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动态无功补偿技术的发展演化

发布者:四方感应加热设备    发布时间:2014-08-23 11:08

1.早期无功补偿器

    同步调相机(SC)是传统的无功功率动态无功补偿装置,是专门用来产生无功功率的同步电机。从上世纪20年代以来,同步调相机在电力系统的无功功率调节中,曾长时间发挥着重要作用。但是,因为其本身是旋转电机,因此损耗和噪声都比较大,运行维护复杂,且响应速度慢,在很多情况下已经无法适应快速无功功率控制的要求。所以,同步调相机已经逐步退出了动态无功补偿的舞台。

    饱和电抗器(SR)是早期的静止无功补偿装置。饱和电抗器与同步调相机相比,具有静止型的优点,如响应速度快,但是由于其铁心磁化到饱和状态,因而损耗和噪声都很大,而且存在非线性电路的一些特殊问题,也不能分相调节以补偿负荷的不平衡,所以没有能够占据静止无功补偿装置的主流。

2.静止无功补偿器(SVC)

    上世纪70年代,在电网领域兴起了一种新兴技术,它是基于晶管控制技术发展起来的一种快速动态无功补偿技术,即静止无功补偿技术。静止无功补偿技术的基本原理是通过对晶管的控制,把电容器或电抗器等无功元件投入或切除,调节电网的容性无功或感性无功功率,进而来实现电网动态下的动态无功补偿。

目前,对电网进行无功功率补偿常用的方法就是依靠静止无功功率补偿器(简称SVC)SVC的基本功能是借助于电力电子器件作为开关。在SVC,较为常见的有两种装置,一种是晶闸管投切电容器(TSC),另一种是晶管控制电抗器(TCR)

TSC的损耗在所有型式的静止无功补偿装置中是最低的。目前TSC装置在低压电网中的应用已经得到了较好推广。另外,当电网中的波动不太频繁时,我们可以采用由机械触点和晶闸管开关组合而成的复合开关来实现电容器组的投切,这样的话,结构简单且对经济。在这种复合开关中,机械触点承担正常负荷电流,晶闸管开关只在投切过程中起作用,这样可以大大降低运行损耗。

    管控制电抗器(TCR),作为SVC的另一种形式,其结构类似于晶管投切电容器,也是由两个极性相反的晶管并联,再和一个电抗器串联而成

    在实际的应用过程中,应考虑两种设备的优缺点,充分整合利用,最终达到理想的效果。对于TSC装置,它的优点有:不产生谐波,控制比较简单,做快速深度的动态无功补偿较好。但TSC也有缺点,那就是单一发出容性无功功率,补偿精度不够、补偿过程不够平滑,只能做分级调节、不能限制过压。

    相反,TCR具有很多其他方面的优点,其中最主要的是可以连续、平滑地进行无功调节、补偿精度较高、并且可以限制过压。而它的缺点是,由于TCR中引入了电感,在运行时就会产生谐波。

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