1 同步調(diào)相機(jī)
同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動機(jī),它是早采用的一種無功補(bǔ)償設(shè)備,在并聯(lián)電容器得到大量采用后,它退居次要地位。其主要缺點(diǎn)是投資大,運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜。因此,許多國家不再新增同步調(diào)相機(jī)作為無功補(bǔ)償設(shè)備。但是同步調(diào)相機(jī)也有自身的優(yōu)點(diǎn):
①調(diào)相機(jī)可以隨著系統(tǒng)負(fù)荷的變化,均勻調(diào)整電壓,使電網(wǎng)電壓保持規(guī)定的水平。電容器只能分成若干個小組,進(jìn)行階梯式的調(diào)壓。
②調(diào)相機(jī)可以根據(jù)系統(tǒng)無功的需要 ,調(diào)節(jié)勵磁運(yùn)行
,過勵磁時可以做到發(fā)出其額定100%的無功功率
,欠勵磁時還可以吸收其額定的50%的無功功率。電容器只能發(fā)出無功
,不能吸收無功
。
③ 調(diào)相機(jī)可以安裝強(qiáng)行勵磁裝置,當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時
,電壓劇烈降低
,調(diào)相機(jī)可以強(qiáng)行勵磁
,保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定
,因而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。電容器輸出無功功率與運(yùn)行電壓的平方成正比
,電壓降低
,輸出的無功將急劇下降,比如
,當(dāng)電壓下降10%
,變?yōu)?.9Ue時
,電容器輸出的無功功率變?yōu)?.81Q
,即其輸出的 無功功率將下降19%,所以
,電容器此時不能起到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的作用
。
2 并聯(lián)電容器
作為無功補(bǔ)償設(shè)備,電容器有以下顯著優(yōu)點(diǎn):
①電容器是經(jīng)濟(jì)的設(shè)備
。它的一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較低,且安裝調(diào)試簡單
。
②電容器的損耗低
,效率高。現(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的0.02%左右
。調(diào)相機(jī)除了本身的損耗外
,其附屬設(shè)備還需用一定的所用電
,損耗2%~30%,大大高于電容器
。
③電容器是靜止設(shè)備,運(yùn)行維護(hù)簡單
,沒有噪音
。調(diào)相機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī),運(yùn)行維護(hù)很復(fù)雜
。
④電容器的應(yīng)用范圍廣
,可以集中安裝在中心變電站,也可以分散安裝在配電系統(tǒng)和廠礦用戶
。而調(diào)相機(jī)則只能固定安裝在中心變電站,應(yīng)用有較大的局限
。
并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得多的一種無功功率補(bǔ)償設(shè)備
,目前國內(nèi)外電力系統(tǒng)中90%的無功補(bǔ)償設(shè)備是并聯(lián)電容器。
3 并聯(lián)電抗器
并聯(lián)電抗器是一種感性無功補(bǔ)償設(shè)備
,它可以吸收系統(tǒng)中過剩的無功功率
,避免電網(wǎng)運(yùn)行電壓過高。
為了防止超高壓線路空載或輕負(fù)荷運(yùn)行時
,線路的充電功率造成線路電壓升高
,一般裝設(shè)并聯(lián)電抗器吸收線路的充電功率
,同時
,并聯(lián)電抗器也用來限制由于突然甩負(fù)荷或接地故障引起的過電壓從而危及系統(tǒng)的絕緣。
并聯(lián)電抗器可以直接接到超高壓(275kV及以上)線路上
,其優(yōu)點(diǎn)是:可以限制高壓線路的過電壓
,與中性點(diǎn)小電抗配合,有利于超高壓長距離輸電線路單相重合閘過程中故障相的消弧
,從而提高單相重合閘的成功率
。高壓電抗器本身損耗小
,但造價較高
。并聯(lián)電抗器也可以接到低壓側(cè)或變壓器三次側(cè),有干式的和油浸的兩種
,這種方式的優(yōu)點(diǎn)是造價較低
,操作方便。從發(fā)展趨勢看
,更多的將采用高壓電抗器
。
大型并聯(lián)電抗器的技術(shù)、結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)與大型電力變壓器類似
,也有單相和三相
,心式和殼式之分,心式還可以分為帶間隙柱的和空心式的
,目前我國制造的高壓大容量并聯(lián)電抗器只采用心式結(jié)構(gòu)
。
心式電抗器的結(jié)構(gòu)與心式變壓器類似,但是只有一個繞組
,在磁路中加入間隙以保證不飽和
,維持線性。
4 靜止補(bǔ)償器(SVC-Static Var Compensator)
靜止補(bǔ)償器是近年來發(fā)展起來的一種動態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置
,電容器、電抗器
、調(diào)相機(jī)是對電力系統(tǒng)靜態(tài)無功電力的補(bǔ)償,而靜止補(bǔ)償器 主要是對電力系統(tǒng)中的動態(tài)沖擊負(fù)荷的補(bǔ)償
。根據(jù)負(fù)荷變動情況
,靜止補(bǔ)償可以迅速改變所輸出無功功率的性質(zhì)或保持母線電壓恒定。
靜止補(bǔ)償器實(shí)際上是將可控電抗器與電容器并聯(lián)使用
。電容器可發(fā)出無功功率
,可控電抗器可吸收無功功率
。其控制系統(tǒng)由可控的電子器件來實(shí)現(xiàn)
,響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于調(diào)相機(jī),一般只有20ms
。它主要用于沖擊負(fù)荷如大型電爐煉鋼
、大型軋機(jī)以及大型整流設(shè)備等。另外
,在電力系統(tǒng)的電壓樞紐點(diǎn)
、支撐點(diǎn)也可以用靜止補(bǔ)償器來 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時
,靜止補(bǔ)償器還可以抑制諧波對電力系統(tǒng)的危害。
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