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靜態無功補償和動態無功補償的區別

發布日期:2019-11-04 瀏覽次數:472

  靜止無功補償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成,由于晶閘管對于控制信號反應極為迅速,而且通斷次數也可以不受限制。當電壓變化時靜止補償器能快速、平滑地調節,以滿足動態無功補償的需要,同時還能做到分相補償;對于三相不平衡負荷及沖擊負荷有較強的適應性;但由于晶閘管控制對電抗器的投切過程中會產生高次諧波,為此需加裝專門的濾波器。

  另外,靜態無功補償技術在風電場、冶金、電氣化鐵路,煤炭等工業領域的客觀需求也很大。在目前情況下,靜止型動態無功補償裝置(SVC)對于解決各種負載所產生的無功沖擊是很有效的。使電網電壓波動明顯改善,功率因數明顯提高,是一種技術含量高、經濟效益顯著的新型節能裝置。晶閘管變流裝置和控制系統能夠實現這個功能。采集母線的無功電流值和電壓值,合成無功值,和所設定的恒無功值進行比較,計算得到的觸發角大小。通過晶閘管觸發裝置,使晶閘管流過所需要的電流。

  1、動態無功補償

  靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)應用了新一代的電力電子器件(如門極可關斷晶閘管(GateTurn-off Thyristor,GTO)、絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、集成門極換相型晶閘管

(IntegratedGate Commutated Thyristor,IGCT)和現代控制技術(如逆系統、直接反饋線性化等), 具有補償系統感性和容性無功、提高系統功率因數、改善電能質量、提高電力系統穩定性等多重功能。STATCOM自問世以來, 就引起各國電力科研和工業界的廣泛重視, 得到了迅速發展和應用, 它是目前用于電力系統中性能較好的無功補償裝置,是柔性交流輸電系統的核心。

  STATCOM在電力系統中的作用是進行無功補償,維持連接點的電壓為給定值,提高系統電壓的穩定性,改善系統的穩態性能和動態性能。STATCOM是基于瞬時無功功率的概念和補償原理,采用全控型開關器件組成自換相逆變器,輔之以小容量儲能元件構成無功補償裝置。與現有的靜止無功補償裝置(SVC)相比,具有調節速度更快、運行范圍更寬、吸收無功連續、諧波電流小、損耗低、所用電抗器和電容器容量及安裝面積大為降低等優點。

  傳統的補償諧波和無功電流的另一種方法是裝設無源濾波器,通常由電力電容器、電抗器和電阻器串并聯組合而成,該方法既可補償諧波,又可補償無功功率。目前我國常用的無功調節設備仍為機械式并聯電抗器、投切電容器,這些靜止型調壓手段,因調節不連續、響應速度慢,很難滿足系統運行方式快速變化時的需求。

另一種調壓裝置SVC,響應速度很快,但由于呈恒阻抗特性,使得在電壓低時,無法提供所需的無功支持,因此應付突發事件的能力較弱,并且為了抑制諧波,必須裝設濾波器,占地面積較大,此外,過多的SVC裝置容易引發系統振蕩。相比之下,新型無功補償裝置STATCOM則是較為有效的調壓手段,它的無功電流輸出可在很大電壓變化范圍內恒定,在電壓低時仍能提供較強的無功支撐,并且可從感性到容性全范圍內連續調節。

2、無功補償原理:

電網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,把電能轉變為機械能、熱能、化學能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率,不消耗電能,只是把電能轉換為另一種形式的能,這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網中與電能進行周期性轉換,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,電流滯后于電壓90°。而電流在電容元件中作功時,電流超前電壓90°。在同一電路中,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,就能達到無功補償的目的。

配電網無功補償與諧波治理裝置研發成功,并投入批量生產,可帶來較大的社會效益,目前我國配電網中普遍存在著無功補償不足、布置不合理的情況,存在著城鄉電網與區域電網電容器容量倒置現象。10KV電壓等級以上的配電電網用戶無功需求量很大,有效合理的使用無功補償與諧波治理裝置,對配電網中的無功和諧波進行補償,不僅可以達到節能降耗的目的,還可以減少用電裝置的損害及由諧波引起的事故。


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