無功功率為什么重要|補償類型的選擇-雷神電氣

摘要:無功(VAR)補償定義為無功功率的管理,以提高交流系統的性能。有兩個方面: 負載補償和電壓支持...

在全球范圍內趨向于增加動態電抗裝置以服務于城市負荷區域。許多相互關聯的因素促使動態電抗裝置的使用不斷增加,例如:
>許多城市地區的負荷水平正在增長。這些城市地區靠近負荷中心的發電量也較少。老式發電機組已經退休或運行較少,因為它們的效率比新型發電機低。失去這些發電機可減少市區的本地發電量和動態無功支持。結果,城市地區通常依靠增加的電力進口來滿足其負荷。
>增加的功率輸入往往會降低本地傳輸電壓,從而降低支持該本地電壓的各種設備的有效性。在極端情況下,這可能會成為一種電壓螺旋。
>在許多情況下,有足夠的傳輸熱能力來交付所需的進口,但電壓/無功因數限制系統運行的頻率越來越高。
>公眾對新輸電線路的反對也很普遍。
>在許多放松管制的市場中,要求或鼓勵發電機制造或在正常的發電調度市場之外調度電力的手段有限。在其他市場中,要求發電機在正常的經濟調度范圍之外運行可能會非常昂貴。
然而,這些城市地區往往面臨因添加這些復雜的動態電抗裝置而被低估的風險。
無功功率及其重要性
為什么說,無功功率是作為電壓和電流而開發,輸送和消耗的。在簡單的直流(DC)設備(如手電筒)中,功率(燈泡的亮度)是電壓乘以電流(以瓦特為單位)。瓦特衡量設備執行有用工作的能力。這就是所謂的真實(有時是主動)力量,因為它可以產生有用的(真實)功。
像所有現代電力系統一樣,在交流(AC)系統中,情況變得更加復雜。常見的客戶負載設備(尤其是電動機)具有固有的特性,可改變電流和電壓之間的關系。此位移以vars為單位,來自法語術語伏安培無功。由于電力系統的大部分負載是工廠,企業和家庭中的電動機,因此對于公用事業而言,這已成為一個重要問題。變壓器,輸配電線路和電纜也具有導致這種轉變的特性。
無功負載的增加會降低系統提供有功功率并執行有用工作的能力。在極端情況下,高var負載會改變電壓和電流,以至于降低了電源系統的傳輸能力,因此幾乎無法傳輸有功功率。還可能存在其他不良影響,例如低壓,設備發熱和系統損耗增加。
盡管無功功率不能提供有用的工作,但對于交流輸配電系統,電動機和許多其他類型的客戶負載而言,無功功率至關重要。對于電動機負載,需要有足夠的無功功率水平,以避免電壓突降抑制瓦特的轉換和流量以滿足負載需求。因此,實際的電源系統需要有功功率和無功功率才能正常運行。
無功(VAR)補償定義為無功功率的管理,以提高交流系統的性能。
有兩個方面: 
1負載補償
主要目標是: 
1)增加系統的功率因數 
2)平衡從系統汲取的有功功率 
3)補償電壓調節 
4)消除電流諧波。 
2電壓支持 
主要目的是減少傳輸線給定端子上的電壓波動。因此,無功補償通過增加可傳輸的最大有功功率來提高交流系統的穩定性。
優點 :
電抗比精確匹配
電抗模式無框設計
功能:
諧波消除無功補償模塊是一個濾波回路,將濾波電抗和一定的電容性低壓電容器按適當比例組合而成,以達到無功補償和諧波的目的。
補償無功負載可以使用補償裝置補償電機和其他無功負載的偏移。無功補償通常來自三種類型的設備:
1)電容補償柜是補償無功功率的MAX來源,并且通常在整個電源系統中使用。
2)同步冷凝器是一種旋轉機械,就像發電機一樣,但是它們不產生有功功率,而僅產生無功功率。還有其他一些設備使用大功率電子設備來快速控制來自大型電容器組的無功功率。
3)除了提供有功功率外,常規發電機也是無功功率的重要來源。
無功功率負載必須從客戶自己的設備或系統本身在本地提供。一些無功負載在本地進行補償,作為功率因數校正幾乎是普遍的。功率因數是有功和無功之間關系的量度。功率因數范圍從0.0到1.0,其中1.0表示僅存在有功功率(無功功率);0.0表示沒有有功功率,只有無功功率。被動和動態無功資源之間的差異
盡管所涉及的硬件存在各種差異,但是被動動態無功資源之間的主要區別在于它們可以對電源系統不斷變化的需求做出快速響應。
無源
無源電源是具有固定無功額定值的設備,可以隨著系統條件的變化而連接或斷開(切換)。較常見的無源設備是電容補償柜。電容補償柜可以全天永久連接或切換??梢允褂米詣涌刂乒δ茉趲酌腌妰韧瓿汕袚Q動作。(如果響應取決于系統操作員的手動操作,則響應會慢很多。)
盡管幾秒鐘之內的自動切換似乎很快,但在某些情況下它還不足以避免電壓崩潰(停電)。
動態無功源是可以在幾毫秒內提供可變量的無功功率的有源設備。常見的示例有靜態無功補償器(SVC),靜態同步補償器(STATCOM),同步電容補償柜和常規發電機。所有人都具有快速動態響應的能力。某些類型的可再生能源也能夠使用電力電子設備和其他方式提供動態無功供應。
雷神電氣最近完成了一項研究,其中需要幾個動態電抗源(SVC)才能在10毫秒(0.01秒)內達到完全輸出。這些靜態無功設備需要從MAX輸出到MIN輸出連續擺幅,以在前10秒內保持穩定。對于切換式無源設備,這樣的響應是不可能的。
無源和動態設備之間也存在重大的資本成本差異。無源設備大約是動態設備成本的四分之一。因此,動態和無源設備的混合將對提供必要的無功補償的成本產生重大影響。兩種類型的設備的混合是較常見的。具體的性能因素和資本成本有助于確定每種情況的較佳組合。
 
本文編輯:;雷神電氣

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