无功功率的危害与补偿技术

无功功率的危害及补偿技术报告日期：2011年9月主要内容无功功率的产生无功功率的危害无功功率补偿技术1MSC2TSF3SVC4SVG5BVDC无功功率的产生在正弦电路中，负载是线性的，电路中的电压和电流都是正弦波。设电压和电流分别可表示为(其中ϕ为电流滞后电压的相角)电路的无功功率定义为Q表示了其有能量交换而并不消耗功率。Q表示了这种能量交换的幅度。1.增加设备容量无功功率的增加会导致电流增大和视在功率增加，从而使发电机、变压器及其他电气设备容量和导线容量增加。同时，电力用户的起动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大无功功率的危害—对电网的影响2设备及线路损耗增加无功功率的增加使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加，设线路总电流为I=Ip+Iq，线路电阻为R，则线路损耗ΔP为222222)(UQPRIIRIPqp无功功率的危害—对电网的影响3线路和变压器压降增大无功功率的危害—对电网的影响UQXPRUUssR无功功率的危害—对发电设备的影响1.设备容量增加为满足电网规约所要求的无功容量，发电设备就必须更大、更重、更昂贵。设备的大小和费用与无功容量成正比。2发电设备损耗的增加定子、转子的损耗均与I2（I为电流）成正比。杂散损耗与I2成正比。因此，随着无功负荷的增加，发电机的能量损耗也将增加。较大的氢冷发电机与负荷相关的损耗占总损耗的75％，并且无功出力的微增损耗是非线性的。无功功率的危害—对发电设备的影响3维修和维护成本的增加由于发电机增发无功，转子定子电流增加，还会增加作用于导体上的电磁力（以I2变化），从而加大振动，对发电机造成一定的损害。电流也会导致温度升高，热胀冷缩加剧，造成较大的机械压力，导致绕组变形和绝缘老化。因此相当大一部分维修、维护费是由于无功发电引起的。无功功率的危害—对发电设备的影响无功功率补偿技术同步调相机并联电容器静止无功补偿装置(SVC)晶闸管控制电抗器(TCR)晶闸管投切电容器(TSC)饱和电抗器静止无功发生器(SVG)无功功率补偿技术•同步调相机运行于超前功率因数的同步电机称为同步调相机。特点：1.旋转电机2.利用励磁电流进行微调3.具备短时过载能力4.损耗大、噪声大5.维护复杂•并联电容器SRCLIICIRLUIRLIICU提供超前的无功静止装置补偿量固定发生谐振无功功率补偿技术无功功率补偿技术—MSC•MSC（机械式投切电容器）：接触器未串联电抗器时投入时刻波形串联电抗器投入时刻波形无功功率补偿技术—TSC抑制冲击电流的小电感IVABCILIVOIC提供超前的无功动态投切分级调节无功功率补偿技术—TSC/TSFTSC投入时刻电流波形TSF投入时刻电流波形无功功率补偿技术—TCR通常与固定电容器配合电容器提供超前的无功TCR提供滞后的无功，大小连续可调总体上既可提供超前的无功，也可提供滞后的无功可连续动态调节IVL可控电纳无功功率补偿技术—SVC1TCR+MSCMSC固定投切TCR容量、MSC容量与系统总容量相同控制元件为晶闸管TCR产生大量的谐波电流无功功率补偿技术—SVC2DCR+MSCMSC固定投切DCR容量、MSC容量与系统总容量相同控制元件为晶闸管DCR产生大量的谐波电流无功功率补偿技术—SVC3MCR+MSCMSC固定投切MCR容量、MSC容量与系统总容量相同控制元件为晶闸管MCR产生的谐波电流较小无功功率补偿技术—SVG调节逆变器交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流可使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流动态补偿连续可调IX=LVSVIVLVIVSVL=jXII电流超前VIVSVL=jXII电流滞后a）b）SVG等效电路及工作原理无功功率补偿技术—SVG无功功率补偿技术—BVDC装置项目晶闸管控制电抗器(TCR)直流控制电抗器(DCR)双向动态无功补偿装置（BVDC）响应速度100ms50ms20ms吸收无功连续连续连续控制较简单较简单复杂谐波电流大大小损耗3.5%5%1.5%噪声一般一般小容量（kvar）240024001000FC补偿容量（kvar）250025001400无功连续调节范围（kvar）600-2000600-20000-2000体积较TCR、DCR的体积要小价格无功功率补偿技术对比（2.4Mvar）谢谢