高压无功补偿技术对比Word

1、国内目前几种动态无功补偿装置的比较针对目前供电部门对供电用户的功率因数，谐波等电能质量参数的要求越来越严格，对应的无功补偿滤波装置的要求也越来越高。传统的采用真空开关投切电容器组的产品因为自身的技术特点已经无法满足越来越严格的考核要求。各种新型的动态无功补偿装置相继投入市场使用。下面就针对各种无功补偿装置的各项原理，性能参数做一个些介绍与比较。1、 真空开关投切电容器组真空开关投切电容器组是利用无功自动控制器，根据系统的无功情况有选择的控制真空开关作的投与切，来达到控制电容器投入容量的目的。该装置具有如下的一些技术特点。（1） 设备组成简单，价格便宜（2） 设备根据预先设计的容量组合，分为若干

2、的等级的补偿容量，补偿效果呈阶梯状补偿。如阶梯分的不合适，或过大，极易造成过补与欠补的现象。补偿效果往往不理想。由下面的示意图可以看出，阶梯式的补偿方式难以适应连续变化的无功负荷，必然会出现各种过补与欠补的现象。如要避免出现这种情况，必须将电容器组分的很细，多分很多组才能达到较理想的步长，避免出现过补与欠补。（3） 受制于真空开关投切自身技术的限制，该装置的投切速度较慢，且因为电容器切除以后存在一个放电时间问题，电容器必须经过几分钟的充分放电才可以重新投入运行，否则会因为重复充电，而造成电容器故障，严重时发生爆炸。因此一般的无功控制装置均有电容器投切延时。电容器刚切除后不久如果系统负荷发生变化

3、，电容器是无法快速投入的，因此无法快速的跟踪负荷的变化，补偿效果不理想。（4） 安全系数低故障较多，因为真空开关无法实现在系统交流电过零点投切电容器组，因此会造成很大的合闸涌流，往往达到额定电流的7倍左右甚至更高，对设备自身以及系统中的其他用电设备造成较大的影响。而且真空开关的使用与维护较麻烦，运行一段时间以后故障较多。（5） 无法组成滤波支路。因为该装置是通过投切电容器组来实现改变补偿容量的，当组成滤波支路时，一旦负荷发生变化，滤波支路即会被切除而起不到滤波的效果。如错误的切除某次滤波支路极容易造成系统谐振，造成某次谐波放大，对系统造成不良的影响。2、 晶闸管投切电容器组（tsc）因为真空开

4、关投切电容器组存在上述的一系列问题，国内一些厂家找到晶闸管替代真空开关的投切设备，来控制电容器组的投切。该设备特点如下：（1） 相对真空开关，晶闸管具有投切速度快，最快速度能达到20ms，可以实现过零投切的技术优点。其主要表现为晶闸管可以在交流电过零点时准确的投入电容器组，从而避免了合闸涌流对设备本身的冲击，提高了电容器的使用寿命。也避免了电容器放电时间造成电容器无法快速响应的问题。提高了补偿效果，但是单组tsc价格高昂，目前任然采用tsc+fc支路的方式组合使用，降低成本。如一组1200kvar的补偿由150kvar+300kvar的tsc+（300kvar+450kvar）的fc支路组成。

5、（2） 首先该装置作为真空开关投切电容器组的升级产品，其快速投切的功能仅解决了单组电容器投切的个别问题，作为一种分组投切装置，其仍然存在阶梯式补偿所带来的过补与欠补问题。补偿效果难以保证。如要实现较好的补偿效果，则需多分很多组电容器，设备成本将大幅上涨。（3） 晶闸管为半导体元件，单只晶闸管难以承受10kv系统的电压，因此需要多只晶闸管串并联而成。在整个的运行过程中晶闸管运行在高压环境下，在系统电压出现过电压的情况下，晶闸管极易被击穿，当一只晶闸管被击穿，其他晶闸管就需要承担该只晶闸管所需承受的电压，整个阀组有可能因为电压的升高而损坏，造成较大损失。（4） 晶闸管为一种非线性设备，接入系统后流

6、经的电流会产生非线性变化，从而产生谐波。因此tsc在运行时还会因为一定的谐波，容量越大，产生的谐波越多，对系统的影响越大。（5） 晶闸管因为是半导体元件，运行时还会产生大量的热能，但是半导体本身会因为热量的升高而影响其自身的使用寿命，有数据表明，当晶闸管超过其限制温度时，其老化速度将增加1倍。因此tsc对环境温度有较大的要求，辅助散热设备要求很高。在一些夏季气温较高的地区甚至要求安装工业空调进行散热。（6） 对阀组触发的同期性及均压控制等要求很高，如控制系统出现问题，触发及均压等问题没有处理好，极易造成过电压故障，击穿晶闸管，造成损失。（7） 上述的各种问题又造成设备的可靠性不高，后期的维护较

7、多。且因为需要专业的人员进行维护，对厂家的售服要求极高。（8） tsc同样因为是通过投切电容器组来改变补偿容量的设备，也不能组成滤波支路来滤除谐波。3、 磁控式可调电抗器动态无功补偿装置磁控电抗器简称即mcr。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，通过连续调节晶闸管控制角，改变磁控电抗器励磁绕组的电流量，改变铁芯的磁通强度，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，与电容器的容性无功相互抵消，使装置输出功率平滑调节补偿系统无功。其内部为全静态结构，无运动部件。该产品的主要特点如下：（1） 能实现连续补偿，补偿效果好。装置在运行时，随着晶闸管导通角的连续变化，励磁电流，磁通量以及磁控

8、电抗器的电抗值均可以实现连续的调整。一个电感值连续可调的电抗器与电容器组组合在一起，就可以实现整套装置容性无功功率的连续变化。即输出容性无功=电容器容性无功-电抗器感性无功。这个过程连续变化，可根据系统负荷的变化实时跟踪调节，在调节范围内不会出现过补与欠补的现象。可每时每刻保证功率因数稳定在0.95以上，而不是月平均功率因数在0.95以上。（2） 响应速度快。目前磁控电抗器采用光电触发，以及快速励磁技术，以使磁控电抗器的响应速度达到30ms，可满足各种工况下对无功补偿的需求。（3） 可靠性高。磁控电抗器本体采用铁芯式结构，结实耐用。运行过程中无机械动作，无机械磨损，使用寿命长。设计使用寿命达到

9、25年。其中核心的控制元件晶闸管在二次励磁绕组上，该绕组额定电压为磁控电抗器电压的2%左右，仅为200v左右，与一般低压配电系统相当。在如此低电压的环境中，晶闸管大大减少了因电压较高被击穿的情况，使用寿命大大提高。（4） 不产生谐波。晶闸管运行时所产生的谐波在二次绕组，目前采用了小截面饱和技术，以及磁路并联漏磁自屏蔽技术，大大减少了磁控电抗器因漏磁及偏磁所产生的谐波。其中3次谐波0.021%，5次0.067%，7次0.309%，完全可以忽略不计。（5） 自身损坏低。磁控电抗器本体损耗为铁损及铜损两部分组成，通过采用了小截面饱和技术，以及磁路并联漏磁自屏蔽技术，大大降低了其中铁损部分的损耗，装置

10、总损耗约为设备容量的0.5%-0.8%左右，且设备完全自然风冷，无需附加的散热设备，其综合损耗是同类型动态无功补偿设备中最低的。（tsc因为是分组投切，阶梯型补偿，严格来说不能算动态无功补偿）。（6） 免维护使用。磁控电抗器因其自身的技术特点，在运行时无需投切电容器，避免了电容器受到合闸涌流的冲击。磁控电抗器本体采用铁芯式结构，结实耐用。运行过程中无机械动作，无机械磨损，晶闸管在低压环境运行，各种技术条件决定了该设备整个运行过程平稳可靠。整个使用寿命周期内可实现免维护运行。（7） 可根据系统谐波情况合理的设计滤波支路，期间无功负荷发现变化，无需投切电容器组，只需改变磁控电抗器的输出容量即可使系

11、统的无功重新达到平衡。4、 高压无功发生器高压无功发生器简称h.svg，是一种新型可连续调节的双向补偿电源，其基本结构是由igbt管组成的三相并联交流器经连接变压器接入电网。系统电流通过电流互感器被采集到h.svg控制系统中，通过实时控制电路将负载电流il中的无功分量iq分离出来，运用大容量dsp芯片，采用pwm最新技术控制igbt触发，通过调节三相变流器交流侧输出电压的相位和幅值，迅速吸收(运行在感性模式)或发出（运行在 容性模式）所需要的无功电流，实现动态无功功率的平滑、连续补偿。该装置具有如下的技术特点：（1） 该产品响应速度快，最高响应速度达到30ms。（2） 补偿效果好，具备连续线性补偿能力。并且可根据系统情况发出容性或者感性的无功功率。（3） 无需电容组，避免了因电容器故障所引起的如短路，鼓胀，电容器爆炸等事故的可能性。但纯svg价格很高，难以被一般用户接受，目前仍然采用部分fc+svg的方案，降低svg的容量。同样为1200kvar的补偿，可采用600kvar的fc+600kvar的svg即可，这样虽然降低了设备的成本，但是同样造成了控制部分复杂的弊端。（4） 对环境要求严格。svg大量采用的igbt同样为半导体元件，其对运行环境，温度，粉尘等有