1 同步调相(xiàng)机
同步调相机(jī)实质上是一种不带机械负载的同步电动机,它是早(zǎo)采用的一种无功补偿设备,在并联电(diàn)容器得到大量采用后(hòu),它退居次要地位。其主要缺点是投资大,运行维护复杂。因此,许多国家不再新增同步调相机(jī)作为无功补偿设备。但是同步(bù)调相机也有自身的优点(diǎn):
①调相机可以随着系统负荷(hé)的变化,均匀调(diào)整电压,使电网电压保持规定的水平。电容器只能分成若(ruò)干个小组,进行阶梯式的调压。
②调相机可以根据系统无(wú)功的需要,调节励磁(cí)运行,过励磁时可以做到发出其额定100%的无功功率,欠励磁时还可(kě)以吸收其额定的50%的无功功率。电容器只能发(fā)出无功,不能吸收无功。
③ 调相机可以(yǐ)安装强行励磁装置,当电网发生故障时,电压剧烈降低,调相机可以强行励磁,保持电(diàn)网电(diàn)压稳定,因而提高(gāo)了系统运(yùn)行的(de)稳(wěn)定性。电容器(qì)输(shū)出无功功率与(yǔ)运(yùn)行电压的平方成正比,电压降低,输出的无功将(jiāng)急剧下降(jiàng),比如,当电压下降10%,变为0.9Ue时,电容器输出(chū)的无功功率变为0.81Q,即其输出的 无功功率(lǜ)将下降19%,所以,电容(róng)器此时不能起到稳定(dìng)系统电压(yā)的作用。
2 并联电容器
作为无功补偿设备,电(diàn)容器(qì)有以下显著优点:
①电容器是经济的设备。它(tā)的一次(cì)性投资和运行(háng)费用都比较低,且安装调试简单。
②电容器的损耗低,效率高。现代电容器(qì)的损耗只有本身容量的0.02%左右。调相机除了(le)本(běn)身的损耗外,其附属设备还需用(yòng)一定的所用电,损耗2%~30%,大大高于电容器。
③电(diàn)容器是静(jìng)止设备,运行维护简单,没有噪音。调相机为旋转电机,运(yùn)行(háng)维护很复杂。
④电容器的应用(yòng)范围广,可以集中安装在中心变电站(zhàn),也可以分散安装在配电系统和厂矿用户。而调相机则只能固定安装在中心变电站,应用有较大的局限。
并联电容器是电网中用得多的一种无(wú)功功率补偿设备,目前国内外电(diàn)力系(xì)统中90%的无功补(bǔ)偿设备是并联电容器。
3 并联电抗器
并(bìng)联电抗器是一种(zhǒng)感性无功补偿设备,它可以吸(xī)收系统中过剩的无功功率,避免电网运行电压过(guò)高。
为了防止超高压线路空载或轻负荷运行时,线路的充电(diàn)功率造成(chéng)线路(lù)电压升高,一般(bān)装设并联电抗器(qì)吸收线路的充电功率,同时,并联(lián)电抗器也用来限制由于突然甩负荷或接地故障引起的过电压从而危及系统的绝缘。
并联电(diàn)抗器可以直接接到超高压(275kV及以上(shàng))线路上,其优点是:可以限制高压线路的过电压,与中性点小电抗配合,有利于超高压长(zhǎng)距离输(shū)电线路(lù)单相重(chóng)合闸过程(chéng)中故障相的消弧(hú),从而(ér)提高单相重(chóng)合闸的成功率。高压电(diàn)抗器本身损耗小,但造(zào)价较(jiào)高。并联电抗器也可以接到低压侧或变压器(qì)三次侧,有干式的和(hé)油浸的两种,这种方式的优点是造价较低,操作方便。从发展趋势看,更(gèng)多的将(jiāng)采(cǎi)用高压电(diàn)抗器。
大型并联电(diàn)抗器的(de)技术、结(jié)构和标准(zhǔn)与大型电力变压器类似,也有单相和三相,心式和壳式之分,心式还可以分为带间隙柱(zhù)的和空心式的,目前我国制造的高压大容量并联电抗器(qì)只采用心式结构。
心式电(diàn)抗器的结构与心(xīn)式(shì)变压器(qì)类似,但是只有一个绕组,在磁路中加(jiā)入(rù)间隙以保证不(bú)饱和,维持线(xiàn)性。
4 静止补偿器(SVC-Static Var Compensator)
静止补偿器是近年来发展起来的一种动态(tài)无功功率补(bǔ)偿装置,电容器、电抗器、调相机是对电力系统静态无(wú)功电力的补偿,而静止补偿器(qì) 主要(yào)是对电(diàn)力系统中(zhōng)的动态(tài)冲击负(fù)荷的补偿。根据负荷变动情况(kuàng),静止补偿(cháng)可以(yǐ)迅速改变所输出无功功率的性质或保持母线电压恒定。
静止补偿器实际上是将(jiāng)可控电抗器与电容器并联使用。电容器可(kě)发出无功功率,可控电抗器可吸收(shōu)无功功率。其控制系统(tǒng)由可控的电子器(qì)件来实现,响(xiǎng)应(yīng)速度远远高于调相机,一(yī)般只有20ms。它主要用于冲击负荷如大型电炉(lú)炼钢、大型轧机以及大型整(zhěng)流设备等。另外(wài),在电力系统的电压枢纽点、支撑点也(yě)可(kě)以用静止补偿器来 提高系统的稳定性,同时,静止补偿器还可以抑制谐波对电力系统的危害。
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