【正文】 最大裝置容量可按下式進行計算： =SdlU% (218)式中 — 并聯(lián)電抗器的最大裝置容量，Mvar Sdl — 安裝處的三相短路容量，MVA U% — 預(yù)計母線電壓下降的百分值第三章 靜止無功功率補償器 靜止無功功率補償器概念靜止無功功率補償器(Static Var Compensator — SVC)是指其輸出隨電力系統(tǒng)特定的控制參數(shù)而變化的并聯(lián)連接的靜止無功功率發(fā)生裝置或無功功率吸收裝置。隨著無功功率補償技術(shù)的發(fā)展，在一些比較低的電壓等級也安裝了并聯(lián)電抗器。(4) 有利于消除同步發(fā)電機帶空載長線路時可能出現(xiàn)的自勵磁諧振。(3) 有利于提高系統(tǒng)穩(wěn)定和線路的送電能力，有利于網(wǎng)絡(luò)的并列運行。(2) 改善了電網(wǎng)運行的安全性。歸納起來，安裝并聯(lián)電抗器好處：(1) 提高了電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。表21各級電壓輸電線路的充電功率的數(shù)值電壓等級(kV)導(dǎo)線截面分裂導(dǎo)線數(shù)充電功率(Mvar/100km)11095～400單導(dǎo)線～220240～700單導(dǎo)線雙分裂～～19330240～700雙分裂～41500300～700三分裂95～105750400～400四分裂215～240為了改善上述情況，在一定的運行工況下，在超高壓輸電線路受端裝設(shè)并聯(lián)電抗器以吸收輸電線路電容所產(chǎn)生的無功功率，稱為并聯(lián)電抗器補償。這樣，負(fù)荷在空載或輕載會引起輸電線路末端電壓過分升高，發(fā)電機產(chǎn)生自勵。由于超高壓遠距離輸電線路，其輸電線路對地以及相與相之間的電容特別大，輸電線路電容會產(chǎn)生大量的無功功率，各級電壓輸電線路的容性充電功率數(shù)值如下表所示。實踐證明，對于一些電壓偏高的電網(wǎng)，安裝一定數(shù)量的并聯(lián)電抗器是解決系統(tǒng)無功功率過剩，降低電壓的有效措施。 并聯(lián)電抗器在電力系統(tǒng)中的作用并聯(lián)電抗器無功功率補償裝置常用于補償系統(tǒng)電容。當(dāng)線路輸送功率加大時，必須適當(dāng)切除電抗器以保證系統(tǒng)的電壓和穩(wěn)定性；在輕載時由于它對線路充電功率的補償，從而降低了線損。在過去相當(dāng)長的時間內(nèi)，當(dāng)我國一些電網(wǎng)低谷時電壓過高，如果采用發(fā)電機進相運行和切除并聯(lián)電容器等措施效果不大或者這些措施難以實現(xiàn)時，多考慮裝設(shè)可投切并聯(lián)電抗器，并且依然是目前補償容性無功功率(吸收感性無功功率)的主導(dǎo)裝置。在長距離輸電線路上，高壓電抗器具有限制過電壓、分層平衡無功功率，有利于使用單相重合閘和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的綜合功能。在超高壓電網(wǎng)中，線路空載或輕載時大量充電功率過剩，采用并聯(lián)電抗器補償是必不可少的。如果補償電容器容量過大，可能因電動機慣性轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生過電壓，導(dǎo)致電動機損壞。1. 電容器為星形接線時QC =UIC103=103=103 (211)式中 U — 裝設(shè)地點電網(wǎng)線電壓，V IC — 電容組的線電流，A ； C— 電容組電容，考慮到電網(wǎng)線電壓的單位常用kV，QC 的單位為kvar，則星形連接時每相電容器組的容量為 CY=C= (212)2. 電容器為三角形連接時QC =UIC103=3U103=3103 (213)每相電容器的容量為: C△= (214)(2)就地補償電容器容量QC(kvar)的確定。 并聯(lián)電容器補償容量的確定安裝并聯(lián)電容器進行無功功率補償時，電容器安裝容量的選擇，可根據(jù)不同目的來確定。在投、切不及時或投、切容量不合適時，也易造成過補償或欠補償現(xiàn)象。此外，在低負(fù)荷時，可以相應(yīng)停運數(shù)組，以防過補償、投資較為經(jīng)濟。分組補償常見的安裝方式有：①高壓補償裝置分組安裝于城鄉(xiāng)電網(wǎng)6kV配電線路的桿架上；②低壓補償裝置安裝于公用配電變器的低壓側(cè)或電力用戶各車間的配電母線上。采用高壓個別 ，除了具有低壓個別補償?shù)膬?yōu)點外，而且更能有效地降低設(shè)備啟動時的沖擊性，減少變壓器裕度。低壓個別補償?shù)膬?yōu)點是：補償效益大，不僅能減少高壓線路中的無功功率，同時也減少了低壓線路中的無功功率，減少電氣設(shè)備的容量和導(dǎo)線的截面，降低電能的損耗。這種方式用在負(fù)荷比較分散、補償容量小的企業(yè)比較適宜。個別補償分為低壓個別補償和高壓個別補償。它通過控制、保護裝置與電機同時投切，既能提高線路的功率因數(shù)，又能改善用電設(shè)備的電壓質(zhì)量。(2) 個別補償個別補償又稱為“就地補償”，它就是根據(jù)個別用電設(shè)備對無功功率的需要量將單臺或多臺電容器組分散地與用電設(shè)備并接。高壓集中補償?shù)闹饕獌?yōu)點是：不僅可以減少高壓母線線路的無功功率損耗，而且能夠提高本變電所的供電電壓質(zhì)量：可以根據(jù)負(fù)荷的大小自動投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費的增加；提高供電能力、減少線損和電能損耗，穩(wěn)定電壓，便于運行維護，補償效益高。低壓集中補償?shù)膬?yōu)點是：接線簡單、運行維護工作量小，使無功功率就地平衡，從而提高配電變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟性，是目前無功功率補償中常用的手段之一。電容器的投切是整組進行，做不到平滑的調(diào)節(jié)。集中補償分為低壓集中補償和高壓集中補償。其優(yōu)點是安裝方便，有利于控制電壓水平，且易與實現(xiàn)自動投切，運行可靠，利用率高，維護方便，能減少配電網(wǎng)、用戶變壓器及專供線路的無功負(fù)荷和電能損耗。(1) 集中補償集中補償是指將并聯(lián)電容器接在匯流母線上，根據(jù)母線上的無功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。 并聯(lián)電容器補償無功功率的方式對于電力系統(tǒng)的負(fù)荷，電力企業(yè)通常采用并聯(lián)電容器進行無功功率補償。顯然，當(dāng)XC＜XL時，欠補償；當(dāng)XC＞XL時，過補償。對R、L串聯(lián)的負(fù)荷進行無功補償電路如圖(b)所示。此外，在系統(tǒng)中有諧波時，還有可能發(fā)生并聯(lián)諧振，并使諧波放大，可能會使電容器損壞。因此，實際電路是可以通過改變并聯(lián)電容C的大小來控制無功功率的大小，從而調(diào)節(jié)補償后功率因數(shù)的大小。；2—補償后電壓與電流的相位差在(a)圖所示電路中，電流方程為=C+RL=C+R+L (21)電容提供的無功功率為Q=UIC=2fCU2 (22)由(21)式可知，當(dāng)并聯(lián)電容器不投入時，C=0，即不對符合進行無功功率補償，那么電源即要向負(fù)荷提供有功電流R，還要提供無功電流L，電源向負(fù)荷提供的總電流=RL=R+L；當(dāng)并聯(lián)電容器投入時，C0，即對負(fù)荷進行無功功率補償，那么電源在向負(fù)荷提供有功電流R的同時，提供無功電流L+C，電源向負(fù)荷提供的總電流=R+L+C，特別是當(dāng)L= C, L+C=0，電源不需要向負(fù)荷提供無功電流，功率因數(shù)等于1，一般情況下LC，這時可能的情況有兩種：當(dāng)并聯(lián)電容器的電容C較小，|C|＜|L|時，負(fù)荷中的感性無功電流沒有被完全補償，這時電源的滯后，如圖(c)所示，這種補償稱為欠補償；當(dāng)并聯(lián)電容器的電容C較大，會出現(xiàn)|C|＞|L|的情況，這時負(fù)荷中的感性無功電流被完全補償滯后還有剩余容性電流，電源的超前，如圖(d)所示，這種補償稱為過補償。假設(shè)負(fù)荷時電阻R和電感L組成的并聯(lián)電路，對R、L電路進行無功功率補償，就需要對電路并接電容C。因此，一般需要增設(shè)無功功率補償裝置進行無功功率補償，以提高系統(tǒng)電源的功率因數(shù)。如果感性負(fù)荷所需的無功功率得不到就地補償?shù)脑?，勢必由發(fā)電機供給，即電器設(shè)備與電源之間存在大量的功率交換。并聯(lián)電容器的一個缺點是其無功功率輸出與電壓平方成正比，結(jié)果是在低壓時無功功率輸出減小，而這時的系統(tǒng)卻需要更多無功功率；并聯(lián)電容器的另一個缺點是電容器提供的無功功率在電壓穩(wěn)定時是不變的，不能隨系統(tǒng)無功功率的需求的改變而改變，是一種靜態(tài)無功功率補償裝置，適用于無功功率需求穩(wěn)定的場所，但即使這樣，也容易造成欠補償或過補償。并聯(lián)電容器通過吸收容性無功功率來補償感性無功功率和增大局部電壓。不過通常對于具體的電容器來說，一般以絕緣介質(zhì)的名稱來命名電容器，如空氣電容器，云母電容器、紙質(zhì)電容器、薄膜電容器等。兩塊絕緣板中間的介質(zhì)可以是氣體、液體、固體或者混合體。電容器就是儲藏電荷的容器。由于串聯(lián)電容器和傳聯(lián)電抗器不如并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器方便，無功功率補償效果也不及并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器，因此，靜態(tài)無功補償主要采用并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器 并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器是指并聯(lián)在系統(tǒng)的電容器。單獨使用時，串聯(lián)電容器用于補償線路等效感抗、降低線路感性無功功率流動和提高受電端的電壓，串聯(lián)電抗器用于限制系統(tǒng)短路電流、補償線路等效容抗和降低線路容性無功功率流動。并聯(lián)電容器用于補償感性無功功率，并聯(lián)電抗器用于補償容性無功功率。操作方便、對系統(tǒng)可靠性影響小而廣泛使用，串聯(lián)補償方式因為接線復(fù)雜、操作部方便、對系統(tǒng)可靠性影響大而使使用范圍受到限制，一般在并聯(lián)補償方式不能滿足技術(shù)要求的情況下才使用。以并聯(lián)方式接入系統(tǒng)的無功功率補償裝置稱為并聯(lián)無功功率補償，以串聯(lián)方式接入系統(tǒng)的無功功率補償裝置稱為串聯(lián)無功功率補償9]。第二章 靜態(tài)無功功率補償靜態(tài)無功補償指阻抗固定，其補償容量不能實時跟蹤負(fù)荷無功功率的變化，主要是用于提供固定無功功率補償容量的一種無功功率補償方式?，F(xiàn)代靜止無功功率補償裝置最大的特征是補償容量能隨負(fù)荷無功功率容量的變化而變化，因此又稱動態(tài)靜止無功功率補償裝置。運動無功功率補償裝置主要有電力電容器、電力電抗器、靜止無功功率補償器、靜止無功功率發(fā)生器、統(tǒng)一長流控制器、有源電力濾波器，其中電力電容器和電力電抗器為傳統(tǒng)靜止無功功率補償裝置，其他靜止無功功率補償裝置屬于現(xiàn)代靜止無功功率補償裝置。根據(jù)電壓等級的不同分為，可以分為低壓無功功率補償裝置和高壓無功功率補償裝置。根據(jù)無功功率補償裝置是否擁有運動部件分類，分為運動無功功率補償和靜止無功功率補償裝置。 無功功率補償裝置無功功率補償裝置經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，形成了種類繁多的無功功率補償裝置。(8) 高水平平衡三相的有功功率和無功功率。(6) 降低電網(wǎng)的功率損耗，提高變壓器的輸出功率及運行經(jīng)濟效益。(4) 提高發(fā)電機有功輸出能力。(2) 提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減小功率損耗。如果這些所需要的無功功率由發(fā)電機提供并經(jīng)過長距離輸送，顯然是不合理的，通常也是不可能的，如果這些所需要的無功功率不能及時得到補償，電力系統(tǒng)的安全運行以及用電設(shè)備的安全就會受到影響。 無功功率補償 無功功率補償?shù)淖饔秒娏ο到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中不僅大多數(shù)負(fù)荷要消耗無功功率，而且大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)組件也要消耗無功功率。各種用電設(shè)備中，除相對很小的白熾燈照明負(fù)載只消耗有功功率外，大多數(shù)都要消耗無功功率。近些年來，國民經(jīng)濟各部門大力推廣使用各種新型的電力電子整流裝置，他們在減少能量損耗的同時，也帶來了諸如功率因數(shù)下降、電壓波動和閃變、三相不平衡以及諧波干擾等問題，嚴(yán)重危及電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。當(dāng)電力線路的傳輸功率較大時，電力線路中電抗消耗的無功功率將大于電納中產(chǎn)生的無功功率，則電力線路為無功負(fù)荷，消耗無功功率；當(dāng)電力線路的傳輸功率較小時，電力線路中電納產(chǎn)生的無功功率，除了抵消電抗中的無功功率損耗以外，還有剩余，電力線路為無功電源，發(fā)出無功功率。一般來說，對于電壓等級為35kV及以下的電力線路，其充電功率甚小，電力線路主要消耗無功功率。無功功率損耗是由電力線路的電抗和電納造成的。電力線路有一定的特殊性。所以變壓器無功功率損耗的變化大小主要由負(fù)荷的變化來決定。電抗中的無功功率消耗是感性無功功率，與負(fù)荷有關(guān)，隨負(fù)荷隨機變化，變化范圍很大。無論是雙繞組還是三繞組變壓器，繞組均有兩組參數(shù)。變壓器的無功功率消耗包括勵磁消耗和漏抗中的消耗兩部分：勵磁消耗基本上等于空載損耗電流的百分值，約為1%～2%；繞組漏抗消耗在變壓器滿載時基本上等于短路電壓的百分值，約為10%。(2) 變壓器。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因在于負(fù)荷端無功功率供應(yīng)不足，系統(tǒng)為滿足負(fù)荷的無功功率需求而造成電壓不穩(wěn)定。所以系統(tǒng)中無功負(fù)荷的電壓特性主要是由異步電動機來確