具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)方便等優(yōu)點(diǎn)，但其阻抗是固定的，故不能跟蹤負(fù)荷無功需求的變化，即不能實(shí)現(xiàn)對無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，要求對無功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，從而產(chǎn)生了同步調(diào)相機(jī)(SynchronousCondenserSC)。它是專門用來產(chǎn)生無功功率的同步電機(jī)，在過勵(lì)磁或欠勵(lì)磁的情況下，能夠分別發(fā)出不同大小的容性或感性無功功率。自20世紀(jì)2、30年代以來的幾十年中，同步調(diào)相機(jī)在電力系統(tǒng)中作為有源的無功補(bǔ)償曾一度發(fā)揮著主要作用，所以被

8、稱.為傳統(tǒng)的無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。然而，由于它是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，運(yùn)行中的損耗和噪聲都比較大，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，而且響應(yīng)速度慢，難以滿足快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊蟆?0世紀(jì)70年代以來，同步調(diào)相機(jī)開始逐漸被靜止型無功補(bǔ)償裝置(StaticVarCompensatSVC)所取代，目前有些國家已不再使用同步調(diào)相機(jī)。早期的靜止無功補(bǔ)償裝置是飽和電抗器(SaturatedReactSR)型的，1967年英國GEC公司制成了世界上第一批該型無功補(bǔ)償裝置。飽和電抗器比之同

9、步調(diào)相機(jī)具有靜止、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)；但其鐵芯需磁化到飽和狀態(tài)，因而損耗和噪聲還是很大，而且存在非線性電路的一些特殊問題，又不能分相調(diào)節(jié)以補(bǔ)償負(fù)荷的不平衡，所以未能占據(jù)主流。電力電子技術(shù)的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，將晶閘管的靜止無功補(bǔ)償裝置推上了無功補(bǔ)償?shù)奈枧_(tái)。1977年美國GE公司首次在實(shí)際電力系統(tǒng)中演示運(yùn)行了晶閘管的靜止無功補(bǔ)償裝置。1978年此類裝置投入實(shí)際運(yùn)行。隨后，世界各大電氣公司都竟相推出了各具特色的系列產(chǎn)品。近10多年來，

10、占據(jù)了靜止無功補(bǔ)償裝置的主導(dǎo)地位。于是靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)成了專指使用晶閘管的靜止無功補(bǔ)償裝置，包括晶閘管控制電抗器(ThyristontrolledReactTCR)和晶閘管投切電容器(ThyistSwitchedCapactTSC)，以及這兩者的混合裝置(TCRTSC)，或者TCR與固定電容器(FixedCapacitFC)或機(jī)械投切電容器(MechanicallySwitchedCapacitMSC)混合使用的裝置(即TCR

11、FC、TCRMSC)等。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，20世紀(jì)80年代以來，一種更為先進(jìn)的靜止型無功補(bǔ)償裝置出現(xiàn)了，這就是采用自換相變流電路的無功補(bǔ)償，有人稱為靜止無功發(fā)生器(StaticVarGeneratSVG)，也有人稱其為高級靜止無功補(bǔ)償器(AdvancedStaticVarCompensatASVC)或靜止調(diào)相器(StaticCondenserSTATCON)。最近，日本和美國已分別有數(shù)臺(tái)SVG裝置投入實(shí)際運(yùn)行。目前，除對SV

12、C和SVG的無功補(bǔ)償進(jìn)一步的探討外，人們還研究用于動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)钠渌鞣N形式的靜止變流器，包括賭流型自換相橋式電路，交交變頻電路以及交流斬波電路等，直至最近，美國電力研究院還提出統(tǒng)一潮流控制器(UnifiedPowerFlowControllerUPFC)。事實(shí)上，SVC、SVG和UPEC都是柔性交流輸電系統(tǒng)(FlexibleACTransmissionSystemFACTS)中的器件。所謂柔性交流輸電系統(tǒng)，是20世紀(jì)80年代以來由美國