靜止無功補(bǔ)償技術(shù)

1、,靜止無功補(bǔ)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(shí)，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(shí)，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(chǔ)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(bǔ)償設(shè)備時(shí)的功率因數(shù)。,瞬時(shí)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(shí)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(fèi) 最少的用電功率因數(shù)。,無功功率對(duì)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(huì)使電壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng)，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(dòng)主要由無功波動(dòng)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(duì)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(shí)測電壓-額定電壓）/額定電壓100%,2、電壓波動(dòng)：某一段時(shí)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(dòng)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(dòng)， 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(duì)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(lì)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(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為2%,*短時(shí)的不平衡度4%,*對(duì)接入公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)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(yùn)行的電動(dòng)機(jī)容易損壞,V降低，造成啟動(dòng)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(dòng)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(bǔ)償?shù)淖饔?1、可以提高功率因

5、數(shù),2、改善電能質(zhì)量,補(bǔ)償前：,補(bǔ)償后：,補(bǔ)償前：,補(bǔ)償后：,無功補(bǔ)償?shù)淖饔?3、減小無功電流,補(bǔ)償前：,補(bǔ)償后：,4、降低了因無功流動(dòng)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(bǔ)償方式,1、零補(bǔ)償,容性電流=感性電流， 零補(bǔ)償只可能暫時(shí)出現(xiàn),2、欠補(bǔ)償,容性電流感性電流,3、過補(bǔ)償,容性電流感性電流，起到反作用,4、全補(bǔ)償,三相同時(shí)補(bǔ)償；,適用于三相較為對(duì)稱的運(yùn)行負(fù)荷；,5、相補(bǔ)償,分相單獨(dú)補(bǔ)償；,適用于三相不對(duì)稱負(fù)荷；,無功補(bǔ)償方式,6、隨器補(bǔ)償（1）,低壓電容接在配電變壓器二次側(cè)；,7、隨機(jī)補(bǔ)償（2）,低壓電容器與電動(dòng)機(jī)并接

6、；,8、跟蹤補(bǔ)償（3）,將低壓電容器組補(bǔ)償在0.4kV母線上；,（1）,（2）,（3）,補(bǔ)償配電網(wǎng)空載無功；,補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無功消耗；,配網(wǎng)無功補(bǔ)償,*配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)闹饕绞?變電站集中補(bǔ)償；,低壓集中補(bǔ)償；,桿上集中補(bǔ)償；,用戶終端分散集中補(bǔ)償；,變電站集中補(bǔ)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(bǔ) 償主變壓器的無功損耗,特點(diǎn)：,管理容易、維護(hù)方便；,對(duì)配網(wǎng)的降損不起作用；,低壓集中補(bǔ)償（方式2）,位置：配電變壓器0.4kV側(cè),桿上補(bǔ)償（方式3）,位置：架空線路的桿塔上,作用：補(bǔ)償公用變壓器的無功,用戶終端分散補(bǔ)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(diǎn)：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(dòng)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(diǎn),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(dòng)也會(huì)影響到出口電 壓的大小。,風(fēng)電場無功補(bǔ)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(jí)無功補(bǔ)償，提高發(fā)電機(jī)出口功率因數(shù)。,優(yōu)點(diǎn)：控制簡單、投資費(fèi)用較小、維護(hù)方便,缺點(diǎn)：1、調(diào)節(jié)不平滑，呈階梯性調(diào)節(jié)，在系統(tǒng)運(yùn)行中無法實(shí)現(xiàn)最佳補(bǔ)償狀態(tài) 2、分級(jí)補(bǔ)償，不可避免地出現(xiàn)過補(bǔ)償和欠補(bǔ)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(shí)，電容器充放電過程頻繁，縮短了使用壽命,風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置,2、靜止無功補(bǔ)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(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)。,優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：占地面積大，產(chǎn)生較大的諧波,風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置,3、靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）,靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）又稱靜止無