无功补偿装置技术及原理.ppt

无功补偿装置技术及原理无功补偿装置技术原理及内容一、无功功率与功率因数二、有功与无功的关系三、影响功率因数的因素四、无功补偿的定义及意义电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗要求系统提供足够的无功功率否则电网电压将下降电能质量得不到保证。同时无功功率的不合理分配也将造成线损增加降低电力系统运行的经济性。无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简称无功补偿）设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。因此无功补偿是电力系统的重要组成部分它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。无功补偿可以收到下列的效益：①提高用户的功率因数从而提高电工设备的利用率；②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动从而提高电力系统的电压水平改善电能质量提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上配置适当的调节器可以改善电力系统的动态性能提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。五、无功补偿的方法(2)低压集中补偿：低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧以无功补偿投切装置作为控制保护装置根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小使无功就地平衡从而提高配变利用率降低网损具有较高的经济性是目前无功补偿中常用的手段之一。(3)高压集中补偿：高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端用户本身又有一定的高压负荷时可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切从而合理地提高了用户的功率因数避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护补偿效益高。按投切方式分类:1.延时投切方式延时投切方式即人们熟称的“静态”补偿方式。这种投切依靠于传统的接触器的动作当然用于投切电容的接触器专用的它具有抑制电容的涌流作用延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时电容器造成损坏更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡这是很危险的。当电网的负荷呈感性时如电动机、电焊机等负载这时电网的电流滞带后电压一个角度当负荷呈容性时如过量的补偿装置的控制器这是电网的电流超前于电压的一个角度即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量来决定电容器的投切这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。2.瞬时投切方式瞬时投切方式即人们熟称的“动态”补偿方式应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶实际就是一套快速随动系统控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算在2个周期到来时控制器已经发出控制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。3.混合投切方式实际上就是静态与动态补偿的混合一部分电容器组使用接触器投切而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势互补但就其控制技术目前还见到完善的控制软件该方式用于通常的网络如工矿、小区、域网改造比起单一的投切方式拓宽了应用范围节能效果更好。补偿装置选择非等容电容器组这种方式补偿效果更加细致更为理想。还可采用分相补偿方式可以解决由于线路三相不平行造成的损失。4.在无功功率补偿装置的应用方面选择那一种补偿方式还要依电网的状况而定首先对所补偿的线路要有所了解对于负荷较大且变化较快的工况电焊机、电动机的线路采用动态补偿节能效果明显。对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式也可使用动态补偿装置。一般电焊工作时间均在几秒钟以上电动机启动也在几秒钟以上而动态补偿的响应时间在几十毫秒按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程动态补偿装置能完成这个过程。六、无功补偿装置②同步调相机:同步调相机是空载运行的同步电机它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢近来已逐渐退出电网运行。③并联电容器：并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压相反于电感中的滞后由此可视为向电网发无功功率：Q=U2/Xc其中：