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1 同步调相机 同步发电机 低压同步发电机 既是有功功率源,又是最基本的无功功率源。当系统的无功功率比较紧张时,必须充分利用发电机供给无功功率。例如冬季枯水季节时,水库水源不多,水力发电厂不可能按装机容量发出额定设计的有功功率,此时应考虑将水轮发电机降低功率因数运行,使其多发无功功率,将发电机以调相机方式运行。同步调相机相当于空载运行的同步发电机,在过励磁运行时,它可作为无功电源向系统供给感性无功功率,以提高系统电压水平。在欠励磁运行时,它可作为无功功率负荷从系统吸收感性无功功率以适当降低系统电压水平,同步调相机欠励磁运行最大容量一般只有过励磁运行时的容量的5~60%。同步调相机一度发挥着重要的作用,被称为传统的无功动态补偿装置。同步调相机容量愈大,其单位容量设备费用就愈低。因此适用于补偿容量较大的集中补偿方式。然而,由于它是旋转电机,运行维护复杂,响应速度慢,难以满足动态补偿要求,现只在短路容抗很小的系统使用。 2 并联电容器 并联电容器是电力系统无功功率补偿的重要设备,主要用于正常情况下电网和用户的无功补偿和控制。由于它投资少,功率消耗少,便于分散安装,维护量小,技术效果也较好,但并联电容器只能减少无功电流损耗且不能减少电压变化下限。一般来说,每个变电站约安装1~4组电容器,对于负荷较大的110 kV变电站和220 kV变电站,则要装更多组数的电容器。我国有些电网高峰时电压过低,其主要原因是系统安装的并联电容器容量不足。有些电网低谷时电压过高,其原因之一是高峰时系统投入的并联电容器在低谷时没有去除或去除不够,造成系统在低谷时无功过剩、使电压过高。因此并联电容器不能平滑调节无功。电容器自动投切装置以主变无功的大小作为电容器开关投切的主要条件。 3 并联电抗器 限流电抗器XD1/2 并联电抗器的工作原理和并联电容器的工作原理正好相反,它属于负补偿,常用于补偿线路电容的作用。并联电抗器是高电压长线路的重要补偿方式,新建变电站的电容器装置中串联电抗器的选择要慎重,不能任意组合,一定要考虑电容器接入、撤出的谐波因素。电容器组容量变化很大时,可选用与电容器同步调整分接头的电抗器或选择串联电抗器混合装设,以便防止电容器组投切时产生的过电压。 4 变压器 有载调压变压器不能作为无功电源,相反消耗电网中的无功功率,属于无功负荷之一。有载调压变压器分接头的调整不但改变了变压器各侧的电压状况,同时也对变压器各侧的无功功率的分布产生影响。分接头上调时,变压器二次侧电压上升,同时流过变压器的无功功率增加;分接头下调后,变压器二侧次电压下降,流过变压器的无功功率减少。 5 无功电压综合控制 无功电压综合控制(VQC)装置是基于变电站自动化系统的。随着无人值守变电站的增多,在变电站中一般均有用于当地和远方监控的自动化系统或具有“四遥”功能的RTU装置,它们有完善的输入、输出功能,包括对测量量及信号量的采集。该装置也具有控制变压器分接头、无功控制设备开关动作的功能。因此在此装置的基础上把相应的电压无功控制模块添加到边远电站自动化系统软件上,即可实现VQC控制目的。根据设备运行需要或各单位运行方式不同,VQC可以有几种调节方式:分接头不调节,电容器按无功定值投切;分接头按电压定值调节,电容器定时投切;分接头按电压定值调节,无功不调节;电容器、分接头都不调节。 6 静止无功补偿器 静止无功补偿器(SVC)被用于输电系统波阻抗补偿及长距离输电的分段补偿,也用于无功补偿。有以下几种类型:晶闸管控制电抗器(TRC)、晶闸管投切电容器(TSC)、TCR/TSC混合装置、TCR与固定电容器(FC)或机械投切电容器(MSC)混合使用。SVC装置是通过改变电抗器来调节其输出的无功功率,它输出的无功电流与系统电压成正比,因此在电力系统电压降低时,SVC装置输出的无功功率会以与系统电压下降的平方的比例下降。要防止SVC装置接入后因改变系统阻抗特性而导致出现谐振。 7 静止无功发生器 随着电力电子技术的进一步发展,静止无功发生器(SVG)诞生了,它采用自换相变流电路,通过改变输出电压调节其输出的无功功率,会以与系统电压下降的比例而下降。他可等效为可控电流源,接入后不会改变阻尼特性。SVG采用门极可关断晶闸管或其他可关断器件,因此价格比较贵,目前还没有广泛应用。 8 静止同步补偿器 静止同步补偿器(STATCOM)是灵活交流输电系统(FACTS)的核心装置和核心技术之一,在电力系统中维持连接点的电压为给定值,提高系统电压的稳定性,改善系统的稳态性能和动态性能。STATCOM是基于瞬时无功功率的概念和补偿原理,采用全控型开关器件组成自换相逆变器 自动逆变电源QLN ,辅之以小容量储能元件构成无功补偿装置,与SVC相比,具有调节速度更快、运行范围更广、吸收无功连续、谐波电流小、损耗小、所用电抗器和电容器容量大为降低等优点。更多技术论文请详见:买电器网(MIDIQI.COM) 知识库[URL=http://]http://www.midiqi.com/Knowledge/Index.asp[/URL][URL=http://]http://www.midiqi.com[/URL]
1、所需电源容量大大减小。 串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分,因此,试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。 2、设备的重量和体积大大减少。 串联谐振电源中,不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器,而且,谐振激磁电源只需试验容量的1/Q,使得系统重量和体积大大减少,一般为普通试验装置的1/10-1/30。 3、改善输出电压的波形。 谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波形,有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。 4、防止大的短路电流烧伤故障点。 在串联谐振状态,当试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。所以,串联谐振能有效的找到绝缘弱点,又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。 5、不会出现任何恢复过电压。 试品发生击穿时,因失去谐振条件,高电压也立即消失,电弧即刻熄灭,且恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压前断开电源,这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程,其过程长,而且,不会出现任何恢复过电压。
串联谐振和并联谐振这两种现象是正弦交流电路的一种特定现象,它在电子和通讯工程中得到广泛的应用,但在电力系统中,发生谐振有可能破坏系统的正常工作。接下来分析一下串联谐振和并联谐振这两种谐振到底都有哪些区别。从负载谐振方式划分,可以为并联谐振逆变器和串联谐振逆变器两大类型,下面对这两种类型进行比较:串联谐振回路是用L、R和C串联,并联谐振回路是L、R和C并联。(1)串联谐振逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗,要求由电压源供电。当逆变失败时,浪涌电流大,保护困难。并联谐振逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗,要求由电流源供电。在逆变失败时,冲击不大,较易保护。(2)串联谐振逆变器的输入电压恒定,输出电压为矩形波,输出电流近似正弦波,换流是在晶闸管上电流过零以后进行,因而电流总是超前电压一φ角。并联谐振逆变器的输入电流恒定,输出电压近似正弦波,输出电流为矩形波,换流是在谐振电容器上电压过零以前进行,负载电流也总是越前于电压一φ角。(3)串联谐振逆变器是恒压源供电。并联谐振逆变器是恒流源供电。(4)串联谐振逆变器的工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率。并联谐振逆变器的工作频率必须略高于负载电路的固有振荡频率。(5)串联谐振逆变器的功率调节方式有二:改变直流电源电压Ud或改变晶闸管的触发频率。并联谐振逆变器的功率调节方式,一般只能是改变直流电源电压Ud。(6)串联谐振逆变器在换流时,晶闸管是自然关断的,关断前其电流已逐渐减小到零,因而关断时间短,损耗小。并联谐振逆变器在换流时,晶闸管是在全电流运行中被强迫关断的,电流被迫降至零以后还需加一段反压时间,因而关断时间较长。(7)串联谐振逆变器的晶闸管所需承受的电压较低,用380V电网供电时,采用1200V的晶闸管就行。并联谐振逆变器的晶闸管所需承受的电压高,其值随功率因数角φ增大,而迅速增加。 (8)串联谐振逆变器可以自激工作,也可以他激工作。而并联谐振逆变器一般只能工作在自激状态。(9)在串联谐振逆变器中,晶闸管的触发脉冲不对称,不会引入直流成分电流而影响正常运行;而在并联谐振逆变器中,逆变晶闸管的触发脉冲不对称,则会引入直流成分电流而引起故障。(10)串联谐振逆变器起动容易,适用于频繁起动工作的场合;而并联谐振逆变器需附加起动电路,起动较为困难。(11)串联谐振逆变器的感应加热线圈与逆变电源(包括槽路电容器)的距离远时,对输出功率的影响较小。而对并联谐振逆变器来说,感应加热线圈应尽量靠近电源(特别是槽路电容器),否则功率输出和效率都会大幅度降低。并联谐振逆变器和串联谐振逆变器(通称并联或串联变频电源)各有其自己的技术特点和应用领域。从工业加热应用的角度,并联谐振逆变器广泛应用于熔炼、保温、透热、感应加热热处理等各种领域,其功率可以从几千瓦到上万千瓦。串联谐振逆变器广泛应用于熔炼—保温的一拖二炉组以及高Q值高频率的感应加热场合,其功率可以从几千瓦到几千千瓦。目前我国工业上采用的变频电源90%以上属并联谐振变频电源。