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静止无功补偿装置是怎样的?

发布时间:2018-09-20    访问:59

静止无功补偿装置(SVC)是指凡是能够以无机械传动部件而达到提供无功功率的装置,它是由静电电容器和晶闸管等部件组合而成的。

功率因数自动调节装置一般是采用断路器分段投入或切除电容器组的。而静止无功补偿装置则采用晶闸管装置来取代了有触点开关,从而使无功功率能平滑地、连续地、快速地得以调节控制。无功功率是瞬刻变化的,它的变化频率、幅度、速率三项,称之为无功变化三要素。根据其变化的大小,就对无功补偿装置提出不同的要求。

现代工业的发展,电力网中出现了冲击性有功负荷,随着这些冲击性有功功率带来了冲性无功功率。例如在电弧炉中,当金属熔化期间,电弧炉需要的无功功率是急剧地变化的,为此要求监测其所需无功功率并采用静止无功补偿装置,让它发出急剧变化的等量电容性无功功率,使其平衡以保持电弧炉持续在高功率因数状态下运行。

冲击性无功负荷的变化幅度、速率都是很大的,以轧钢机为例,新加坡钢厂的两套热轧机与冷轧机,其平均有功负荷与无功负荷为5万千瓦与5万千乏;最大有功负荷与无功负荷为10万千瓦与10万千乏;其变化幅度速率从1.5万千乏升到7万千乏的时间是98s。

这种冲击性负荷的另一个特点它们的功率因数都很低,冷轧机与热轧机的功率因数在0.7左右;大型电弧炉平均功率因数也只有0.85~0.87,而且当温度升高时,功率因数还要进一步下降。

一般来说,电力系统中的枢纽变电所或无冲击负荷的变电所,其无功功率三要素的变化范围都很小。只要其变化周期在1s以上,也就是说由零变化到额定值需要1s以上时间;它的变化频率每小时不到10次,此时采用调相机已可以满足补偿无功功率的要求。

如果无功负荷的变化周期在1s以下,或其变化频率在每小时十几次至几十次之多时,调相机已没有适应能力了,而必须采用静止无功补偿装置进行无功补偿。

现代工业发展中,在电网内产生的一种公害是高次谐波电流,这种高次谐波电流使电子计算机、各种自动装置及电子设备误动作或失灵;高次谐波所产生热能使某些电气设备损坏,这种公害又称为谐波污染。

这种高次谐波的产生是由于电力系统中的许多晶闸管整流装置,例如拖动大型轧钢机的直流电动机,是采用晶闸管整流装置供电的,它从电网中输入带有冲击性波动的功率,经过整流转换成直流电,由于晶闸管的非线性特性,就造成了电网中电压波形的畸变,引起高次谐波电流的产生。

同步调相机和带有自动调节装置的移相电容器组,只能补偿负荷的低功率因数,它不仅没有能力去稳定冲击性无功功率的变动,更无能力去消除高次谐波电流,惟有采取静止无功补偿装置才能解决这些新的问题。

无功静止补偿装置与同步调相机相比,它的优点有:

①全部为静止部件,运行可靠。

②响应速度快,一般为1~2个频率周期,而同步调相机在15个频率周期以上。

③主要设计部件可装于户外,一次投资小。

④无失步危险。

⑤损耗低。

⑥可设计成分相单独控制。

静止无功补偿装置通过采用单独的相—相控制,能通过调节三相的容抗和感抗来补偿任何的不平衡线性稳定负荷,使不平衡负荷变成三相平衡负荷,而不需要改变负荷和电源间的有功功率的交换值。这样,电网负荷不对称产生的负序电压可以消除,同时节省了电网中为些增添的其它设备。通过平衡不对称负荷,整个电网的损失也会降低,这也就是为使电网对称而采用静止无功补偿装置的原因之一。