八一八：功率因数及技术发展

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2016-03-29分享加入收藏关注：-

功率因数校正技术的发展
         在工业应用的发展过程中，最早出现、最实用、最为广泛应用的是在电感性供电系统中（例如包含电动机、变压器、线路）采用并联电容器进行无功补偿。这种电容器称之为移相电容器，其安装的目的是为了提高系统的功率因数。
         后来出现的静止无功补偿装置（SVC）往往是专指使用晶闸管的静止无功补偿装置，包括晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC），以及这两者的混合装置（TCR+TSC），或者晶闸管控制电抗器与固定电容器（FC）或机械投切电容器（MSC）混合使用的装置（TCR+FC、TCR+MSC）。但由于SVC装置占地面积大；晶闸管发热量大，需要辅助冷却设备；自身产生的谐波量大，需要配备专用滤波设备，维护费用大；所以，随着电力电子技术的进一步发展，一种更为自主研发的静止无功补偿装置出现了，这就是采用自换相变流电路的静止无功补偿装置——静止无功发生器（SVG）。
         静止无功发生器SVG的核心技术是基于可关断电力电子器件IGBT（绝缘栅型双极晶体管，可实现快速的导通/关断控制，开关频率可达到20kHz以上）的电压源型逆变技术。SVG也被称为“静止调相机”，它可以快速、连续、平滑地调节输出无功，且可实现无功的感性与容性双相调节。
         在构成上，TCR是通过斩波控制，实现电抗器的等值阻抗调节；MCR是通过可控硅励磁装置控制铁心饱和度，从而改变等效电抗的装置，两者都属于阻抗型补偿装置；SVG是通过逆变器的控制实现无功的快速调节，不再需要大容量的交流电容/电抗器件，是属于电源型的主动式补偿装置。
         静止无功发生器是FACTS（Flexible Alternative CurrentTransmission Systems）设备的主要成员，它以数字信号处理器（DSP）为核心，将自换相桥式电路并联在电网上，采用实时数据采集技术和动态跟踪技术，不断监测电网和系统的电压、电流并进行一系列的运算,Z后经由以IGBT为核心的变流单元输出无功到系统或电网,在快速连续的补偿调整系统无功功率的同时，还可以显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量，提高功率因数、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动、抑制谐波污染。

SVG补偿装置的优势与特点
         1、补偿原理：可动态快速连续调节无功输出，充分满足功率因数补偿要求，任意时刻的功率因数达到0.98-1.0。SVG的补偿原理和具体实现方式都更为先进，具备以下优势与特点。
         2、无功补偿能力：和TCR相比，SVG无需配置滤波支路。由于无需滤波，任何时候都可以对SVG配套进行扩容或改造，满足可能的工况变化带来的新需求。
         3、谐波特性：SVG在不需要增加滤波支路情况下，对谐波具备治理能力，可完全滤除系统中的谐波电流。
         4、占地面积：SVG补偿装置占地面积小。
         TCR型SVC：由控制、晶闸管阀体、相控电抗器、至少三组以上滤波装置构成，结构复杂，体积大。
         MCR型SVC：由控制、晶闸管阀体、磁控电抗器、多组滤波装置构成，结构复杂，体积大
         5、运行安全：SVG是直接电流控制，电流输出可以限幅，不会发生谐振或谐波电压放大，安全性高。TCR和MCR是阻抗型补偿，在长期运行过程中，系统运行情况改变、电抗器、电容器参数发生变化，都易导致谐波电压放大，影响系统安全性。
         6、相应速度：SVG响应速度快，具备超强无功补偿与一定的谐波滤除作用，采用新型电力电子器件IGBT，开断时间小于50μs，而TCR和MCR采用晶闸管的开断时间至少20ms，相差400倍，SVG响应速度更快。
         7、损耗：SVG运行损耗低，主要是连接电抗器或变压器损耗和IGBT损耗，而SVC中仅相控电抗器的损耗就达0.9-1%，加上晶闸管损耗、滤波支路损耗，总损耗达到1.2%左右，而MCR的运行损耗更大。
         8、无功调节方式：SVG输出无功补偿能力不随系统电压下降而下降。加上SVG的相应速度快，同容量的SVG的动态补偿及电压稳定控制能力是同容量TCR或MCR的1.2倍以上。
         9、噪音：由于SVG的谐波特性好，所以噪音小。
         10、可靠性：SVG可靠性高，维护量小，采用功率模块运行方式，即一个功率模块故障后，整个设备扔可继续运行在额定容量，TCR采用晶闸管串联，易发生晶闸管损坏。

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本文标签：功率因数 静止无功发生器 SVG LC电容器

上一条：传统补偿装置与静止无功发生器（SVG）的对比下一条：UPS开关电源的EMC干扰就是这么产生的！