什麼是動態無功補償?什麼是靜止無功補償裝置

時間:2017-03-05 11:15 來源:ob体育竞彩

什麼是動態無功補償?什麼是靜止無功補償裝置
在我們的供配電係統當中，無功功率對供配電係統和負載的安全、有效的運行，是非常重要的。在電力係統中，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係統由發電機提供並且通過長距離的傳送是非常不合理的，在大容量的係統中也是不可能的，所以，合理的方法就是在需要無功功率的地方向係統提供無功，即我們平時所說的無功補償。

無功補償在係統中是必不可少的，它的主要作用是提高供配電係統的功率因數，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，還可以改善輸電係統的穩定性，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、第二種是並聯電容器的方法，最大的優點是成本低，易於安裝使用，但是需要根據係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，當用戶係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製的分步投切的自動補償方式（例如50kvar、100kvar、200kvar、600…），這個對於中壓、低壓供配電係統都適用；主要應用在大部分的用電場所，石油化工、水處理、公共建築、水泥、造紙等。

當負荷變化較快，或者為衝擊性負荷時，需要快速補償，例如橡膠行業的密煉機，通常在1-2分鍾內係統對於無功功率的需求從0kvar上升至1500kvar，然後又下降至0kvar。但是由於一般的無功自動補償係統所采用的電容器，從運行狀態斷開，退出電網後，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分鍾的放電時間，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，由於係統存在大量諧波，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係統過度補償，呈容性，於是，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，即晶閘管控製電抗器+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係統中應用，對於負載容量大、諧波問題嚴重、衝擊性負荷、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係統，例如焊接設備特別多的汽車製造、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。

3、目前隨著電力電子技術的發展，特別是高電壓等級的IGBT器件的出現和控製技術的提高，還有另外一種有別於傳統的以電容器、電抗器為基礎元器件的無功功率源，就是SVG（Static Var Generator），即靜止無功發生器，它是一種無功電流源，通過PWM脈寬調製控製技術，使其發出無功功率，呈容性；或者吸收無功功率，呈感性。SVG由於沒有大量使用電容器和采用橋式變流電路的多重化技術、多電平技術或PWM技術來進行處理，所以不需要考慮傳統的SVC裝置中需要考慮的自身產生的諧波；同時不需要使用時對係統中的阻抗進行計算。同時，相較於SVC，SVG還有體積小、能更加快速的連續動態平滑的調節無功功率的優點。但由於目前功率器件的價格高昂，SVG的容量不能做的很大，裝置的價格也較高，目前對於係統容量較小，對快速動態響應要求高，特別是有雙向無功補償要求的客戶比較適合。

但是，隨著SVG技術的發展，大功率電力電子器件的成本降低，SVG在將來有取代SVC的發展前景，目前，SVG+TSC（低壓）或SVG+FC（中壓）的方式，被越來越多的用戶接受，在各行各業得到了應用。

通過以上對於各種無功補償裝置的描述，我們不難看出，固定補償指的是FC，即補償的電容器組不能隨著係統的負載的變化來增加或者減少補償容量；自動補償指的是接觸器投切的電容器組或者是晶閘管投切的電容器組TSC，它可以通過功率因數補償控製器根據係統的無功需求來進行自動調節，但是自動調節是台階式的，按照一定的步長進行，不能連續的無極的進行；而無功功率動態補償裝置，指的是SVC、SVG等靜止型無功補償裝置，所謂的靜止型，指的是相對與自動補償裝置裏的開關動作器件，SVC、SVG使用時沒有開關器件動作。但是目前在用戶心目中，由於TSC中的晶閘管開關也是沒有開關動作並且響應速度較快，有時也稱TSC為動態補償設備。

對於最終的使用方，建議根據自己的負荷特點，選擇適合自己的補償控製方式，而不是盲目的使用高科技的產品。反觀之，無論使用何種技術的產品，內部采用的元器件尤為重要，因為最終的裝置運行，控製技術是一方麵，另一方麵，器件的高品質也是實現安全、有效運行的必要條件。

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