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几种常用的动态无功补偿装置及原理

1. 同步调相机

    同步调相机是传统的动态无功功率补偿措施,实际上是使用同步电动机空载运行,不拖动机械负载而专门用于向系统输出无功功率,提高系统功率因数。根据负载情况不同,适当的调节同步调相机的励磁电流,就可改变调相机吸收的无功功率:使其欠励运行,能够吸收滞后的无功功率;使其过励运行,增加电路中之后的无功电流分量。同步调相机主要应用于电力输送系统中,为了控制电压在传输之后的大幅偏移以及在 HVDC 终端中作动态无功支持,在上世纪 70 年代逐渐被静止无功补偿器替代。

2. 电容器补偿

    电容器补偿的原理是通过并联的电容使电压电流相位差变小,电容并联接入电路后,电路电流可以表示为并联电容之后电压电流相位差 φ 变小,此时回路的功率因数提高了,此种情形被称为欠补偿。当补偿结果是恰好使电压电流相位一致,功率因数为 1,这种情况称为完全补偿。有时选取电容不当,会导致补偿后电流相位超前于电压相位,称为过补偿,此时负载变为容性,会造成无功功率向电源反送,加大电能损耗。另外,过补偿还将造成系统电压震荡及并联谐振等问题,损坏电容器。

    由此可见并联电容器动态无功补偿无功功率的主要缺点有: (1)电容器只能对无功功率进行固定补偿,不能实现动态无功补偿;(2)电路电流电压存在谐波时,可能导致电容器的过补偿,会导致功率反送,增加电力损耗,更严重者可倒是电容器烧毁。为避免电容器过补偿,一般采用电容器自动投切装置,根据负载的变化及时断开电容器。

3.静止无功补偿

    静止无功补偿器包括:晶闸管控制的电抗器(Thyristor Controlled ReactorTCR)、晶闸管投切电容器(Thyristor Switched CapacitorTSC)及以上两种的组合装置(TCR+TSC)或晶闸管控制电抗器与固定电容器(Fixed CapacitorFC)的组合装置(TCR+FC)。


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