電網(wǎng)中的電動機、變壓器等電力負(fù)荷屬于感性負(fù)荷, 這些電力負(fù)荷在運行過程中要消耗無功功率。無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,也增大了電能損耗。無功補償就是把容性負(fù)荷與感性負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路,用容性負(fù)荷輸出的無功功率補償感性負(fù)荷所需要的無功功率。
(1)無功補償可降低線路損耗
當(dāng)線路負(fù)載為感性負(fù)載時,要輸送的有功功率不變時,負(fù)載電流會提高,線路損耗與電流的平方成正比增加。進行無功補償后,功率因數(shù)提高,輸送的有功功率不變,補償點以前的線路中通過的無功電流減小,線路中功率損耗大大降低。
(2)無功補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,所需的無功功率越大。如果沒有安裝無功補償裝置,則無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)量需要采用無功補償裝置,比較適合無功補償?shù)难b置有SVC、靜止無功發(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 的主要類型是可控硅控制的電抗器TCR型,它可以根據(jù)母線上無功功率的變化,控制可控硅的控制角改變電抗器吸收的無功功率,實現(xiàn)功率因數(shù)的動態(tài)補償。
SVG 是由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來進行動態(tài)無功補償?shù)难b置, 稱為靜止無功發(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, 實現(xiàn)動態(tài)無功補償。它采用多重化、多電平或PWM 技術(shù)等措施,大大減少了補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、運行范圍寬、可靠性高的特點,綜上所述選用SVG 無功補償裝置。