无功功率的危害及补偿技术.ppt

无功功率的危害及补偿技术,报告日期：2011年9月,主要内容 无功功率的产生 无功功率的危害 无功功率补偿技术,1 MSC 2 TSF SVC SVG BVDC,无功功率的产生,在正弦电路中，负载是线性的，电路中的电压和电流都是正弦波。设电压和电流分别可表示为(其中为电流滞后电压的相角),电路的无功功率定义为,Q表示了其有能量交换而并不消耗功率。 Q表示了这种能量交换的幅度。,1.增加设备容量 无功功率的增加会导致电流增大和视在功率增加，从而使发电机、变压器及其他电气设备容量和导线容量增加。同时，电力用户的起动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大,无功功率的危害 对电网的影响,设备及线路损耗增加 无功功率的增加使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加，设线路总电流为I=Ip+Iq，线路电阻为R，则线路损耗P为,无功功率的危害 对电网的影响,3 线路和变压器压降增大,无功功率的危害 对电网的影响,无功功率的危害 对发电设备的影响,1.设备容量增加 为满足电网规约所要求的无功容量，发电设备就必须更大、更重、更昂贵。设备的大小和费用与无功容量成正比。,2 发电设备损耗的增加 定子、转子的损耗均与I2（I为电流）成正比。杂散损耗与I2成正比。因此，随着无功负荷的增加，发电机的能量损耗也将增加。较大的氢冷发电机与负荷相关的损耗占总损耗的75，并且无功出力的微增损耗是非线性的。,无功功率的危害 对发电设备的影响,3 维修和维护成本的增加 由于发电机增发无功，转子定子电流增加，还会增加作用于导体上的电磁力（以I2变化），从而加大振动，对发电机造成一定的损害。电流也会导致温度升高，热胀冷缩加剧，造成较大的机械压力，导致绕组变形和绝缘老化。因此相当大一部分维修、维护费是由于无功发电引起的。,无功功率的危害 对发电设备的影响,无功功率补偿技术 同步调相机 并联电容器 静止无功补偿装置(SVC) 晶闸管控制电抗器(TCR) 晶闸管投切电容器(TSC) 饱和电抗器 静止无功发生器(SVG),无功功率补偿技术,同步调相机 运行于超前功率因数的同步电机称为同步调相机。 特点： 1.旋转电机 2.利用励磁电流进行微调 3.具备短时过载能力 4.损耗大、噪声大 5.维护复杂,并联电容器,提供超前的无功 静止装置 补偿量固定 发生谐振,无功功率补偿技术,无功功率补偿技术 MSC,MSC（机械式投切电容器）：接触器,未串联电抗器时投入时刻波形,串联电抗器投入时刻波形,无功功率补偿技术 TSC,提供超前的无功 动态投切 分级调节,无功功率补偿技术 TSC/TSF,TSC投入时刻电流波形,TSF投入时刻电流波形,无功功率补偿技术 TCR,通常与固定电容器配合 电容器提供超前的无功 TCR提供滞后的无功，大小连续可调 总体上既可提供超前的无功，也可提供滞后的无功 可连续动态调节,无功功率补偿技术 SVC,1 TCR+MSC,MSC固定投切 TCR容量、MSC容量与系统总容量相同 控制元件为晶闸管 TCR产生大量的谐波电流,无功功率补偿技术 SVC,2 DCR+MSC,MSC固定投切 DCR容量、MSC容量与系统总容量相同 控制元件为晶闸管 DCR产生大量的谐波电流,无功功率补偿技术 SVC,3 MCR+MSC,MSC固定投切 MCR容量、MSC容量与系统总容量相同 控制元件为晶闸管 MCR产生的谐波电流较小,无功功率补偿技术 SVG,调节逆变器交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流 可使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流 动态补