供配电安全技术-第5讲电能质量与无功补偿全解.ppt

* 中国矿业大学信电学院 * 四、电能质量的治理设备：SVC-TSC 主要器件：FC+TSC或FC+TSC+TCR TSC投切方式：晶闸管投切电容器，有晶闸管和二极管反并联及两个晶闸管反并联两种方式。 冷却方式：水冷、风冷。 功能：投切振荡和无冲击投切，对三相不平衡负荷可以分相补偿。分组补偿电网感性无功，吸收电网中特定频段谐波电流。 优点：动态跟踪无功变化，跟踪速度可达5~10ms，不发生过补偿、无 缺点：控制复杂；晶闸管的冷却系统必须带电运行，水冷运行维护成本高，风冷效率低；自身产生的谐波不可忽视，谐波治理效果不理想；产生电磁辐射污染。 TSC＋TCR补偿器：以电容器作分级粗调，以电感作相控细调。 * 中国矿业大学信电学院 * 四、电能质量的治理设备：SVC-TCR 主要器件：FC+TCR FC+TCR投切方式：FC固定投切，可控硅调节相控电抗器投入比例。 冷却方式：水冷、风冷。 功能：补偿电网感性无功，FC吸收电网中特定频段谐波电流，部分减小无功冲击造成的电压波动与闪变。 优点：动态跟踪无功变化，跟踪速度可达20ms，不发生过补偿、无投切振荡和无冲击投切。 缺点：功耗大；占地面积大；晶闸管的冷却系统必须带电运行，水冷运行维护成本高，风冷效率低；自身产生的谐波不可忽视，谐波引起电感、电容发热，导致绝缘老化，电容器参数变化及损坏；谐波在TCR与FC间流动增加损耗，降低效率；谐波引起电磁兼容问题－干扰周围设备；谐波造成电磁污染、辐射－环保问题。 * 中国矿业大学信电学院 * 四、电能质量的治理设备： SVC-TCR 四、电能质量的治理设备： SVC-MCR 主要器件：FC+MCR FC+MCR投切方式：FC固定投切，通过控制晶闸管的导通角来控制流过铁芯的磁通，磁通的强弱直接决定了铁芯的饱和程度，从而最终实现对电感值大小的控制。 优点：MCR型可调电抗器的容量调节不需要大功率晶闸管阀组，占地面积小，结构简单。采用磁控式，使整个SVC系统可靠性极高，20年免维护。 缺点：MCR本体为油浸电抗器:这样容易造成MCR的维修不方便，并且维护成本高;MCR运行噪声大，对变电站的运行环境产生噪声污染;MCR能耗大:MCR采用饱和电抗器技术，铁芯损耗非常大。虽然现在的MCR改良以后采用部分铁芯饱和技术，但是其能耗依然很大。就依靠目前先进的制造技术，MCR的能耗依然不低于2%. 四、电能质量的治理设备： SVC-MCR MCR型动态无功补偿装置的系统组成 基于MCR的SVC装置由MCR主体、励磁系统、控制与监控系统等组成如下图所示： * 中国矿业大学信电学院 * 四、电能质量的治理设备：SVG 静止无功发生器(SVG)又称静止同步补偿器(STATCOM). 主要器件：断路器、变压器、逆变器、电容器。 核心器件：IGBT 功能：维持系统电压恒定、谐波治理、抑制电压闪变。。 优点：可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应，补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需储能元件的容量不大，且补偿无功功率的大小可以做到连续调节；不会引起谐振短路；可以吸纳无功；精准电压控制（该装置除了可以按照功率因数或者无功功率控制之外，还可以按照电压幅值来控制，确保用户获得的电压的平稳性，降低电压纹波）；受电网阻抗的影响不大，不容易和电网阻抗发生谐振；且可以跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响。 缺点：目前仅在大容量区域变电所使用，造价高昂。 适用场合：适用于大容量无功补偿的枢纽变电站。 * 中国矿业大学信电学院 * 四、电能质量的治理设备：APF 主要器件：有源滤波器APF 分类：电压型和电流型；并联型和串联型。实用的为并联电压型。 原理：利用PWM技术实现的电流发生器,它产生与负载无功(基波与谐波)电流大小相等、方向相反的电流，使注入电网的无功电流为零。功能：谐波治理＋无功补偿＋抑制电压骤降＋抑制闪变。 优点：无需大容量电容器和电抗器，是一种动态的可控解决方案，可自动地适应网络和负载的变化，不存在谐振问题，占地面积小 。 缺点：单机容量较小，不适合大容量补偿，高压应用几乎没有，系统造价高。。 适用场合：功率因数高、配电系统复杂、谐波分量复杂的工业负荷。 * 中国矿业大学信电学院 * 四、电能质量的治理设备：APF-MARS 电能质量有源恢复系统MARS（Mains Active Restoring System）是一种高压有源滤波补偿装置。 主要器件：断路器、变压器、MARS。 原理：利用双桥PWM技术实现的电流发生器，具备有源滤波器的所有优点，同时还能提供双向无功功率补偿，对系统的高频纹波影响最小。 功能：谐波治理＋无功补偿＋抑制电压骤降＋抑制闪变。 适用场合：功率因数高、配电系统复杂、谐波分量复杂、