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各種無功補(bǔ)償設(shè)備及補(bǔ)償方式
1同步調(diào)相機(jī)
同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)，它是早采用的一種無功補(bǔ)償設(shè)備，在并聯(lián)電容器得到大量采用后，它退居次要地位。其主要缺點(diǎn)是投資大，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜。因此，許多國(guó)家不再新增同步調(diào)相機(jī)作為無功補(bǔ)償設(shè)備。但是同步調(diào)相機(jī)也有自身的優(yōu)點(diǎn)：
①調(diào)相機(jī)可以隨著系統(tǒng)負(fù)荷的變化，均勻調(diào)整電壓，使電網(wǎng)電壓保持規(guī)定的水平。電容器只能分成若干個(gè)小組，進(jìn)行階梯式的調(diào)壓。
②調(diào)相機(jī)可以根據(jù)系統(tǒng)無功的需要，調(diào)節(jié)勵(lì)磁運(yùn)行，過勵(lì)磁時(shí)可以做到發(fā)出其額定*的無功功率，欠勵(lì)磁時(shí)還可以吸收其額定的50%的無功功率。電容器只能發(fā)出無功，不能吸收無功。
③調(diào)相機(jī)可以安裝強(qiáng)行勵(lì)磁裝置，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，電壓劇烈降低，調(diào)相機(jī)可以強(qiáng)行勵(lì)磁，保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，因而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。電容器輸出無功功率與運(yùn)行電壓的平方成正比，電壓降低，輸出的無功將急劇下降，比如，當(dāng)電壓下降10%，變?yōu)?.9Ue時(shí)，電容器輸出的無功功率變?yōu)?.81Q，即其輸出的無功功率將下降19%，所以，電容器此時(shí)不能起到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的作用。
2并聯(lián)電容器
作為無功補(bǔ)償設(shè)備，電容器有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：
①電容器是經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。它的一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較低，且安裝調(diào)試簡(jiǎn)單。
②電容器的損耗低，效率高?，F(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的0.02%左右。調(diào)相機(jī)除了本身的損耗外，其附屬設(shè)備還需用一定的所用電，損耗2%～30%，大大高于電容器。
③電容器是靜止設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，沒有噪音。調(diào)相機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，運(yùn)行維護(hù)很復(fù)雜。
④電容器的應(yīng)用范圍廣，可以集中安裝在中心變電站，也可以分散安裝在配電系統(tǒng)和廠礦用戶。而調(diào)相機(jī)則只能固定安裝在中心變電站，應(yīng)用有較大的局限。
并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得多的一種無功功率補(bǔ)償設(shè)備，目前國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)中90%的無功補(bǔ)償設(shè)備是并聯(lián)電容器。
3并聯(lián)電抗器
并聯(lián)電抗器是一種感性無功補(bǔ)償設(shè)備，它可以吸收系統(tǒng)中過剩的無功功率，避免電網(wǎng)運(yùn)行電壓過高。
為了防止超高壓線路空載或輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，線路的充電功率造成線路電壓升高，一般裝設(shè)并聯(lián)電抗器吸收線路的充電功率，同時(shí)，并聯(lián)電抗器也用來限制由于突然甩負(fù)荷或接地故障引起的過電壓從而危及系統(tǒng)的絕緣。
并聯(lián)電抗器可以直接接到超高壓(275kV及以上)線路上，其優(yōu)點(diǎn)是：可以限制高壓線路的過電壓，與中性點(diǎn)小電抗配合，有利于超高壓長(zhǎng)距離輸電線路單相重合閘過程中故障相的消弧，從而提高單相重合閘的成功率。高壓電抗器本身?yè)p耗小，但造價(jià)較高。并聯(lián)電抗器也可以接到低壓側(cè)或變壓器三次側(cè)，有干式的和油浸的兩種，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)較低，操作方便。從發(fā)展趨勢(shì)看，更多的將采用高壓電抗器。
大型并聯(lián)電抗器的技術(shù)、結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)與大型電力變壓器類似，也有單相和三相，心式和殼式之分，心式還可以分為帶間隙柱的和空心式的，目前我國(guó)制造的高壓大容量并聯(lián)電抗器只采用心式結(jié)構(gòu)。
心式電抗器的結(jié)構(gòu)與心式變壓器類似，但是只有一個(gè)繞組，在磁路中加入間隙以保證不飽和，維持線性。
4靜止補(bǔ)償器(SVC-StaticVarCompensator)
靜止補(bǔ)償器是近年來發(fā)展起來的一種動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置，電容器、電抗器、調(diào)相機(jī)是對(duì)電力系統(tǒng)靜態(tài)無功電力的補(bǔ)償，而靜止補(bǔ)償器主要是對(duì)電力系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)沖擊負(fù)荷的補(bǔ)償。根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)情況，靜止補(bǔ)償可以迅速改變所輸出無功功率的性質(zhì)或保持母線電壓恒定。
靜止補(bǔ)償器實(shí)際上是將可控電抗器與電容器并聯(lián)使用。電容器可發(fā)出無功功率，可控電抗器可吸收無功功率。其控制系統(tǒng)由可控的電子器件來實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于調(diào)相機(jī)，一般只有20ms。它主要用于沖擊負(fù)荷如大型電爐煉鋼、大型軋機(jī)以及大型整流設(shè)備等。另外，在電力系統(tǒng)的電壓樞紐點(diǎn)、支撐點(diǎn)也可以用靜止補(bǔ)償器來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)，靜止補(bǔ)償器還可以抑制諧波對(duì)電力系統(tǒng)的危害。