解析：無功補償?shù)募夹g發(fā)展過程(一）

返回列表來源：領步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2017-08-16分享加入收藏關注：-

一、無功補償?shù)陌l(fā)展歷史
             無功功率補償裝置在供電系統(tǒng)中所承擔的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到充分的減少網(wǎng)絡的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素無功。  無功補償經(jīng)過20多年的發(fā)展，經(jīng)歷了一個不斷創(chuàng)新、發(fā)展完善的過程。目前的技術按照無功補償發(fā)展主要分成三個階段：

第一代無功補償設備：  
通過調(diào)節(jié)電容補償：  
1、固定補償。電容器、電抗器和隔離開關組成； 
2、分組投切。利用真空開關分組自動投切的補償裝置； 
第二代無功補償設備
1 通過調(diào)壓調(diào)容（VCQV/TSC）的方式進行無功補償。
                 根據(jù)Q=2πfCU2改變電容器端電壓來調(diào)節(jié)無功輸出，實現(xiàn)自動補償 
2 通過調(diào)節(jié)電感（MCR/TCR）抵消容性無功的方式（SVC）進行無功補償。
                根據(jù)感性無功來抵消容性無功的方式滿足系統(tǒng)無功需求,實質(zhì)上就 是一個過補再吸收的過程。   
第三代無功補償設備：
動態(tài)無功補償兼諧波治理裝置
                SVG動態(tài)無功補償兼諧波治理設備，通過調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值和相位，迅速吸收和發(fā)出感性和容性無功。

二、幾種無功補償技術的介紹
1、調(diào)節(jié)電容的無功補償方式
                傳統(tǒng)的固定補償由電容器、電抗器和隔離開關組成，有些甚至電抗器也不配，因無功功率是不斷根據(jù)負載情況在不斷的變化，因此固定補償技術也時刻處于過補或者欠補的狀態(tài)。同時，因為FC固定補償支路是固定的電容，安裝后無法調(diào)節(jié)，投運后，實際上時相當于一個負載時刻在消耗電能，同時，電容對系統(tǒng)的諧波也會放大，F(xiàn)C固定補償為70年代Z普遍的無功補償方式，隨著電力電子的應用，以及電力部門的考核要求，固定補償不能滿足系統(tǒng)無功的變化，同時因為系統(tǒng)諧波，F(xiàn)C補償對諧波放大形成極大的隱患，該技術目前慢慢被淘汰。

2、電容組投切補償FC補償（TSC）
          利用真空開關(串聯(lián)晶閘管)分組自動投切的補償裝置，即對將電容分成個組，對電容進行分組投切，已便達到跟蹤系統(tǒng)變化。但通過接觸器或斷路器投切反應速度慢，無法滿足系統(tǒng)無功變化的需求。

 
          原理：利用對系統(tǒng)無功功率的取樣，控制開關分組投切電容器，其調(diào)節(jié)方式是離散式的，容易過補和欠補。同時分成各個支路仍無法完成濾除各次諧波的作用，電容對諧波同時也有放大作用。
技術特點：
a、開關投切時產(chǎn)生的涌流約在10倍以上，威脅設備的安全。
b、為離散式調(diào)節(jié)，容易產(chǎn)生過補和欠補，同時引起電壓波動。
c、需要對濾波支路進行自動投切，雖然能調(diào)節(jié)無功功率的補償容量，但必然影響濾波效果。
d、響應時間為3S左右,難以跟蹤負載變化，無法達到補償效果。

          無功補償響應速度較慢，在投切過程中會對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊涌流，使用壽命短，補償投切方式為：循環(huán)投切、編碼投切。這種策略沒有考慮電壓的平衡關系與區(qū)域的無功優(yōu)化。隨著社會的發(fā)展，負載類型越來越復雜，電網(wǎng)對無功要求也越來越高，因此單純的FC補償已經(jīng)不能滿足要求，該種FC補償技術能不能適應負載變化。

3、調(diào)壓調(diào)容式補償方式：

                根據(jù)Q=2πfCU2改變電容器端電壓來調(diào)節(jié)無功輸出，實現(xiàn)自動補償。（VCQV 或者 TSC 補償方式）

離散型分級無功補償裝置，無法實現(xiàn)連續(xù)補償。
無法實現(xiàn)濾波，甚至可能引起諧振的危險。
變壓器檢修規(guī)程要求分接開關每隔一二年需要換油和吊芯檢查。維護量比較大的。
調(diào)壓技術無功補償?shù)募夹g特點：
a、調(diào)壓技術為分級調(diào)節(jié)，容易造成過補、欠補。
b、調(diào)壓調(diào)容方式為機械調(diào)節(jié)，動作時間慢，無法跟蹤負載變化，補償效果差。
c、未配置抑制諧波用的電抗器，將造成諧波放大甚至諧振，威脅系統(tǒng)安全。
d、調(diào)壓式電容器維護困難。由于若調(diào)壓式電容內(nèi)部原件損壞，現(xiàn)場不具備更換條件，而返修時間長、工作量大、費用大。
e、由于負載變化快，分接開關降頻繁動作，使用壽命短。

4、MCR\TCR型SVC 動態(tài)無功補償設備

                原理：是將系統(tǒng)無功過補償，然后通過TCR或者MCR 電抗器來吸收多余的無功。其自身產(chǎn)生諧波，以及通過晶閘管控制，極其不穩(wěn)定。

技術特點:
a、晶閘管長期運行在高電壓和大電流工況下，容易被擊穿。
b、晶閘管發(fā)熱量大，需要輔助冷卻設備。維護量大。
c、自身諧波含量大，污染電網(wǎng)。TCR自身產(chǎn)生諧波，必須配備濾波器組濾除
d、自身諧波才能工作；若需要同時濾除背景諧波，還需要增加濾波器容量
e、占地面積很大。

f、響應時間為40ms左右。

5、動態(tài)無功補償裝置(SVG)
          SVG型動態(tài)無功補償與諧波治理裝置是目前自主研發(fā)的動態(tài)無功補償技術。具備補償性能強、諧波特性好、運行安全性可靠性高、占地面積小、損耗小噪音低、可靠性高維護量小等特點.

a、補償性能強：動態(tài)快速連續(xù)調(diào)節(jié)無功輸出，精確滿足功率因數(shù)補償要求，任意時刻的功率因數(shù)按近1.0，設備投資效益高。

b、諧波特性好：SVG不產(chǎn)生諧波電流，而且能有源濾除礦井提升機等產(chǎn)生的各次諧波電流，很好的滿足了水泥行業(yè)無功補償與諧波治理的綜合需求。
c、運行安全性可靠性高：SVG是可控電流源，不會產(chǎn)生過電流、不會產(chǎn)生諧波電壓放大，尤其適合變電站等對安全性要求高的用戶使用。
d、占地面積?。河捎谧陨頉]有諧波，不需要濾波器組，占地面積大大減小。
e、運行損耗低，效率高，噪音低。
f、可靠性高，維護量?。簼M足IGBT功率模塊N-1運行方式，一個模塊故障可旁路繼續(xù)運行，可靠性大大提高。模塊化設計，安裝、調(diào)試工作量小，基本免維護。 

                svg成套裝置基于鏈式串聯(lián)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，通過連接電抗器接入系統(tǒng)，提供連續(xù)快速可調(diào)的感性和容性無功，裝置的調(diào)節(jié)范圍無級動態(tài)補償，完全能滿足電網(wǎng)無功補償及諧波治理的要求；同時還可根據(jù)具體實際工況與FC部分配合使用，配置靈活，效果明顯，是目前自主研發(fā)的補償技術之一。

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