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1 同步调相机
同步调相机实质上是(shì)一种不带机械负载的同(tóng)步电动机,它是早采用的一种无功补偿设备,在并联电容器得(dé)到(dào)大量采用后,它退居次(cì)要地位。其主要缺点是投(tóu)资大,运行维护复杂。因此,许多国家不再新增同步调相机作为无功补偿(cháng)设备。但是同(tóng)步调相机也有自身的优点:
①调相机可以随着系统负荷的变化,均匀调整电压,使电网电压保持规(guī)定的水平。电容器只能分成若干个小组,进行阶梯式(shì)的调压。
②调相机可以根据系统无功的需要,调节(jiē)励磁运行,过励磁时可(kě)以做到发出其额定100%的无功(gōng)功率,欠励磁时还可以吸收其额定的50%的无功功率。电容器只能发出无功,不能吸收无(wú)功。
③ 调相机可以安装强行励磁装置,当电网发(fā)生(shēng)故障时,电压剧烈降低,调相机可以强行励磁,保持电(diàn)网电压稳定,因而提高了系(xì)统运(yùn)行的稳定性。电容器(qì)输出无功功率与(yǔ)运行电压的平方(fāng)成正比,电压降低,输出的无功将(jiāng)急剧下降,比如,当电压下降10%,变为0.9Ue时,电容(róng)器输出的无功功率变为0.81Q,即其输(shū)出的 无功功(gōng)率将下降(jiàng)19%,所以,电容器此时不能起到稳定系统(tǒng)电压的作用。
2 并联电容器
作为无功补偿设备,电容(róng)器有以下(xià)显著优点:
①电容(róng)器是经济的设备。它的(de)一次性投资和运行费用(yòng)都比较低,且安装调试(shì)简单。
②电容器的损耗低,效率高。现代电容器的损耗只有本身容量的0.02%左右。调相机(jī)除了本身的损耗外,其附属设备还需用一定的(de)所用电,损耗2%~30%,大(dà)大高于电容器。
③电容(róng)器是静(jìng)止设备(bèi),运行(háng)维护简单,没(méi)有(yǒu)噪音。调相机为旋转电机,运行维(wéi)护很复杂。
④电容器的应用范围广,可以集(jí)中(zhōng)安装在中心变电站,也(yě)可以分散安装在(zài)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(diàn)站,应用有较大的局限。
并联电容器是(shì)电(diàn)网中用得多的一种无功功率补(bǔ)偿设备,目前(qián)国内外电力系统中90%的无功补偿设备是并联电容器。
3 并联(lián)电抗器
并(bìng)联电抗(kàng)器(qì)是一(yī)种感性无(wú)功补偿设备(bèi),它可以吸收系统中过剩的无功功率,避免(miǎn)电网运行电压过高。
为了防止超高压线路空载或轻负(fù)荷运行时(shí),线路的充电(diàn)功率造成线路电压升高,一般装设并联电抗器吸收线(xiàn)路的(de)充电功率,同时(shí),并联电抗器也用来限制由于(yú)突然甩(shuǎi)负荷或接地故障引起的过电压从而危(wēi)及系统的绝缘。
并联电抗器(qì)可以直接接到超高压(275kV及以上)线(xiàn)路上,其(qí)优点是:可以限制高压线路的(de)过电压,与中性点小电抗配合,有利于(yú)超高压(yā)长距离输(shū)电线(xiàn)路单相(xiàng)重(chóng)合闸过程中故障相(xiàng)的消弧,从而提高单相重合闸的成功率(lǜ)。高压电抗器本身损耗小,但造(zào)价较高。并联电抗器也可以接到低压侧或(huò)变压器(qì)三次侧(cè),有干式的和油浸的两种,这种方式的优点是造价较低(dī),操作方便。从发展趋(qū)势(shì)看,更多的(de)将采用高压电抗器。
大型并联电抗器(qì)的技术(shù)、结构和标准(zhǔn)与大型电力(lì)变压器类(lèi)似,也有单相和三相,心式和壳式之(zhī)分,心式(shì)还(hái)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(dà)容量并联电抗器(qì)只(zhī)采用心式结构。
心式电抗器的(de)结构与(yǔ)心式变压器类似,但是只有一(yī)个绕(rào)组,在磁路中加入间隙以保证不饱和,维持(chí)线性。
4 静止补偿(cháng)器(SVC-Static Var Compensator)
静止补偿器是近(jìn)年来发展起来的一种动态无功功率补偿装置,电容器、电抗器、调相机是对电(diàn)力(lì)系统(tǒng)静态无功电力的补偿,而静止补偿器 主要是对电(diàn)力系统中的动(dòng)态(tài)冲击负荷的补偿。根据负荷变动情况(kuàng),静止补偿(cháng)可以迅速改变所输出无功功率的性质或保持母线电压恒(héng)定(dìng)。
静止补偿器实际上(shàng)是将可控电抗(kàng)器与电容器并联使用。电(diàn)容器可发出无功功率,可控电抗器可吸收无功功率。其控制系统由可控的电子器件来实现(xiàn),响应速度远远(yuǎn)高于调相(xiàng)机,一般只有20ms。它主要用于冲击负荷如大型电炉炼钢、大型轧机以及大型整流设备(bèi)等。另外,在电力系统的电(diàn)压枢纽点、支撑点也可以用静止补偿器来 提高系(xì)统的稳定性,同时(shí),静止补偿器还可以抑制谐波(bō)对电(diàn)力系(xì)统的危害。
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