无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

无功功率补偿,简称无功补偿,在供电系统中起提高电网的功率因数的作用,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个g \ \ 2 } P #不可缺少的非常重要的位置= F 6 x

合理的_ 2 P K选择补偿装置,可以做到最大限度的减少网络的损耗,使电网* $ F \ r V w质量提高。反之,如选择或使用不当,F V , w o可能造成供电系统,电压波动,谐波增大等诸多因素。

一起来了解13种无功补偿方式,看看它们各自有什么优点和缺点p D f 8。 

01 同步调相机

基本原Y d H理:同步电动机无负荷运行,在过励时发出感性无功;在欠励时吸收感性无功;

主要优点:既能发出感性无功,又能吸收感性无功;

主要缺点:损耗大? s f n ( F 7 j 9,噪音大响应速度慢,结构维护复杂;

适用k - c 4 Q r #场合:在发电厂尚有少量应用。

02 就地补偿

基本原理:一般将电容器直接与电动机变压器并联,二者共用1台开关柜;

主要优点:末端补偿,能最大限度的降低线损;

主要缺点:台数较多,投资量大;

适用场合:水厂、水泥7 | 5 v X e ; \厂应用较多;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

03 集中补偿

基本原理:集中装设在系统母线上,一般设置单独的开关柜;

主要优点:可对整个变电所进行补偿,投资相对较小;

主要缺点:一般为固定补偿,在c v ^ 2 ^ =负载低时可能出现过补偿;

适用场合:适用于负载波动小的系统;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

04 自动补c ` D R O偿(机械开关投切电容器)8 D t 9 :

基本原理:采用机械开关(接触2 _ : f : K h m X器、断路器)等根据功率因3 ` s @数控制器的指令投切电容器;

主要优点:能4 ` o 1 L自动调节无功出力,使W - e w s D系统无功保持平衡,技术成熟,占地小、造价低;

主要缺点:响应时间较慢,受电容器放电时间限制;

适用场合:目前@ B , + T O 5 D x主流补偿方式,满足大多= / K数行业用户. P V o E 2需求;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

05 晶闸管投切电容器

基本原理:采用晶v ~ & 7 # A )闸管阀组根据功率因数控制器的指令过零投切电容器;

主要优点:N 1 D 9 z y & o #响应速度快,无涌流,无冲击;

主要缺点:占地面积大,造价高;

适用场合:多用于港口等负荷变化快速的场合;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

06 晶闸\ G O `管控制电抗器

基本原理:一般由固定并联电容器和晶闸管控制的并联电抗器并联组成,通过改变晶闸管导通角改变电感电流,从而控制整套装置的无功输出;

主要优点:响应速度快,无级调节,既能补偿容性无功,又能补偿感性无功;

主要缺点:占地面积大,造价高,同时对大多企业用户而言,不L u P 1 _ z T u o需要感性无功;

适用场合:多用于钢铁、电气化) Q c f 9 ^ f Z [铁路和输变电系统;^ X R

07 磁控电抗器

基本原理:通过可控硅控制励磁电流的大小和铁芯饱和度改变电感电流,从t E P M 4 )而控制整套装置的无功输出;

主要优点:动态响应,无级调节,双向补偿,晶闸管耐压低,无须多级串联,产生谐波小;

主要缺点:响应时间较TCR稍o h 6慢,噪声大;- 3 F * % - 7 3 x

适用场合:在高压系统中占有优势;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

08 串联补偿

基本原理:串联电容器组用来补偿输电线路的电感,以提高线路的输电能O . = . , ( : n力和稳定性。串联电容器还可以调整a 6 ; g 2 W并联线路的负荷分配;

主要优点:能有效补偿线路压降,降低线路损耗h Q / R ~ s ! &

主要缺点:固定补偿,容抗不能改变,有可能引起次同步谐振;

适用场合:用于输电线路;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

09 可控串补

基本原理:在串联电容补偿的两端并联一个晶闸管控制的电感支路,通过改变晶闸管的触发角来改变电感电流,从0 F 1 } - w @ z N而控制LC并联回~ d ! , k 0 % [ =路等效阻抗的变化;

主要优点:能有效补偿线路压降,降低线路损耗,同时能动态调整容抗,防止次同步谐振;

主要缺点:r ; 3 7 L占地面积大,造价高;

适用场合:用于输电线路;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

10 调压调容

基本原理:将并联电容器装置接在调压器二次侧,| 1 [ K j E : ~通过调整电容器承受电s Q k / C X & W压来改变整套装置的补偿容量;

主要优点:无需分组,无需投切开关,补偿级数较多;

主要缺点:增加变压器,需要设置变压器室;

11 静止无功发生器

基本原理:采用IGBT构成的自换相变流器,通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无# 5 V C功电流,进行补偿;

主要优点:快速动态响应,无级调节,双向补偿,无须大容量电容电抗,占地面积小;

主要缺点:控制及维护难度大,损耗大,成本高;

适用场合:电力电子的无功补偿模式;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

12 有源滤波器

基本原理:控制PWM变流\ 0 6 h 9 _ 8 B器,将与检测出的谐波和无功分量大小相等、方向相反的电流注入到供电系统中,实现滤除谐波、动态补偿无功;

主要优点:快速动态响应7 ; z,无级调节,双向补偿,无须大容量电容电抗,占地面积小;

主要缺点:控Y 8 , [ % C A }制及维护难度大,损耗大& # _ r I / w ^,成本高,容量小;

适用场合:低压铁路、纸厂、钢厂已有应用;

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些?

13 综合潮流控制器

基本原理:将一个由晶闸管换流器产生的交流电压串入并叠加Y k {在输电线相电压上,使其幅值和相角皆可连续变化,从而实现线路有功和无功功率的准确调节;

备注:尚处于物理模型研究阶段。

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THE END
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