動態無功補償好還是靜態無功補償好

2021-11-22

在我們的供配電系統當中,無功功率對供配電系統和負載的安全、有效的運行,是非常重要的。在電力系統中,大部分變電設備和用電設備的阻抗是感性的,也就意味著它們需要消耗無功功率,很顯然,這些無功功率通過供電系統由發電機提供并且通過長距離的傳送是非常不合理的,在大容量的系統中也是不可能的,所以,合理的方法就是在需要無功功率的地方向系統提供無功,即我們平時所說的無功補償。無功補償在系統中是必不可少的,它的主要作用是提高供配電系統的功率因數,從而提高輸電設備和變電設備的利用率,提高用電效率,降低用電成本;另外,在長距離輸電線路中,在合適的地點加裝動態無功補償裝置,還可以改善輸電系統的穩定性,提高輸電能力,穩定受電端及電網的電壓。
 
產生無功功率的方法有三種:1、早期的典型代表為同步調相機,體積龐大造價高,已漸漸淘汰;
 
 
2、第二種是并聯電容器的方法,最大的優點是成本低,易于安裝使用,但是需要根據系統可能存在諧波等電能質量問題,根據不同用戶的供電情況、負荷情況、電壓等級等條件,進行設計;串聯電抗器的電容器補償裝置是提高功率因數最廣泛的一種方式,當用戶系統負荷為連續性生產,負載變化率不高時,一般建議采用FC的固定補償方式,也可以采用由接觸器控制的分步投切的自動補償方式(例如50kvar、100kvar、200kvar、600…),這個對于中壓、低壓供配電系統都適用;主要應用在大部分的用電場所,石油化工、水處理、公共建筑、水泥、造紙等。當負荷變化較快,或者為沖擊性負荷時,需要快速補償,例如橡膠行業的密煉機,通常在1-2分鐘內系統對于無功功率的需求從0kvar上升至1500kvar,然后又下降至0kvar。但是由于一般的無功自動補償系統所采用的電容器,從運行狀態斷開,退出電網后,在電容器的兩極之間存有殘壓,殘壓的大小無法預知,需要1-3分鐘的放電時間,所以再次投入電網的間隔至少要等到殘壓通過電容器內部的放電電阻消耗至50V以下時才能進行第二次投入使用,所以無法做到快速響應;
 
另外,由于系統存在大量諧波,由電容器串聯電抗器組成的LC調諧式濾波補償裝置需要大容量的投入來保證電容器的安全,但是同時也有可能造成系統過度補償,呈容性,于是,也就是通常所說的靜止功補償裝置:(SVC---Static Var Compensator)誕生了,其典型的SVC代表是由TCR(Thyristor Controlled Reactor)+FC(Fixed Capacitor)組成的,即晶閘管控制電抗器+固定電容器組(通常需要串聯一定比例的電抗器),靜止無功補償裝置的重要性是它能夠通過調節TCR中晶閘管的觸發延遲角來連續調節補償裝置的無功功率;SVC這種補償形式目前主要在中高壓配電系統中應用,對于負載容量大、諧波問題嚴重、沖擊性負荷、負載變化率高的場合特別適用,例如鋼廠、橡膠、有色冶金、金屬加工、高鐵等;除了SVC,還有TSC(Thyristor Switch Capacitor),即晶閘管投切的電容器組,采用晶閘管來代替接觸器的快速投切方式,主要使用在低壓配電系統,例如焊接設備特別多的汽車制造、造船、機械加工等;MCR(Magnetic Controlled Reactor)即磁閥式可控電抗器,通常與FC配合使用。
 
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