新能源转换与控制技术-小水力发电3-本科-樊分解课件

新能源转换与制术543无功功率补偿技术及装置在电力系统中电压是电能质量的重要指标之一,由前面的分析可知,无功功率是影响电压质量的一个重要因素。可以说,电压问题本质上就是无功功率问题。因此解决好无功功率补偿问题,具有十分重要的意义。机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与制术无功功率补偿的作用(1)减少电力损失一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况,其电力损耗约2%~3%左右,使用无功功率补偿后提高了功率因数,总电流降低,可降低供电端与用电端的电力损失。(2)改善供电品质提高功率因数,减少负载总电流及电压降,提高供电设备容量的利用率。(3)延长设备寿命改善功率因数后线路总电流减少,使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低,因此可以降低温升增加寿命机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与制术2、电力系统无功功率平衡与电压的关系电网中无功功率电源所发出无功功率必须与无功功率负荷及无功功率损耗相平衡,即∑Q=∑Q+∑Q式中∑Q-电源提供的无功功率,包括由发电机提供的无功功率∑Qa和无功功率补偿设备供应的无功功率∑Q∑Q-感应电动机等负荷所需的无功功率∑1-输电设备(包括输配电变压器、输电线路等)引起的无功功率损耗。机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与制术(1)补偿容量不足时的无功功率平衡正常情况下,ΣQU↓→无功功率↓图543负荷无功功率一电压特性机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与制术(2)补偿容量充足时的无功功率平衡在正常情况下(系统电压为额定电压),系统电源无功Q同电压C的关系如图5-44中的曲线1所示,负荷的无功电压特性为曲线2,两者的交点a确定了负荷节点的电压UQ↑→无功电源↑→V=DnQ↑→曲线2→2,无功电源不变→v↓UaU正常情况下,l图5-44电力系统和负荷无功功率电压的静态特性机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与制术3、无功补偿的一般方法(1)低压个别补偿根据个别用电设备对无功功率的需要量将单台或多台低压无功补偿设备分散地与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器,通过控制、保护装置与发电机同时投切。(2)低压集中补偿将低压无功补偿设备通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功负荷而直接控制无功补偿设备的投切。(3)高压集中补偿将无功补偿设备直接装在变电所的6-10kV高压母线上的补偿方式机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与制术、电力系统的无功电源电力系统的无功电源除了同步电机外,还有静止电容器静止无功补偿器以及静止无功发生器,这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外,其余几种既能吸收容性无功功率又能吸收感性无功功率。机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与控制技术(1)同步电机同步电机中有同步发电机、同步电动机和同步调相机三种。1)同步发电机同步发电机在额定状态下运行时,可以发出无功功率Q=Ssinp=Ptggp式中,QS、P、9分别是无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。2)同步调相机同步调相机是空载运行的同步电机,可视为不带有功负荷的同步发电机或是不带机械负荷的同步电动机。机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与制术(2)并联电容器电容器所输出的无功功率Q与其端电压的平方成正比即式中K电容器容抗。当电容器安装处节点电压下降时,其所提供给电力系统的无功功率也将减少,而此时正是电力系统需要无功功率电源的时候,这是其不足之处。机摊工业出版社第1章新能源转换与控制技术导论新能源转换与制术(3)静止无功补偿器(SV)静止补偿器是一种动态无功功率补偿装置。有两种基本结构型式的SVC:晶闸管控制电抗器(TcR)和晶闸管