靜止無功補償技術(shù)

1、,靜止無功補償技術(shù),無功功率的基本概念,*正弦電路中的有功功率和無功功率,設(shè)正弦電路的電壓和電流為：,電路的有功功率：,電壓有效值,電流有效值,電流與電壓相位差,電路的無功功率：,無功功率的基本概念,電路的無功功率：,當(dāng)電流的相位滯后電壓時，Q為正，Q是消耗在感性負(fù)荷的無功功率； 當(dāng)電流的相位超前電壓時，Q為負(fù)，Q是消耗在容性負(fù)荷的無功功率；,電路的視在功率：,功率因數(shù)：,P，Q，S滿足如下關(guān)系：,無功功率代表負(fù)荷與電源之間能量來回交換的一種量度，是電路中儲能元件 與電源間交換功率的最大值。無功功率表示有能量交換，但不消耗功率。,無功功率的物理意義：,功率因數(shù),功率因數(shù)、或力率:,分類,自然功

2、率因數(shù):用電設(shè)備沒有安裝無功補償設(shè)備時的功率因數(shù)。,瞬時功率因數(shù)：某一瞬間由功率因數(shù)表讀出的功率因數(shù)。,加權(quán)功率因數(shù)：在一定時間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值。,經(jīng)濟(jì)功率因數(shù)：用戶的節(jié)能效益和電能質(zhì)量最佳，支付電費 最少的用電功率因數(shù)。,無功功率對電力系統(tǒng)的影響,1、設(shè)備及線路損耗增加,設(shè)線路總電流為I，線路電阻為R，則線路損耗為：,無功功率引起,2、使線路及變壓器的電壓降增大，如果是沖擊性無功功率負(fù)載，還會使電壓產(chǎn)生劇烈波動，使供電質(zhì)量嚴(yán)重降低。,XS比RS大得多，電網(wǎng)電壓的波動主要由無功波動引起的,電壓的基本概念,電壓質(zhì)量：電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一 標(biāo)準(zhǔn)電壓：絕對值和頻率保持穩(wěn)定的正弦波,電壓質(zhì)量與標(biāo)

3、準(zhǔn),電壓標(biāo)準(zhǔn),1、電壓偏差=（實測電壓-額定電壓）/額定電壓100%,2、電壓波動：某一段時限內(nèi)電壓急劇變化而偏離額定值的狀況，急劇變化是指每秒電壓波動大于1%。,3、電壓閃變：周期性的電壓急劇變化引起電光源光通量的波動， 而造成人眼視覺不舒服的光閃變現(xiàn)象。,電壓質(zhì)量的影響,電壓偏差對不同性質(zhì)負(fù)荷的影響,*阻性負(fù)荷,*感性負(fù)荷,*容性負(fù)荷,影響加熱設(shè)備額定功率、光通亮、發(fā)光效率和使用壽命,影響到電感的勵磁電流、輸出功率、cos等,*輸出的Q,影響使用壽命，電壓太高甚至爆炸,三相電壓不平衡度的影響,三相電壓不平衡度的表示方法：,用電壓或電流負(fù)序分量與正序分量的方均根百分?jǐn)?shù),標(biāo)準(zhǔn)：,*電力系統(tǒng)公共

4、連接點正常電壓不平衡度允許值為2%,*短時的不平衡度4%,*對接入公共連接點的每個用戶引起該點正常電壓不平衡允許值一般為1.3%,電源電壓降低的影響,1、照明設(shè)備不能正常發(fā)光,2、運行的電動機(jī)容易損壞,V降低，造成啟動困難，溫升增高甚至燒毀,P（或S）=const，V使I，網(wǎng)損,3、電網(wǎng)中電能損耗增加,電源電壓降低原因：無功電源不足或缺乏帶負(fù)荷調(diào)壓設(shè)備 的場合,影響和危害：,4、設(shè)備容量不能充分利用,電源電壓升高的影響,1、電動機(jī)等電磁設(shè)備的絕緣老化,2、白熾燈等壽命縮短,*發(fā)生于電源端部，在400V及晝夜負(fù)荷變化大的線路,3、家用電器溫升增加,影響與危害：,無功補償?shù)淖饔?1、可以提高功率因

5、數(shù),2、改善電能質(zhì)量,補償前：,補償后：,補償前：,補償后：,無功補償?shù)淖饔?3、減小無功電流,補償前：,補償后：,4、降低了因無功流動而引起的有功損耗,5、提高供/配電設(shè)備的供電能力,供電設(shè)備,S相同的情況下，功率因數(shù)，則P=Scos,無功補償方式,1、零補償,容性電流=感性電流， 零補償只可能暫時出現(xiàn),2、欠補償,容性電流感性電流,3、過補償,容性電流感性電流，起到反作用,4、全補償,三相同時補償；,適用于三相較為對稱的運行負(fù)荷；,5、相補償,分相單獨補償；,適用于三相不對稱負(fù)荷；,無功補償方式,6、隨器補償（1）,低壓電容接在配電變壓器二次側(cè)；,7、隨機(jī)補償（2）,低壓電容器與電動機(jī)并接

6、；,8、跟蹤補償（3）,將低壓電容器組補償在0.4kV母線上；,（1）,（2）,（3）,補償配電網(wǎng)空載無功；,補償電動機(jī)的無功消耗；,配網(wǎng)無功補償,*配電網(wǎng)無功補償?shù)闹饕绞?變電站集中補償；,低壓集中補償；,桿上集中補償；,用戶終端分散集中補償；,變電站集中補償（方式1）,位置：在變電站的10kV母線,作用：改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高終端變電站的電壓和補 償主變壓器的無功損耗,特點：,管理容易、維護(hù)方便；,對配網(wǎng)的降損不起作用；,低壓集中補償（方式2）,位置：配電變壓器0.4kV側(cè),桿上補償（方式3）,位置：架空線路的桿塔上,作用：補償公用變壓器的無功,用戶終端分散補償（方式4）,位置：用戶

7、端,作用：有效降低電網(wǎng)損耗和保持電網(wǎng)的電壓水平；,特點：按配電變壓器低壓側(cè)最大無功需求確定安裝容量， 但負(fù)荷的波動性造成電容器輕載閑置和設(shè)備利用 率低；,適應(yīng)情況：容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用戶設(shè)備,風(fēng)電無功需求的特點,1、風(fēng)電機(jī)組需要從電網(wǎng)吸收無功功率，建立磁場。,2、隨著風(fēng)機(jī)輸出有功的變化，無功需求也在變化。,3、需要足夠的無功支持，保證風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力,如：籠型風(fēng)電機(jī)組，采用鼠籠式發(fā)電機(jī),如：風(fēng)的隨機(jī)性、塔影效應(yīng)、風(fēng)剪切，湍流等,如：籠型風(fēng)電機(jī)組，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,4、風(fēng)電場與電網(wǎng)之間有功與無功的流動也會影響到出口電 壓的大小。,風(fēng)電場無功補償裝置,1、電容器組,發(fā)電機(jī)出口安

8、裝電容器組，進(jìn)行分級無功補償，提高發(fā)電機(jī)出口功率因數(shù)。,優(yōu)點：控制簡單、投資費用較小、維護(hù)方便,缺點：1、調(diào)節(jié)不平滑，呈階梯性調(diào)節(jié)，在系統(tǒng)運行中無法實現(xiàn)最佳補償狀態(tài) 2、分級補償，不可避免地出現(xiàn)過補償和欠補償 3、開關(guān)投切響應(yīng)慢，不能進(jìn)行無功負(fù)荷的快速跟蹤 4、投切電容器時，電容器充放電過程頻繁，縮短了使用壽命,風(fēng)電場無功補償裝置,2、靜止無功補償器（SVC）,20世紀(jì)70年代出現(xiàn)，由晶閘管開關(guān)快速控制的電容器和電抗器組成的裝置，是目前國內(nèi)推廣應(yīng)用比較普及的動態(tài)無功補償技術(shù)。,優(yōu)點：快速、平滑調(diào)節(jié)無功功率，即可吸收無功又可輸出無功,缺點：占地面積大，產(chǎn)生較大的諧波,風(fēng)電場無功補償裝置,3、靜止同步補償器（STATCOM）,靜止同步補償器（STATCOM）又稱靜止無