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各类无功功率补偿设备的简介及比较

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  • 发布时间:2017/8/2 17:12:43
  • 作者:czy_yinhe

  电压是衡量电能质量的主要指标,电力系统的运行电压水平与无功功率的平衡密切相关:系统的无功电源比较充足,系统就有较高的运行电压水平,反之,无功不足运行电压水平就会偏低。因此,应该力求实现在额定电压下的系统无功功率的平衡。

  系统拥有的无功功率电源必须满足正常电压水平下的无功需求,并留有适当的备用容量。当系统出现无功功率过剩时,应适当减少无功电源发出的无功功率;当系统无功功率不足时,应当补充无功功率。这些能够灵活调节系统无功功率充足性的设备就是无功功率补偿设备,电力传输系统中常见的无功功率补偿设备如下所示。

无功功率补偿设备--发电机

  同步发电机是电力系统中的一个重要组成部分,它既是一个有功电源,同时也是最基本的无功电源。在不影响有功功率平衡的前提下,通过调节发电机励磁电流的大小来改变发电机的功率因数,进而调节无功功率,从而调整系统的运行电压,发电机调节无功功率具有较低的运行费用。

无功功率补偿设备--同步调相机

  同步调相机实质上是只发无功功率的同步发电机,它在过励磁运行时向系统供给感性无功功率成为无功电源,在欠励磁运行时从系统吸取感性无功功率成为无功负荷。因此改变同步调相机的励磁,可以平滑地改变其输出(或吸收)的无功功率,从而平滑地调节所在地区的电压。

  同步调相机的有功损耗较大,并且小容量的调相机每kVA容量的建设投资费用也较大,故同步调相机宜于大容量集中使用,常安装在枢纽变电所;同步调相机为旋转机械,运行维护比较复杂。

无功功率补偿设备--静电电容器

  静电电容器只能向系统供给感性无功功率,而不能吸收无功功率。它所供出的感性无功功率与所在节点的电压 的平方成正比,即

a

  式中,b 为静电电容器的容抗

  静电电容器作为无功功率补偿设备,优点是:

  (1)静电电容器是根据需要由许多电容器连接组成的,故静电电容器组的容量可大可小,既可集中使用,又可分散使用,使用比较灵活;

  (2)静电电容器在运行时的功率损耗比较小,约为额定容量的0.3%~0.5%;

  (3)静电电容器没有旋转部件,维护比较方便。

  缺点是:

  (1)无功功率调节性能比较差,当系统电压下降需要无功功率时,它供给系统的感性无功功率按电压的平方减少,导致系统电压水平进一步下降;

  (2)它是靠电容器投、切进行调节,调节过程是不连续的,不能平滑调压。

无功功率补偿设备--静止补偿器

  静止补偿器由静电电容器和电抗器并联组成。电容器可发出无功功率,电抗器可吸收无功功率,两者结合起来,再配以调控电抗器的电力电子调节装置,就成为能够平滑改变输出或吸收无功功率的静止补偿器。

  与静电电容器相比,静止补偿器能快速、平滑地调节无功功率,克服了电容器作为无功补偿装置只能作电源不能做负荷,调节不连续的缺点。

  与同步调相机比较,静止补偿器的优点是:

  (1)运行维护简单;

  (2)功率损耗小;

  (3)能做到分相补偿以适应不平衡的负荷变化,对于冲击性负荷也有较强的适应性。