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解析:無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)發(fā)展過(guò)程(一)

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專(zhuān)家講堂3


一、無(wú)功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展歷史
             無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù),降低供電變壓器及輸送線(xiàn)路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境。所以無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置,可以做到充分的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗,使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之,如選擇或使用不當(dāng),可能造成供電系統(tǒng),電壓波動(dòng),諧波增大等諸多因素?zé)o功。  無(wú)功補(bǔ)償經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,經(jīng)歷了一個(gè)不斷創(chuàng)新、發(fā)展完善的過(guò)程。目前的技術(shù)按照無(wú)功補(bǔ)償發(fā)展主要分成三個(gè)階段:

第一代無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備:  
通過(guò)調(diào)節(jié)電容補(bǔ)償:  
1、固定補(bǔ)償。電容器、電抗器和隔離開(kāi)關(guān)組成; 
2、分組投切。利用真空開(kāi)關(guān)分組自動(dòng)投切的補(bǔ)償裝置; 
第二代無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備
1 通過(guò)調(diào)壓調(diào)容(VCQV/TSC)的方式進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。
                 根據(jù)Q=2πfCU2改變電容器端電壓來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功輸出,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償 
2 通過(guò)調(diào)節(jié)電感(MCR/TCR)抵消容性無(wú)功的方式(SVC)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。
                根據(jù)感性無(wú)功來(lái)抵消容性無(wú)功的方式滿(mǎn)足系統(tǒng)無(wú)功需求,實(shí)質(zhì)上就 是一個(gè)過(guò)補(bǔ)再吸收的過(guò)程。   
第三代無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備:
動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償兼諧波治理裝置
                SVG動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償兼諧波治理設(shè)備,通過(guò)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值和相位,迅速吸收和發(fā)出感性和容性無(wú)功。

二、幾種無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的介紹
1、調(diào)節(jié)電容的無(wú)功補(bǔ)償方式
                傳統(tǒng)的固定補(bǔ)償由電容器、電抗器和隔離開(kāi)關(guān)組成,有些甚至電抗器也不配,因無(wú)功功率是不斷根據(jù)負(fù)載情況在不斷的變化,因此固定補(bǔ)償技術(shù)也時(shí)刻處于過(guò)補(bǔ)或者欠補(bǔ)的狀態(tài)。同時(shí),因?yàn)镕C固定補(bǔ)償支路是固定的電容,安裝后無(wú)法調(diào)節(jié),投運(yùn)后,實(shí)際上時(shí)相當(dāng)于一個(gè)負(fù)載時(shí)刻在消耗電能,同時(shí),電容對(duì)系統(tǒng)的諧波也會(huì)放大,F(xiàn)C固定補(bǔ)償為70年代Z普遍的無(wú)功補(bǔ)償方式,隨著電力電子的應(yīng)用,以及電力部門(mén)的考核要求,固定補(bǔ)償不能滿(mǎn)足系統(tǒng)無(wú)功的變化,同時(shí)因?yàn)橄到y(tǒng)諧波,F(xiàn)C補(bǔ)償對(duì)諧波放大形成極大的隱患,該技術(shù)目前慢慢被淘汰。


純電容web


2、電容組投切補(bǔ)償FC補(bǔ)償(TSC)
          利用真空開(kāi)關(guān)(串聯(lián)晶閘管)分組自動(dòng)投切的補(bǔ)償裝置,即對(duì)將電容分成個(gè)組,對(duì)電容進(jìn)行分組投切,已便達(dá)到跟蹤系統(tǒng)變化。但通過(guò)接觸器或斷路器投切反應(yīng)速度慢,無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)無(wú)功變化的需求。

tsc-web

 
          原理:利用對(duì)系統(tǒng)無(wú)功功率的取樣,控制開(kāi)關(guān)分組投切電容器,其調(diào)節(jié)方式是離散式的,容易過(guò)補(bǔ)和欠補(bǔ)。同時(shí)分成各個(gè)支路仍無(wú)法完成濾除各次諧波的作用,電容對(duì)諧波同時(shí)也有放大作用。
技術(shù)特點(diǎn):
a、開(kāi)關(guān)投切時(shí)產(chǎn)生的涌流約在10倍以上,威脅設(shè)備的安全。
b、為離散式調(diào)節(jié),容易產(chǎn)生過(guò)補(bǔ)和欠補(bǔ),同時(shí)引起電壓波動(dòng)。
c、需要對(duì)濾波支路進(jìn)行自動(dòng)投切,雖然能調(diào)節(jié)無(wú)功功率的補(bǔ)償容量,但必然影響濾波效果。
d、響應(yīng)時(shí)間為3S左右,難以跟蹤負(fù)載變化,無(wú)法達(dá)到補(bǔ)償效果。

          無(wú)功補(bǔ)償響應(yīng)速度較慢,在投切過(guò)程中會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊涌流,使用壽命短,補(bǔ)償投切方式為:循環(huán)投切、編碼投切。這種策略沒(méi)有考慮電壓的平衡關(guān)系與區(qū)域的無(wú)功優(yōu)化。隨著社會(huì)的發(fā)展,負(fù)載類(lèi)型越來(lái)越復(fù)雜,電網(wǎng)對(duì)無(wú)功要求也越來(lái)越高,因此單純的FC補(bǔ)償已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求,該種FC補(bǔ)償技術(shù)能不能適應(yīng)負(fù)載變化。


3、調(diào)壓調(diào)容式補(bǔ)償方式:

                根據(jù)Q=2πfCU2改變電容器端電壓來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功輸出,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償。(VCQV 或者 TSC 補(bǔ)償方式)

VCQV-web


離散型分級(jí)無(wú)功補(bǔ)償裝置,無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)補(bǔ)償。
無(wú)法實(shí)現(xiàn)濾波,甚至可能引起諧振的危險(xiǎn)。
變壓器檢修規(guī)程要求分接開(kāi)關(guān)每隔一二年需要換油和吊芯檢查。維護(hù)量比較大的。
調(diào)壓技術(shù)無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)特點(diǎn):
a、調(diào)壓技術(shù)為分級(jí)調(diào)節(jié),容易造成過(guò)補(bǔ)、欠補(bǔ)。
b、調(diào)壓調(diào)容方式為機(jī)械調(diào)節(jié),動(dòng)作時(shí)間慢,無(wú)法跟蹤負(fù)載變化,補(bǔ)償效果差。
c、未配置抑制諧波用的電抗器,將造成諧波放大甚至諧振,威脅系統(tǒng)安全。
d、調(diào)壓式電容器維護(hù)困難。由于若調(diào)壓式電容內(nèi)部原件損壞,現(xiàn)場(chǎng)不具備更換條件,而返修時(shí)間長(zhǎng)、工作量大、費(fèi)用大。
e、由于負(fù)載變化快,分接開(kāi)關(guān)降頻繁動(dòng)作,使用壽命短。


4、MCR\TCR型SVC 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備

                原理:是將系統(tǒng)無(wú)功過(guò)補(bǔ)償,然后通過(guò)TCR或者M(jìn)CR 電抗器來(lái)吸收多余的無(wú)功。其自身產(chǎn)生諧波,以及通過(guò)晶閘管控制,極其不穩(wěn)定。


TCR-WEB


技術(shù)特點(diǎn):
a、晶閘管長(zhǎng)期運(yùn)行在高電壓和大電流工況下,容易被擊穿。
b、晶閘管發(fā)熱量大,需要輔助冷卻設(shè)備。維護(hù)量大。
c、自身諧波含量大,污染電網(wǎng)。TCR自身產(chǎn)生諧波,必須配備濾波器組濾除
d、自身諧波才能工作;若需要同時(shí)濾除背景諧波,還需要增加濾波器容量
e、占地面積很大。

f、響應(yīng)時(shí)間為40ms左右。


5、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVG)
          SVG型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理裝置是目前自主研發(fā)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。具備補(bǔ)償性能強(qiáng)、諧波特性好、運(yùn)行安全性可靠性高、占地面積小、損耗小噪音低、可靠性高維護(hù)量小等特點(diǎn).

a、補(bǔ)償性能強(qiáng):動(dòng)態(tài)快速連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功輸出,精確滿(mǎn)足功率因數(shù)補(bǔ)償要求,任意時(shí)刻的功率因數(shù)按近1.0,設(shè)備投資效益高。

b、諧波特性好:SVG不產(chǎn)生諧波電流,而且能有源濾除礦井提升機(jī)等產(chǎn)生的各次諧波電流,很好的滿(mǎn)足了水泥行業(yè)無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理的綜合需求。
c、運(yùn)行安全性可靠性高:SVG是可控電流源,不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電流、不會(huì)產(chǎn)生諧波電壓放大,尤其適合變電站等對(duì)安全性要求高的用戶(hù)使用。
d、占地面積?。河捎谧陨頉](méi)有諧波,不需要濾波器組,占地面積大大減小。
e、運(yùn)行損耗低,效率高,噪音低。
f、可靠性高,維護(hù)量?。簼M(mǎn)足IGBT功率模塊N-1運(yùn)行方式,一個(gè)模塊故障可旁路繼續(xù)運(yùn)行,可靠性大大提高。模塊化設(shè)計(jì),安裝、調(diào)試工作量小,基本免維護(hù)。 

svg-web


                svg成套裝置基于鏈?zhǔn)酱?lián)結(jié)構(gòu)構(gòu)成,通過(guò)連接電抗器接入系統(tǒng),提供連續(xù)快速可調(diào)的感性和容性無(wú)功,裝置的調(diào)節(jié)范圍無(wú)級(jí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,完全能滿(mǎn)足電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理的要求;同時(shí)還可根據(jù)具體實(shí)際工況與FC部分配合使用,配置靈活,效果明顯,是目前自主研發(fā)的補(bǔ)償技術(shù)之一。


[北京領(lǐng)步]是專(zhuān)注企事業(yè)單位用電異常問(wèn)題治理的專(zhuān)家,致力于開(kāi)發(fā)前端技術(shù)和產(chǎn)品,推動(dòng)整個(gè)諧波治理行業(yè)。為各類(lèi)諧波治理用戶(hù)提供“24小時(shí)技術(shù)咨詢(xún)”“免費(fèi)檢測(cè)分析”“方案設(shè)計(jì)與性?xún)r(jià)比評(píng)估”,了解更多<諧波治理>方案,歡迎點(diǎn)擊我們的在線(xiàn)客服進(jìn)行咨詢(xún),或者直接撥打全國(guó)統(tǒng)一服務(wù)熱線(xiàn)400-056-5258,我們期待您的來(lái)電!



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