襄陽(yáng)源創(chuàng)電氣有限公司王工告訴我們：襄陽(yáng)源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們:靜止無(wú)功補(bǔ)償器是一種沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件，快速、平滑可控的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。它是將可控的電抗器和電力電容器（固定或分組投切）并聯(lián)使用。電容器可發(fā)出無(wú)功功率（容性的），可控電抗器可吸收無(wú)功功率（感性的）。通過(guò)對(duì)電抗器進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使整個(gè)裝置平滑地從發(fā)出無(wú)功功率改變到吸收無(wú)功功率（或反向進(jìn)行），并且響應(yīng)快速。

 

    靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）于20世紀(jì)70年代興起，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為很成熟的FACTS裝置，其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的負(fù)荷補(bǔ)償和輸電線路補(bǔ)償（電壓和無(wú)功補(bǔ)償），在大功率電網(wǎng)中，SVC被用于電壓控制或用于獲得其它效益，如提高系統(tǒng)的阻尼和穩(wěn)定性等；這類裝置的典型代表有：晶閘管控制電抗器（TCR）和晶閘管投切電容器（TSC）。

 

    靜止同步無(wú)功補(bǔ)償器是目前技術(shù)最為先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償裝置。它不再采用大容量的電容器，電感器來(lái)產(chǎn)生所需無(wú)功功率，而是通過(guò)電力電子器件的高頻開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)質(zhì)的飛躍，特別適用于中高壓電力系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。

 

    靜止無(wú)功補(bǔ)償器工作原理

 

    SVC(Static Var Compensator)：靜止無(wú)功補(bǔ)償器。靜止無(wú)功補(bǔ)償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對(duì)于控制信號(hào)反應(yīng)極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當(dāng)電壓變化時(shí)靜止補(bǔ)償器能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰瑫r(shí)還能做到分相補(bǔ)償;對(duì)于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性;但由于晶閘管控制對(duì)電抗器的投切過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，為此需加裝專門(mén)的濾波器。

 

    具體分析如下：

 

    (1)電容器C是固定值，所以超前的無(wú)功功率QC為固定值

 

    (2)通過(guò)調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角控制滯后無(wú)功功率QL

 

    (3)負(fù)載滯后且其無(wú)功功率QF變化時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)通角，使SVC總的無(wú)功QZ=QC-QL發(fā)生變化。

 

    (4)當(dāng)負(fù)荷Q增大時(shí)，，TCR產(chǎn)生的無(wú)功功率Q減小;當(dāng)負(fù)載QF減少時(shí)，TCR產(chǎn)生的無(wú)功功率QL增加。

 

    5)即不管負(fù)載的無(wú)功功率如何變化，總要使由系統(tǒng)供給的無(wú)功功率QS=QF+QL-QC

 

    近似等于常數(shù)，以抑制負(fù)載波動(dòng)所造成的系統(tǒng)電壓波動(dòng)和閃變

 

    6)它是將可控的電抗器和電力電容器并聯(lián)使用。電容器可發(fā)出無(wú)功功率(容性的)，可控電抗器可吸收無(wú)功功率(感性的)，通過(guò)對(duì)電抗器進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使整個(gè)裝置平滑地從發(fā)出無(wú)功功率改變到吸收無(wú)功功率。

 

    7)控制多組基于IGBT的H橋逆變器,采用電流滯環(huán)控制使變壓器二次側(cè)產(chǎn)生削弱基波磁通補(bǔ)償電流,在變壓器一次側(cè)體現(xiàn)出等效電抗的變化,實(shí)現(xiàn)電感線性調(diào)節(jié)。其電抗調(diào)節(jié)范圍為[x0,xm]。其中,x0為變壓器漏抗,xm為變壓器勵(lì)磁電抗。

 

    8)對(duì)于基于磁通補(bǔ)償?shù)乃惴ǖ拇?lián)應(yīng)用中(特別是串聯(lián)有源濾波器的應(yīng)用),在系統(tǒng)變化較快的動(dòng)態(tài)過(guò)程中,基波電流的補(bǔ)償滯后會(huì)造成一定比例的變壓器勵(lì)磁阻抗接入系統(tǒng),使控制達(dá)不到預(yù)期效果。

 

    靜止無(wú)功補(bǔ)償器作用

 

    無(wú)功補(bǔ)償可以收到下列的效益：

 

    ①減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗;

 

    ;②提高用戶的功率因數(shù),從而提高電工設(shè)備的利用率;

 

    ③在動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償裝置上，配置適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，可以改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性;

 

    ④合理地控制電力系統(tǒng)的無(wú)功功率流動(dòng)，從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，改善電能質(zhì)量，提高了電力系統(tǒng)的抗干擾能力;

 

    ⑤裝設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVS)還能改善電網(wǎng)的電壓波形,減小諧波分量和解決負(fù)序電流問(wèn)題。對(duì)電容器、電纜、電機(jī)、變壓器等，還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過(guò)熱。

 

    靜止無(wú)功補(bǔ)償器分類

 

    按照電抗器的調(diào)節(jié)方法,靜止無(wú)功補(bǔ)償器有以下3種類型。

 

    可控飽和電抗器型

 

    可控飽和電抗器包括兩部分繞組，即交流繞組和直流控制繞組。改變直流控制繞組的勵(lì)磁電流，調(diào)節(jié)鐵心的飽和程度，就可改變交流繞組的電感值。

 

    自飽和電抗器型

 

    自飽和電抗器在某一電壓值下，鐵心即自行飽和。在未飽和時(shí)電抗值大，飽和后電抗值小，隨著電抗值的改變所吸收的無(wú)功功率也就改變。

 

    相控電抗器型

 

    利用晶閘管開(kāi)關(guān)來(lái)控制電抗器的接通時(shí)間（通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角），從而控制電抗器中電流的波形，其基波電流將隨導(dǎo)通角而改變其大小，這就相當(dāng)于改變電抗器的電抗值。

 

    靜止無(wú)功補(bǔ)償器在低壓供配電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用于電壓調(diào)整、改善電壓水平、減少電壓波動(dòng)、改善功率因數(shù)、抑制電壓閃變、平衡不對(duì)稱負(fù)荷，靜止無(wú)功補(bǔ)償器配套的濾波器能吸收諧波和減小諧波干擾等。在超高壓輸電系統(tǒng)中，靜止無(wú)功補(bǔ)償器的作用是提供無(wú)功補(bǔ)償、調(diào)整電壓，改善系統(tǒng)電壓水平，改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性，抑制工頻過(guò)電壓等。

 

    與電力電容器相比

 

    靜止無(wú)功補(bǔ)償器能雙向連續(xù)、平滑調(diào)節(jié)；與同步調(diào)相機(jī)相比，靜止無(wú)功補(bǔ)償器沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件，所以運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單。同時(shí)靜止無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)節(jié)速度快，因此具有很大的優(yōu)越性。它的缺點(diǎn)是本身產(chǎn)生諧波，若不采取措施將污染電力系統(tǒng)，一般有配套的電力濾波器。為了實(shí)現(xiàn)雙向連續(xù)調(diào)節(jié)，克服并聯(lián)電容調(diào)節(jié)效應(yīng)的弱點(diǎn)，要求增大補(bǔ)償容量。

 

    靜止無(wú)功補(bǔ)償器組成

 

    1.固定電容器和固定電抗器組成的一個(gè)無(wú)功補(bǔ)償加濾波支路，該部分適當(dāng)選擇電抗器和電容器容量，可濾除電網(wǎng)諧波，并補(bǔ)償容性無(wú)功，將電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)饺菪誀顟B(tài)。

 

    2.固定電抗器

 

    3可控硅電子開(kāi)關(guān)

 

    可控硅用來(lái)調(diào)節(jié)電抗器導(dǎo)通角，改變感性無(wú)功輸出來(lái)抵補(bǔ)償濾波支路容性無(wú)功，并保持在感性較高功率因數(shù)。

 

    應(yīng)用領(lǐng)域

 

    （1）電弧爐作為非線性及無(wú)規(guī)律負(fù)荷接入電網(wǎng)，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一系列不良影響，其中主要影響有：導(dǎo)致電網(wǎng)三相嚴(yán)重不平衡，產(chǎn)生負(fù)序電流，產(chǎn)生高次諧波，其中普遍存在如2、4偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更為復(fù)雜化，存在嚴(yán)重的電壓閃變，功率因數(shù)低。

 

    SVC具有快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，它可向電弧爐快速提供無(wú)功電流并且穩(wěn)定母線電網(wǎng)電壓，最大限度地降低閃變的影響，SVC具有的分相補(bǔ)償功能可以消除電弧爐造成的三相不平衡，濾波裝置可以消除有害的高次諧波并通過(guò)向系統(tǒng)提供容性無(wú)功來(lái)提高功率因數(shù)。

 

    （2）軋機(jī)及其他大型電機(jī)對(duì)稱負(fù)載引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)使電氣設(shè)備不能正常工作，降低了生產(chǎn)效率，使功率因數(shù)降低；負(fù)載在傳動(dòng)裝置中會(huì)產(chǎn)生有害的高次諧波，主要是以5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻，會(huì)使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。安裝SVC系統(tǒng)可解決上述問(wèn)題，保持母線電壓平穩(wěn)，無(wú)諧波干擾，功率因數(shù)接近1。

 

    （3）城市二級(jí)變電站（66kv/10kv）:在區(qū)域電網(wǎng)中，一般采用分級(jí)投切電容器組的方式來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功，改善功率因數(shù)，這種方式只能向系統(tǒng)提供容性無(wú)功，并且不能隨負(fù)載變化而實(shí)現(xiàn)快速精確調(diào)節(jié)，在保證母線功率因數(shù)的同時(shí)，容易造成向系統(tǒng)倒送無(wú)功，抬高母線電壓，危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性等問(wèn)題。

 

    TCR結(jié)合固定電容器組FC或者TCR+TSC可以快速精確的進(jìn)行容性及感性無(wú)功補(bǔ)償，穩(wěn)定母線電壓、提高功率因數(shù)。并且，在改造舊的補(bǔ)償系統(tǒng)時(shí)，在原有的固定電容器組的基礎(chǔ)上，只需增加晶閘管相控電抗器（TCR）部分即可，用最少的投資取得最佳的效果，成為改善區(qū)域電網(wǎng)供電質(zhì)量的最有效方法。

 

    （4）電力機(jī)車供電:電力機(jī)車運(yùn)輸方式在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的“污染”，因電力機(jī)車為單相供電，這種單相負(fù)荷造成供電網(wǎng)的嚴(yán)重三相不平衡及較低的功率因數(shù)，目前世界各國(guó)解決這一問(wèn)題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當(dāng)位置安裝SVC系統(tǒng)，通過(guò)SVC的分相快速補(bǔ)償功能來(lái)平衡三相電網(wǎng)，并通過(guò)濾波裝置來(lái)提高功率因數(shù)。

 

    （5）礦用提升機(jī)：提升機(jī)作為大功率、頻繁啟動(dòng)、周期性沖擊負(fù)荷以及采用硅整流裝置對(duì)電網(wǎng)造成的無(wú)功沖擊和高次諧波污染等危害不僅危及電網(wǎng)安全，同時(shí)也造成提升機(jī)過(guò)電流、欠電壓等緊停故障的發(fā)生，影響了礦井生產(chǎn)。因此對(duì)提升機(jī)供電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和高次諧波治理，對(duì)于提高礦井提升機(jī)和電網(wǎng)的安全運(yùn)行可靠性、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益意義巨大。

 

    提升機(jī)單機(jī)裝機(jī)功率大，在礦井總供電負(fù)荷中占的比重較大。伴隨煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、井筒的加深，要求配套的提升機(jī)裝置容量也越來(lái)越大，單機(jī)容量已達(dá)到2000～3000kW，有的甚至達(dá)到5400kW，單斗提升裝載量達(dá)34t。這么大的負(fù)載啟動(dòng)將對(duì)電網(wǎng)造成很大的沖擊電流，無(wú)功電流成分較大，功率因數(shù)較低。所以大功率提升機(jī)對(duì)供電電網(wǎng)的容量和穩(wěn)定性要求更高。

 

    其中大功率提升機(jī)主要的問(wèn)題是：

 

    ? 引起電網(wǎng)電壓降低及電壓波動(dòng)；

 

    ? 高次諧波，其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更趨復(fù)雜化；

 

    ? 功率因數(shù)低；

 

    徹底解決上述問(wèn)題的方法是用戶必須安裝具有快速響應(yīng)速度的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)。SVC系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間小于lOms，完全可以滿足嚴(yán)格的技術(shù)要求。

 

    （6）遠(yuǎn)距離電力傳輸：全球電力目前正在趨向于大功率電網(wǎng)，長(zhǎng)距離輸電，高能量消耗，同時(shí)也迫使輸配電系統(tǒng)不得不更加有效，SVC可以明顯提高電力系統(tǒng)輸配電性能，這已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的證明，即當(dāng)在不同的電網(wǎng)條件下，為保持一個(gè)平衡的電壓時(shí)，可在電網(wǎng)的一處或多處適合的位置上安裝SVC，以達(dá)到如下目的：

 

    ? 穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓、減少傳輸損耗

 

    ? 增加傳輸動(dòng)力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大功率

 

    ? 提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限

 

    ? 增加小干擾下的阻尼

 

    ? 增強(qiáng)電壓控制及穩(wěn)定性

 

    ? 緩沖功率振蕩

 

    （7）其他通用領(lǐng)域

 

    油田，水泥化工等領(lǐng)域隨著節(jié)能改造的有著較多的傳動(dòng)及變頻調(diào)速等電力電子裝置，其產(chǎn)生有害的高次諧波危害其他用電設(shè)備，導(dǎo)致用電效率降低，其他用電設(shè)備發(fā)熱壽命降低。

 

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