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無功電源
2014-03-13
  電力係統的無功電源除了同步電機外,還有靜電電容器、靜止無功補償器以及靜止無功發生器,這4種裝置又稱為無功補償裝置。除電容器外,其餘幾種既能吸收容性無功又能吸收感性無功。

  (1)同步電機:
  同步電機中有發電機、電動機及調相機3種。

  ①同步發電機:
  同步發電機是唯一的有功電源,同時又是最基本的無功電源,當其在額定狀態下運行時,可以發出無功功率:
  Q=S×sinφ=P×tgφ

  其中:Q、S、P、φ是相對應的無功功率、視在功率、有功功率和功率因數角。

  發電機正常運行時,以滯後功率因數運行為主,向係統提供無功,但必要時,也可以減小勵磁電流,使功率因數超前,即所謂的“進相運行“,以吸收係統多餘的無功。

  ②同步調相機:
  同步調相機是空載運行的同步電機,它能在欠勵或過勵的情況下向係統吸收或供出無功,裝有自勵裝置的同步電機能根據電壓平滑地調節輸入或輸出的無功功率,這是其優點。但它的有功損耗大、運行維護複雜、響應速度慢,近來已逐漸退出電網運行。

  ③並聯電容器:
  並聯電容器補償是目前使用最廣泛的一種無功電源,由於通過電容器的交變電流在相位上正好超前於電容器極板上的電壓,相反於電感中的滯後,由此可視為向電網“發?quot;無功功率:
  Q=U2/Xc

  其中:Q、U、Xc分別為無功功率、電壓、電容器容抗。

  並聯電容器本身功耗很小,裝設靈活,節省投資;由它向係統提供無功可以改善功率因數,減少由發電機提供的無功功率。

  ④靜止無功補償器:
  靜止無功補償器是由晶閘管所控製投切電抗器和電容器組成,由於晶閘管對於控製信號反應極為迅速,而且通斷次數也可以不受限製。當電壓變化時靜止補償器能快速、平滑地調節,以滿足動態無功補償的需要,同時還能做到分相補償;對於三相不平衡負荷及衝擊負荷有較強的適應性;但由於晶閘管控製對電抗器的投切過程中會產生高次諧波,為此需加裝專門的濾波器。

  ⑤靜止無功發生器:
  它的主體是一個電壓源型逆變器,由可關斷晶閘管適當的通斷,將電容上的直流電壓轉換成為與電力係統電壓同步的三相交流電壓,再通過電抗器和變壓器並聯接入電網。適當控製逆變器的輸出電壓,就可以靈活地改變其運行工況,使其處於容性、感性或零負荷狀態。

  與靜止無功補償器相比,靜止無功發生器響應速度更快,諧波電流更少,而且在係統電壓較低時仍能向係統注入較大的無功。
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