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靜止無功補償裝置是怎樣的?

發布時間:2018-09-20    訪問:5954

靜止無功補償裝置(SVC)是指凡是能夠以無機械傳動部件而達到提供無功功率的裝置,它是由靜電電容器和晶閘管等部件組合而成的。

功率因數自動調節裝置一般是采用斷路器分段投入或切除電容器組的。而靜止無功補償裝置則采用晶閘管裝置來取代了有觸點開關,從而使無功功率能平滑地、連續地、快速地得以調節控制。無功功率是瞬刻變化的,它的變化頻率、幅度、速率三項,稱之為無功變化三要素。根據其變化的大小,就對無功補償裝置提出不同的要求。

現代工業的發展,電力網中出現了沖擊性有功負荷,隨著這些沖擊性有功功率帶來了沖性無功功率。例如在電弧爐中,當金屬熔化期間,電弧爐需要的無功功率是急劇地變化的,為此要求監測其所需無功功率并采用靜止無功補償裝置,讓它發出急劇變化的等量電容性無功功率,使其平衡以保持電弧爐持續在高功率因數狀態下運行。

沖擊性無功負荷的變化幅度、速率都是很大的,以軋鋼機為例,新加坡鋼廠的兩套熱軋機與冷軋機,其平均有功負荷與無功負荷為5萬千瓦與5萬千乏;最大有功負荷與無功負荷為10萬千瓦與10萬千乏;其變化幅度速率從1.5萬千乏升到7萬千乏的時間是98s。

這種沖擊性負荷的另一個特點它們的功率因數都很低,冷軋機與熱軋機的功率因數在0.7左右;大型電弧爐平均功率因數也只有0.85~0.87,而且當溫度升高時,功率因數還要進一步下降。

一般來說,電力系統中的樞紐變電所或無沖擊負荷的變電所,其無功功率三要素的變化范圍都很小。只要其變化周期在1s以上,也就是說由零變化到額定值需要1s以上時間;它的變化頻率每小時不到10次,此時采用調相機已可以滿足補償無功功率的要求。

如果無功負荷的變化周期在1s以下,或其變化頻率在每小時十幾次至幾十次之多時,調相機已沒有適應能力了,而必須采用靜止無功補償裝置進行無功補償。

現代工業發展中,在電網內產生的一種公害是高次諧波電流,這種高次諧波電流使電子計算機、各種自動裝置及電子設備誤動作或失靈;高次諧波所產生熱能使某些電氣設備損壞,這種公害又稱為諧波污染。

這種高次諧波的產生是由于電力系統中的許多晶閘管整流裝置,例如拖動大型軋鋼機的直流電動機,是采用晶閘管整流裝置供電的,它從電網中輸入帶有沖擊性波動的功率,經過整流轉換成直流電,由于晶閘管的非線性特性,就造成了電網中電壓波形的畸變,引起高次諧波電流的產生。

同步調相機和帶有自動調節裝置的移相電容器組,只能補償負荷的低功率因數,它不僅沒有能力去穩定沖擊性無功功率的變動,更無能力去消除高次諧波電流,惟有采取靜止無功補償裝置才能解決這些新的問題。

無功靜止補償裝置與同步調相機相比,它的優點有:

①全部為靜止部件,運行可靠。

②響應速度快,一般為1~2個頻率周期,而同步調相機在15個頻率周期以上。

③主要設計部件可裝于戶外,一次投資小。

④無失步危險。

⑤損耗低。

⑥可設計成分相單獨控制。

靜止無功補償裝置通過采用單獨的相—相控制,能通過調節三相的容抗和感抗來補償任何的不平衡線性穩定負荷,使不平衡負荷變成三相平衡負荷,而不需要改變負荷和電源間的有功功率的交換值。這樣,電網負荷不對稱產生的負序電壓可以消除,同時節省了電網中為些增添的其它設備。通過平衡不對稱負荷,整個電網的損失也會降低,這也就是為使電網對稱而采用靜止無功補償裝置的原因之一。