電網無功補償裝置綜述
電網無功補償的方法有很多種，無功補償技術的發展與進步主要就是表現在無功補償裝置的發展與進步。無功補償裝置從傳統的帶旋轉機械的方式到現代的電力電子組件的應用經歷了跨度很長的發展歷程。
(1)同步調相機：同步調相機是一種無功功 率電源，相當于空載運行的同步電動機。同步調相機屬于有源補償器，可以根據實際需要控制其勵磁電流，使其分別工作在過勵磁或欠勵磁的狀態下，從而控制它向電網中發出無功功率或吸收無功功率。在過勵磁運行狀態下，同步調相機向電網供給感性無功功率從而起到無功電源的作用，可提高系統電壓;在欠勵磁運行狀態下，它會從電網吸收感性無功功率而起到無功負荷的作用，從而降低系統電壓。同步調相機欠勵磁運行時吸收無功功率的能力，大概是為其過勵磁運行發出無功功率能力的50%,---65%。調相機主要裝設在樞紐變電所，同并聯電容器補償相比，有其自身的優點：系統電壓下降時，通過維持或提高本身的出力，可以給系統提供緊急的電壓支持，能進行動態無功補償。但同步調相機屬于旋轉設備，運行中的有功損耗和噪聲都比較大，還存在著投資費用大、動態調節響應慢、運行維護復雜等缺點。目前在電力現場同步調相機仍少有使用，但同步調相機正逐漸被性能更優的眾多新型無功補償裝置和設備所取代。
(2)并聯電容器：并聯電容器是目前電網中應用最為廣泛的一種無功補償設備，它可以提高負荷側功率因數以減少無功功率流動從而提高受端電壓、降低網損。并聯電容器只能發出無功功率，不能吸收無功功率，主要應用于配電線路和低壓側的無功補償。它需要根據負荷的變化而進行頻繁的投入或切除操作，而此投入或切除操作通常用機械開關來執行，開關起初由人工來進行手動操作，八九十年代由于電子工業的興起而采用模擬電子器件來實現對開關的自動投切達到自動無功補償的目的，兩千年后由于IT數字技術和網絡通信技術的高度發展，使得電力系統實現了調度自動化、配網自動化和無功補償自動化。可通過調度自動化系統或其他方式獲取供電所各線路的有功、無功和功率因數等運行參數，通過集控微機和遠程網絡通信技術將無功補償控制命令送到所屬電網線路各個電容投切控制器(MCU組成的 二級智能控制)達到精確補償，從而實現了電網高度自動化(配網自動化、調度自動化和無功補償自動化)。并聯電容器組的補償方式結構簡單，靈活方便，而且比較經濟。與同步調相機相比，它具有單位容量投資費用低、功耗小、運行維護方便、可以分散安裝以實現無功功率就地補償等特點，得到許多電力公司的青睞和認可。早期的并聯電容器的補償方式，由于技術的原因只能補償固定無功，不能動態地跟蹤負荷無功功率的變化，不能實現對無功功率的動態補償，還可能與系統發生并聯諧振，導致諧波放大。而且電容器的投切是由人工手動完成的，投切實時性差，不能及時檢測電網的運行狀態、跟蹤電網無功負荷的變化，使得電網的無功補償波動較大，甚至還有涌流的產生。高質量的無功補償無法實現，這是并聯電容器早期使用時無法避免時的弊端。
(3)并聯電抗器：并聯電抗器主要用于吸收超高壓長距離架空線和電纜線的過剩無功功率，以防止有過多無功功率注入負荷。并聯電抗器一般是經過直接接到超高壓線路、或經主變壓器三次側或較低電壓母線的兩種接線方式接入電網。兩種接線方式各有優缺點，在實際接線中具體采用何種方式，應按照具體情況而定。直接接到超高壓線路上時，并聯電抗器可以與中性點小電抗配合，有利于輸電線路單相重合閘時故障相的消弧，從而保證成功實施單相重合閘;還可以限制高壓線路的過電壓;但是造價過高。接到主變壓器三次側或較低電壓母線上時，造價就可以很低，而且操作也很簡便。
(4)靜止無功補償器：靜止無功補償器(SVC)出現在上世紀70年代初期，它通常由靜電電容器、電抗器及檢測與控制系統組成。目前，靜止無功補償器常用的 有TCR型的晶閘管控制電抗器，TSC型的晶閘管投切電容器和SR型的飽和電抗器三種。TCR型的晶閘管控制電抗器是由TCR和若干組的不可控電容器組 成，電抗器與反向并聯連接的晶閘管相串聯，利用晶閘管的觸發角來控制通過電抗器的電流。它只是以晶閘管開關取代了傳統的機械開關，但其性能要明顯優于機械開關的投切電抗器。TSC型的晶閘管投切電容器主要是由一組并聯的電容器組成，雙向晶閘管與每一臺電容器串聯。晶閘管仍代替傳統無功補償裝置的機械開關起開關作用。SR型的飽和電抗器主要是由飽和電抗器與串聯電容器組成。它具有穩壓特性，還有快速、可靠、可抑制三相不平衡、過載能力強、產生諧波小等優點;但它在運行時鐵芯損耗較大，且造價過高。
(5)靜止無功發生器：靜止無功發生器(SVG)也稱靜止調相機或靜止同步補償器，是上世紀80年代出現的較為先進的靜止無功補償裝置。在裝置中，六個可關 斷晶閘管(GTO)分別與六個二極管反向并聯。與SVC靜止無功補償器相比，靜止無功發生器的響應速度更快，諧波電流含量更小，運行范圍更廣。以上幾種補 償裝置還不能滿足現代電網靈活、準確、快速的要求，隨著計算機技術和電力電子技術的進步及其他學科的交叉影響，許多新型電力電子器件得以應用在無功補償領域，出現了多種新的無功補償技術。電力電子技術是現代無功補償技術的基礎，電力電子器件的發展使無功補償改變了交流輸電網過去動作緩慢、間斷、不準確的控制現狀，而提供了快速、連續和精確的控制能力。于是出現了動態補償。動態補償方式應該說是電力器件與數字技術綜合的技術結晶，晶閘管控制的靜止無功補償裝置被應用到無功補償領域。無功補償控制器根據采集到的電網數據，計算出當前電網所需的無功補償量，繼而發出控制信號控制并聯電容器組的投切以達到實時補償的目的。動態補償方式作為新一代的補償裝置有著廣泛的應用前景。動態補償的優點很多：投切速度快，無涌流，無觸點，維修少，使用壽命長等。
| 【上一個】 變頻器和濾波器與電抗器的區別 | 【下一個】 高低壓無功補償裝置的作用 |