電網(wǎng)中的電動(dòng)機(jī)、變壓器等電力負(fù)荷屬于感性負(fù)荷, 這些電力負(fù)荷在運(yùn)行過(guò)程中要消耗無(wú)功功率。無(wú)功功率的存在使得電網(wǎng)功率因數(shù)下降,從而降低了發(fā)供電設(shè)備的效率,造成電網(wǎng)電壓的波動(dòng),也增大了電能損耗。無(wú)功補(bǔ)償就是把容性負(fù)荷與感性負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路,用容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率。
(1)無(wú)功補(bǔ)償可降低線路損耗
當(dāng)線路負(fù)載為感性負(fù)載時(shí),要輸送的有功功率不變時(shí),負(fù)載電流會(huì)提高,線路損耗與電流的平方成正比增加。進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后,功率因數(shù)提高,輸送的有功功率不變,補(bǔ)償點(diǎn)以前的線路中通過(guò)的無(wú)功電流減小,線路中功率損耗大大降低。
(2)無(wú)功補(bǔ)償可以提高功率因數(shù)、降低電能損耗
有功功率一定,用電功率因數(shù)越小,所需的無(wú)功功率越大。如果沒(méi)有安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置,則無(wú)功功率必須由輸電系統(tǒng)供給,供電線路和變壓器的容量需增大。這樣,不僅增加供電投資、降低設(shè)備利用率,也將增加線路損耗。
為了穩(wěn)定系統(tǒng)電壓,提高功率因數(shù),提高系統(tǒng)的供電質(zhì)量需要采用無(wú)功補(bǔ)償裝置,比較適合無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置有SVC、靜止無(wú)功發(fā)生器SVG、智能電力電容器(包括普通型電容器及抗諧型電容器)。SVC 由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯(lián)而成, 主要有TCR 型、TSC 型、SR 型、TCT 型4種。SVC 的主要類(lèi)型是可控硅控制的電抗器TCR型,它可以根據(jù)母線上無(wú)功功率的變化,控制可控硅的控制角改變電抗器吸收的無(wú)功功率,實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
SVG 是由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置, 稱(chēng)為靜止無(wú)功發(fā)生器。它是利用可關(guān)斷大功率電力電子器件(如IGBT)組成自換相橋式電路, 經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上,適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位,或者直接控制其交流側(cè)電流, 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。它采用多重化、多電平或PWM 技術(shù)等措施,大大減少了補(bǔ)償電流中的諧波含量,SVG 使用的電抗器和電容器元件比SVC 中使用的電抗器和電容器要小,縮小了裝置的體積和成本, 具有輸出諧波含量低,響應(yīng)速度快、運(yùn)行范圍寬、可靠性高的特點(diǎn),綜上所述選用SVG 無(wú)功補(bǔ)償裝置。