无功补偿培训解析.ppt

无功补偿培训 刘成军 2014年5月 个人简介 刘成军 男 国家注册电气工程师（供配电） 国家一级注册建造师（机电） 安徽大学工学学士（电气工程及其自动化） 合肥工业大学工程硕士（柔性交流输电系统） 近十年来一直致力于电能质量领域，圆满完成数百个高、低压动态无功补偿、谐波治理等电能质量项目。 功率和功率因数 自然功率因数 标准功率因数 无功补偿原理 功率因数低的不良影响 无功补偿经济效益分析 功率因数调整电费办法力率电费：是指电力用户无功消耗量过大，造成功率因数低于国家标准，从而按电费额的百分比追收的电费。 根据计算的功率因数，高于或低于规定标准时，在按照规定的电价计算出其当月电费后，再按照“功率因数调整表”（表一、二、三）所规定的百分数增减电费，如用户的功率因数在“功率因数调整电费表”所列两数之间，则以四舍五入计算。 无功补偿装置 无功补偿装置发展历史 无功补偿装置的应用范围 无功补偿装置 补偿容量的确定 无功补偿装置发展历史 同步调相机  由于同步电机处在过励状态时，可以从电网汲取相位超前于电压的电流，从而改善电网的功率因数（见功率因数的提高，因此在过去的生产实际中，除选用一部分同步电动机外，还在电网的受电端装设一些同步调相机，用于改善电网的功率因数。 这种运行于电动机状态，不带机械负载也不带原动机，只向电力系统提供或吸收无功功率的同步电机。又称同步补偿机。用于改善电网功率因数，维持电网电压水平。 机械开关式投切电容器组（MSC)使用机械开关（接触器、断路器）为投切元件，将电力电容器安装在高低压母线上，实现无功补偿目的的装置。 静止式无功补偿装置（SVC)静止无功补偿器是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装置。它是将可控的电抗器和电力电容器（固定或分组投切）并联使用。电容器可发出无功功率（容性的），可控电抗器可吸收无功功率（感性的）。通过对电抗器进行调节，可以使整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率（或反向进行），并且响应快速。这类装置的典型代表有：（1）电容器调节方法：晶闸管投切电容器（TSC）。（2）电抗器调节方法：可控饱和电抗器型（MCR) ; 相控电抗器型（TCR）。 静止无功发生器 SVG并联于电网中，相当于一个可控的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功功率，对电网无功功率实现动态无级补偿。  SVG的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。 超导磁储能系统（SMES) SMES是利用超导磁装置将电磁能直接储存起来，在需要时再将电磁能返回给电网或负载的装置。 SMES在美国、日本已经有成功应用的实例，我国还在研究、开发的过程中。华中科技大学超导电力研究中心自1999年以来对超导磁储能系统展开了研究，并于2005年成功研制35kJ高温超导磁储能系统，现已通过了动模试验，下一步拟接入电力系统试运行。在高温超导磁体、电流引线、直接冷却等关键技术上有较好的基础，可联合进行装置的技术开发、系统应用研究等。 无功补偿装置应用范围 钢铁行业电弧炉负荷特点 电弧炉是利用3根碳棒电极和炉料、铁渣之间的三相大电流产生的热量来融化炉料，熔化时，由于反复不规则地将电极开路和短路，引起电弧长度的变化，导致燃弧点的移动，继而导致电弧不稳定，其快速变动又导致周期闪变、谐波和负载不平衡等问题出现。 电弧炉系统谐波 风电 风电并网的无功补偿问题 感应式发电机无功消耗高 风机出力波动大引起电压波动 电压调节能力弱，不能在规定的范围内调节 电网扰动造成的电压变化可能造成风机解列 风力发电的有效利用率低，需要电网增加备用容量 可调度性差 风电系统无功补偿 无功补偿装置 装置系统图 MCR工作原理 MCR型电抗器是通过直流偏磁改变铁心电抗器铁心的磁导率来实现电感可调的，其技术突破的关键是直流偏磁只使铁心的局部小区域饱和而不是整个铁心饱和，饱和的小截面铁心就相当于固定电感电抗器的气隙，饱和度改变等效气隙的宽度相应改变，从而实现电感可调。 MCR外形图 TCR型SVC的工作原理 FC+TCR型动补装置的补偿原理见图2-1所示。图中为电容器功率，为负载感性无功功率，为补偿器所提供的感性无功功率。 TCR感性无功功率对负载的感性无功功率和电容器组的容性无功功率