隨著現代化發電廠逐步引進更加先進的工藝設備,各種用電設備對電源的穩定性、可靠性要求越來越高,此時,單純依靠發電機發出的有功功率、無功功率去滿足這些負荷的需求,已不能滿足要求,尤其不能滿足電廠降損節電的要求。
廠用電無功補償的意義
無功補償的方式有多種,從最早的同步調相機,發展到當前的SVG,經歷了一個逐漸低能耗、小型化、采用電力電子新技術的發展過程,但很多基本的原理都是相通的,只是在形式上各有特點。
眾所周知,發電機發出功率,主要用于輸送到電網,一部分用于廠內消耗,如果廠內消耗過大,會影響發電機輸送到電網的有功減少,在發電機視在功率一定時,從而輸送到電網的功率因數(有功/視在)減少,這會增加廠外輸電線路損耗,不滿足供電公司(尤其涉外工程)對上網功率因數的要求。而在廠用電系統設置無功補償,可有效提高電廠內部配電網功率因數,減少發電機用于廠用電的消耗,增加輸送到廠外的有功,從而提高發電機發出電能的利用率,使火電廠低于標準要求的功率因數達標。
降損節電:廠用電的實際負荷和配電線路傳輸,都需要消耗大量無功,如果單純從發電機獲取,公式(1)所示,視在功率一定時,發電機為補償額外的無功功率需要多消耗自身的有功,就會使發電機效率降低、發電成本提高同時降低發電機輸送到電網的供電效率。
如果能將無功就地補償一部分,則發電機、配電網送給用電負荷的無功就減少,配電網上的無功流動也會減少,線路功率因數提高,因而也就減少了損耗。提高功率因數和降低線損的關系參見表1。
靜止無功補償器(StaticVarCompensator,SVC)補償原理圖見圖2。一種并聯連接的靜止無功發生器或吸收器,通過對其感性或容性電流的調整,來維持或控制其與電網連接點的某種參數(典型情況為控制母線電壓)。這種補償方式在我國中壓及以上輸配電系統和工業環境中廣泛應用。
每個補償回路包括熔斷器、母線、晶閘管開關、濾波電抗器、補償電容器等。補償電容器通常采用角型接線,利用晶閘管的觸發角控制來改變通過電抗器的電流進行投切電路,可以平滑調整電抗器吸收的基波無功功率。這種補償裝置能夠根據低壓母線段所帶負荷無功功率的大小、及母線功率因數實際運行水平進行自動投切,屬于動態補償無功,且響應速度較快通常不小于20ms。性能上較傳統的電容器就地補償方式有了更好的改善。