1 同步調相機
同步調相機實質上(shàng)是一種不帶機械負載的同步電(diàn)動機,它是最早采用的一種無功補償設備,在并聯電(diàn)容器(qì)得(de)到大(dà)量采用後,它退居次要地位。其主要缺點是投資大(dà),運行(xíng)維護複雜。因此,許多(duō)國家(jiā)不再新增同步調相機作(zuò)為(wèi)無功補償設備。但(dàn)是同步調相機也有(yǒu)自身的優點:
①調相機可(kě)以随着系統負荷的變化,均勻調整電(diàn)壓,使電(diàn)網電(diàn)壓保持規定的水(shuǐ)平。電(diàn)容器(qì)隻能分成若幹個(gè)小(xiǎo)組,進行(xíng)階梯式的調壓。
②調相機可(kě)以根據系統無功的需要,調節勵磁運行(xíng),過勵磁時(shí)可(kě)以做(zuò)到發出其額定100%的無功功率,欠勵磁時(shí)還(hái)可(kě)以吸收其額定的50%的無功功率。電(diàn)容器(qì)隻能發出無功,不能吸收無功。
③ 調相機可(kě)以安裝強行(xíng)勵磁裝置,當電(diàn)網發生(shēng)故障時(shí),電(diàn)壓劇(jù)烈降低(dī),調相機可(kě)以強行(xíng)勵磁,保持電(diàn)網電(diàn)壓穩定,因而提高(gāo)了系統運行(xíng)的穩定性。電(diàn)容器(qì)輸出無功功率與運行(xíng)電(diàn)壓的平方成正比,電(diàn)壓降低(dī),輸出的無功将急劇(jù)下降,比如,當電(diàn)壓下降10%,變為(wèi)0.9Ue時(shí),電(diàn)容器(qì)輸出的無功功率變為(wèi)0.81Q,即其輸出的 無功功率将下降19%,所以,電(diàn)容器(qì)此時(shí)不能起到穩定系統電(diàn)壓的作(zuò)用。
2 并聯電(diàn)容器(qì)
作(zuò)為(wèi)無功補償設備,電(diàn)容器(qì)有(yǒu)以下顯着優點:
①電(diàn)容器(qì)是最經濟的設備。它的一次性投資和(hé)運行(xíng)費用都比較低(dī),且安裝調試簡單。
②電(diàn)容器(qì)的損耗低(dī),效率高(gāo)。現代電(diàn)容器(qì)的損耗隻有(yǒu)本身容量的0.02%左右。調相機除了本身的損耗外,其附屬設備還(hái)需用一定的所用電(diàn),損耗2%~30%,大(dà)大(dà)高(gāo)于電(diàn)容器(qì)。
③電(diàn)容器(qì)是靜止設備,運行(xíng)維護簡單,沒有(yǒu)噪音(yīn)。調相機為(wèi)旋轉電(diàn)機,運行(xíng)維護很(hěn)複雜。
④電(diàn)容器(qì)的應用範圍廣,可(kě)以集中安裝在中心變電(diàn)站(zhàn),也可(kě)以分散安裝在配電(diàn)系統和(hé)廠礦用戶。而調相機則隻能固定安裝在中心變電(diàn)站(zhàn),應用有(yǒu)較大(dà)的局限。
并聯電(diàn)容器(qì)是電(diàn)網中用得(de)最多(duō)的一種無功功率補償設備,目前國內(nèi)外電(diàn)力系統中90%的無功補償設備是并聯電(diàn)容器(qì)。
3 并聯電(diàn)抗器(qì)
并聯電(diàn)抗器(qì)是一種感性無功補償設備,它可(kě)以吸收系統中過剩的無功功率,避免電(diàn)網運行(xíng)電(diàn)壓過高(gāo)。
為(wèi)了防止超高(gāo)壓線路空(kōng)載或輕負荷運行(xíng)時(shí),線路的充電(diàn)功率造成線路電(diàn)壓升高(gāo),一般裝設并聯電(diàn)抗器(qì)吸收線路的充電(diàn)功率,同時(shí),并聯電(diàn)抗器(qì)也用來(lái)限制(zhì)由于突然甩負荷或接地故障引起的過電(diàn)壓從而危及系統的絕緣。
并聯電(diàn)抗器(qì)可(kě)以直接接到超高(gāo)壓(275kV及以上(shàng))線路上(shàng),其優點是:可(kě)以限制(zhì)高(gāo)壓線路的過電(diàn)壓,與中性點小(xiǎo)電(diàn)抗配合,有(yǒu)利于超高(gāo)壓長距離輸電(diàn)線路單相重合閘過程中故障相的消弧,從而提高(gāo)單相重合閘的成功率。高(gāo)壓電(diàn)抗器(qì)本身損耗小(xiǎo),但(dàn)造價較高(gāo)。并聯電(diàn)抗器(qì)也可(kě)以接到低(dī)壓側或變壓器(qì)三次側,有(yǒu)幹式的和(hé)油浸的兩種,這種方式的優點是造價較低(dī),操作(zuò)方便。從發展趨勢看,更多(duō)的将采用高(gāo)壓電(diàn)抗器(qì)。
大(dà)型并聯電(diàn)抗器(qì)的技(jì)術(shù)、結構和(hé)标準與大(dà)型電(diàn)力變壓器(qì)類似,也有(yǒu)單相和(hé)三相,心式和(hé)殼式之分,心式還(hái)可(kě)以分為(wèi)帶間(jiān)隙柱的和(hé)空(kōng)心式的,目前我國制(zhì)造的高(gāo)壓大(dà)容量并聯電(diàn)抗器(qì)隻采用心式結構。
心式電(diàn)抗器(qì)的結構與心式變壓器(qì)類似,但(dàn)是隻有(yǒu)一個(gè)繞組,在磁路中加入間(jiān)隙以保證不飽和(hé),維持線性。
4 靜止補償器(qì)(SVC-Static Var Compensator)
靜止補償器(qì)是近年來(lái)發展起來(lái)的一種動态無功功率補償裝置,電(diàn)容器(qì)、電(diàn)抗器(qì)、調相機是對電(diàn)力系統靜态無功電(diàn)力的補償,而靜止補償器(qì) 主要是對電(diàn)力系統中的動态沖擊負荷的補償。根據負荷變動情況,靜止補償可(kě)以迅速改變所輸出無功功率的性質或保持母線電(diàn)壓恒定。
靜止補償器(qì)實際上(shàng)是将可(kě)控電(diàn)抗器(qì)與電(diàn)容器(qì)并聯使用。電(diàn)容器(qì)可(kě)發出無功功率,可(kě)控電(diàn)抗器(qì)可(kě)吸收無功功率。其控制(zhì)系統由可(kě)控的電(diàn)子器(qì)件來(lái)實現,響應速度遠遠高(gāo)于調相機,一般隻有(yǒu)20ms。它主要用于沖擊負荷如大(dà)型電(diàn)爐煉鋼、大(dà)型軋機以及大(dà)型整流設備等。另外,在電(diàn)力系統的電(diàn)壓樞紐點、支撐點也可(kě)以用靜止補償器(qì)來(lái) 提高(gāo)系統的穩定性,同時(shí),靜止補償器(qì)還(hái)可(kě)以抑制(zhì)諧波對電(diàn)力系統的危害。