无功补偿技术的发展历程
http://www.cction.com 2013-02-22 10:19 中企顾问网
本文导读：固家补偿装置是70年代最普遍的无功补偿方式，随着电力电子的应用，以及电力部门的考核要求，固定补偿不能满足系统无功的变化，同时因为系统谐波，固定补偿装置对谐波放大形成极大的隐患，该技术目前慢慢被淘汰。
无功补偿方法有很多种，从传统的带旋转机械的方式到现代的电力电子元件的应用经历了近一个世纪的发展历程，先后出现了调相机、固定补偿电容器、SVC、SVG等产品。同步调相机和固定补偿电容器早期的无功补偿装置是同步调相机和固定补偿电容器。前者运行成本高，安装复杂，后者补偿容量较大，但不能连续调节，而且可能与系统发生谐振。同步调相机补偿方式在目前的无功补偿项目中已不再使用。
固定补偿装置主要由电容器、电抗器和机械开关构成，是一种比较简单的无功补偿装置，可分级、分组投切，但不属于动态无功补偿，因其价格低廉，适用于负荷波动不频繁的场所。固家补偿装置是70年代最普遍的无功补偿方式，随着电力电子的应用，以及电力部门的考核要求，固定补偿不能满足系统无功的变化，同时因为系统谐波，固定补偿装置对谐波放大形成极大的隐患，该技术目前慢慢被淘汰。
SVC（静止型动态无功补偿装置）
SVC由可控支路和固定(或可变)电容器支路并联组成，现有以下四种型式:
TCR型：它是由提供感性无功的TCR阀和提供容性无功并兼作谐波滤波的滤波器组成，并采用降压变压器接线。TCR型SVC不仅能实现静态无功功率补偿，提高平均功率因数，而且能同时实现动态无功功率补偿，限制补偿设备与电网之间不必要的无功功率交换，控制电压波动和闪变等多种功能。
TSC型：在TSC型SVC装置中，并联电容器组被分割成适当的组数，用双向可控硅开关分别地投入和切除。每相支路由二个主要部分构成，即电容器组和可控硅开关。此外，还有一个元件电抗器，其作用就是限制通过可控硅电流的上升率和防止与网络发生谐振。其最大特点是反应时间快，适用范围广，分相调节，直接补偿，装置本身不产生谐波，损耗小；但它属于有级调节，且价格较高。
SR型：SR型属于另类的电抗器，是串在电路中的自饱和饱和电抗器，其作用不能简单地看作串入一个可变电感。其输出电压是非正弦的，这种饱和电抗器的作用与晶闸管相似。SR型的优点是不需要复杂的控制系统，维护较简单，反应时间较短，运行可靠，可分相补偿；缺点是噪音大，本身在三相不平衡时会产生较多谐波电流。因其制造复杂且价格较高而得不到广泛应用。
TCT型：TCT型的主要特点与TCR型类似，但其设备中的高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些，而且由于有油，要求一级防火，因此只宜布置在一层平面或户外。价格较贵，没有广泛应用。SVG（静止无功发生器）基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。与SVC相比，SVG的响应速度更快，运行范围更宽，谐波电流含量更小，尤其重要的是，电压较低时SVG仍可向系统注入较大的无功电流，它的储能元件(如电容器)的容量远比它所提供的无功容量要小。
固定补偿装置主要由电容器、电抗器和机械开关构成，是一种比较简单的无功补偿装置，可分级、分组投切，但不属于动态无功补偿，因其价格低廉，适用于负荷波动不频繁的场所。固家补偿装置是70年代最普遍的无功补偿方式，随着电力电子的应用，以及电力部门的考核要求，固定补偿不能满足系统无功的变化，同时因为系统谐波，固定补偿装置对谐波放大形成极大的隐患，该技术目前慢慢被淘汰。
SVC（静止型动态无功补偿装置）
SVC由可控支路和固定(或可变)电容器支路并联组成，现有以下四种型式:
TCR型：它是由提供感性无功的TCR阀和提供容性无功并兼作谐波滤波的滤波器组成，并采用降压变压器接线。TCR型SVC不仅能实现静态无功功率补偿，提高平均功率因数，而且能同时实现动态无功功率补偿，限制补偿设备与电网之间不必要的无功功率交换，控制电压波动和闪变等多种功能。
TSC型：在TSC型SVC装置中，并联电容器组被分割成适当的组数，用双向可控硅开关分别地投入和切除。每相支路由二个主要部分构成，即电容器组和可控硅开关。此外，还有一个元件电抗器，其作用就是限制通过可控硅电流的上升率和防止与网络发生谐振。其最大特点是反应时间快，适用范围广，分相调节，直接补偿，装置本身不产生谐波，损耗小；但它属于有级调节，且价格较高。
SR型：SR型属于另类的电抗器，是串在电路中的自饱和饱和电抗器，其作用不能简单地看作串入一个可变电感。其输出电压是非正弦的，这种饱和电抗器的作用与晶闸管相似。SR型的优点是不需要复杂的控制系统，维护较简单，反应时间较短，运行可靠，可分相补偿；缺点是噪音大，本身在三相不平衡时会产生较多谐波电流。因其制造复杂且价格较高而得不到广泛应用。
TCT型：TCT型的主要特点与TCR型类似，但其设备中的高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些，而且由于有油，要求一级防火，因此只宜布置在一层平面或户外。价格较贵，没有广泛应用。SVG（静止无功发生器）基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。与SVC相比，SVG的响应速度更快，运行范围更宽，谐波电流含量更小，尤其重要的是，电压较低时SVG仍可向系统注入较大的无功电流，它的储能元件(如电容器)的容量远比它所提供的无功容量要小。
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