电抗器事业部研发二部
SVG技术及市场前景分析
一、无功补偿的发展与背景随着现代工业和电力电子的迅速发展,大量具有运行功率因数
低、非线性、非对称性和冲击性等特点的工业用电设备和民用设备接入配电网中。由此造成了电网系统电压波动,电压三相不平衡,影响了其他用电设备的正常运转和用电的经济性,使得电能质量问题日益严重。
在电力系统中,由于电感和电容的存在,系统中不仅存在着有功功率,而且还存在着无功功率。无功功率是在电源和储能元件之间来回交换的变动功率,无功功率并不是无用功率,而是电能传输和转换过程中建立电磁场和提供电网稳定不可缺少的功率之一。电力系统网络元件的阻抗主要是感性的。而越来越多的大型工业设备对于电网来说也呈现出感性的负载特性。因此负载消耗的无功功率会导致送电端和受电端的电压有一定的差值。这个电压降落将会使电网的视在功率增大,对整个电网系统造成如下的负面影响:
(1)电网总电流增加,从而使变压器、电器设备、导线等容量增大,因而使初期投资费用增大。在传送同样有功功率的情况下,总电流的增大,使设备和线路的损耗增加。
(2)电网的无功容量不足,会造成受电端的供电电压过低,影响正常工业和生活用电;反之,如果无功容量过剩,会造成受电端供电电压过高,如果供电电压长期高于额定电压的话,会缩短用电设备的使用寿命。
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(3)降低了电网的功率因数,造成大量的电能损耗。理想电网的功率因数为1,所有的功率都做了有用功,当功率因数由1下降到07时,电能中的一半都做了无用功。
(4)对于电力系统的发电设备来说,无功电流的增大,对发电机转子的去磁效应增加,电压降低,如过度增加励磁电流,则使转子绕组超过允许温升。为了保证转子绕组的正常运行,不允许发电机达到预定的出力。此外原动机的效率是按照有功功率来衡量的,当发电机发出的视在功率一定时,无功功率的增加,会导致原动机效率的相对降低。
同一等级电压的电网中,电压高低直接反映本级电网中的无功平衡,是电能质量的重要考核指标。为使负载在额定电压下正常运转,这个差值越小越好。合理的方法就是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率,这就是无功补偿。这样从整个系统外边来看它们合起来消耗的无功功率为零。无功补偿对于供电系统和负载运行都是十分重要的。无功补偿的主要作用和意义有:
(1)提高供用电系统及负载的功率因数,低压就地无功补偿后,功率因数可提高到09r