淺析高壓電力系統中電網電壓波動的抑制方法

1. 造成電網電壓波動的原因及危害

電力系統的電壓波動和閃變主要是由具有衝擊性的大功率負荷引起，如系統中的高功率電機的起動，高壓變頻調速裝置，鍊鋼廠電弧爐，電氣化鐵路，軋鋼廠軋鋼機等，這些大型裝置的起動和執行都是非線性的，不平衡衝擊負荷造成有功功率，無功功率和功率因數的無規則變化，這種波動會使供電線路的電壓產生急劇的升降變化，忽高忽低，導致電網中的其他裝置無法在額定工作電壓下正常執行，同電力網路中的電機發熱嚴重甚至燒壞，高壓真空斷路器中的滅弧室炸裂等等。

電容器

2. 抑制電網電壓波動的方法

2.1靜止型無功補償裝置（SVC）

SVC（Static Var Compensator）由閘流體控制電抗器（TCR）和無源濾波器（FC）構成，是一種並聯連線於電網當中，根據負荷的工作狀態快速、自動調節系統無功功率的動態無功補償裝置 。

投切電容器組或電抗器是改變SVC總無功最直接的方法，透過控制閘流體閥對各相電網系統進行調節，其響應速度快，投切操作對系統的衝擊小，對操作的次數沒有限制，維修的頻度也遠比斷路器低。TCR型靜補採用反向並聯閘流體閥與電抗器串聯，利用閘流體閥相位角控制導通的功能，使得電抗器所吸收的無功電流得到連續性控制：觸發角為90°時全導通，觸發角的繼續增大該電抗支路所吸收的無功電流逐漸減小，觸發角為180°時閘流體閥全關閉。控制觸發導通的相位角會導致諧波的發生。

SVC系統包括

：閘流體閥組控制系統，監控系統，電容器和電抗器部分，水迴圈系統等部分組成

水迴圈系統

SVC系統優點：

響應速度快 透過控制閘流體的正反向導通角快速觸發，對電網波動響應。

調相調壓，提高系統的暫態和動態穩定性，特別是防止由於無功功率缺額引起的“電壓崩潰”現象的發生。

2。2串聯電抗器

在大型電弧爐，軋鋼機等變壓器一次側串聯高壓電抗器能夠限制主迴路中的短路電流，減少瞬變負荷對供電電網的衝擊。

電抗器

串聯電抗器的優點：

1、降低湧流倍數和頻率；

2、吸收諧波，降低諧波電壓值，減少畸變，提高電能質量；

3、限制諧波電流流入電容器組，保護電容器組；

4、內部短路時，減少短路電流； 5、外部短路時，減少對短路電流的助增作用；

6、減少放電電流值；

電容器組的投切過程中，降低操作過電壓。

2.3 SVG動態無功補償裝置

SVG系統包括：

啟動櫃，控制櫃，功率櫃，連線電抗器（或變壓器），冷卻裝置五部分組成。是典型的電力電子裝置，由三個基本功能模組構成：檢測模組、控制運算模組及補償輸出模組。其工作原理為由外部CT檢測系統的電流資訊，然後經由控制晶片分析出當前的電流資訊，由控制器給出補償的驅動訊號，最後由電力電子逆變電路組成的逆變回路發出補償電流。

SVG靜止無功發生器採用可關斷電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，經過電抗器並聯在電網上，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側電流。迅速吸收或者發出所需的無功功率，實現快速動態調節無功的目的。作為有源型補償裝置，不僅可以跟蹤衝擊型負載的衝擊電流，而且可以對諧波電流也進行跟蹤補償。

SVG的主要作用和優點：

1、動態補償電網無功功率，提高功率因數；

2、動態抑制電流諧波；

3、可以瞬間提供一定有功功率，補償電網電壓跌落和閃變；

4、抑制電網三相不平衡。

原作者：井運，小編整理新增供分享學習。