无功补偿和谐波治理设备介绍,本文无功功率设备主要介绍SVG、SVC、调相机三种设备,谐波治理主要介绍APF有源滤波装置和FC无源滤波装置。

户外SVG无功补偿设备

无功功率和谐波介绍

1、无功功率:电机或变压器建立和维持旋转磁场需要消耗的功率,这部分功率不能转换为对应的机械能,就叫无功功率。产生无功功率的设备有:变压器、电机、线圈。无功补偿设备有SVG、SVC、同步调相机、电抗器、电容器等。

磁场示意图

2、谐波:交流电网与工频(50HZ)频率不同的成分都是谐波,非线性负载产生的与工频频率不同的成分。产生谐波的设备:UPS电源、开关电源、晶闸管、整流器、逆变器、变频器。谐波治理设备有APF有源滤波装置和FC无源滤波装置等。

基波示意图

基波:在电力系统把50HZ频率的电压或者电流波,叫作基波。

谐波示意图

谐波:不是50Hz的电压、电流就是谐波,谐波的频率为50Hz的整倍数,谐波用基波的倍数表示。例如频率为150Hz的正弦波称为3次谐波,频率为250Hz的正弦波称为5次谐波,频率为350Hz的正弦波称为7次谐波。

低压电容柜

部分无功补偿设备介绍

1、SVG无功补偿设备

采用IGBT控制的无功补偿设备,主要功能是无功补偿,同时也能补偿零序谐波电流,主要是限制3次谐波。优点是补偿速度快占地面积小,在光伏和风电项目应用较多。

30Mvar户外高压直挂式SVG
户内高压直挂式SVG
120Mvar户内高压直挂式SVG

2、SVC无功补偿设备

采用晶闸管控制的无功补偿设备,主要功能是无功补偿,对比SVG来说,SVC补偿速度略慢,占地面积也大,但是SVC的结构简单稳定性高,一般钢铁行业应用较多。

户外SVC

3、同步调相机

调相机就是一种特殊的同步电动机,一种很早的补偿方案,很多人认为随着SVG和SVC设备的出现调相机已经淘汰,其实调相机还是在某些电力领域有很大的优势,比如特高压输电行业一直广泛应用。

300Mvar调相机

(1)调相机优点:具有很强的短时过载能力,补偿范围广故障率低,单机容量大。调相机一般用于大容量集中补偿装置,通常容量大于50Mvar,现在最大单机容量已经做到了300Mvar,多装设在大型枢纽变电站、特高压输电换流站,超大型光伏和风电项目。国内上电、东电、哈电等厂家均具备300Mvar调相机生产能力。

(2)调相机缺点:也存在运行维护比较复杂、有功功率损耗较大、运行噪声较高、小容量调相机单位容量投入费用较高等。

300Mvar调相机型式试验中

部分滤波设备介绍:

1、APF有源滤波装置

有源滤波器主要是通过晶闸管控制,当有谐波产生时会产生大小相等,方向相反的电流来抵消谐波电流。价格高,容量小,有源滤波电路不适用于高电压大电流的场合,只适用于信号处理。APF有源滤波装置可以在滤除谐波的同时提供部分补偿无功功率。

应用范围:有源滤波器由于成本较高,多用于容量较小的需求,比如像医疗行业,精密仪器设备、实验室、通讯行业、商场、楼宇等行业

低压APF有源滤波器
低压APF有源滤波柜

2、FC无源滤波装置

无源滤波器通过电容+电抗的组合LC回路对谐波产生低阻抗,让谐波电流流入到滤波装置中。成本低、容量大,谐波滤除率低,无源滤波电路的结构简单,易于设计,但它的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化,因而不适用于信号处理要求高的场合。FC无源滤波装置可以在滤除谐波的同时提供部分补偿无功功率。

应用范围:无源滤波器则多用于容量需求较大的行业。如钢厂、风电、电气化铁道及城市轨道交通行业、石化和天然气行业、钢铁与冶金行业、 矿山、造船业等各行业。在光伏和风电行业高压FC无源滤波装置主要是用于限制5次谐波和7此谐波。

35KV高压FC无源滤波装置
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新能源李电工

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【发输变配用】电力系统全产业链知识分享!
电气工程师,科技领域创作者
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