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2012注冊電氣工程師考試：電氣設(shè)備百科匯總

無功電源

電力系統(tǒng)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(fā)生器，這4種裝置又稱為無功補償裝置。除電容器外，其余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(fā)電機、電動機及調(diào)相機3種。

①同步發(fā)電機：

同步發(fā)電機是唯一的有功電源，同時又是最基的無功電源，當(dāng)其在額定狀態(tài)下運行時，可以發(fā)出無功功率：

Q=S×sinφ=P×tgφ

其中:Q、S、P、φ是相對應(yīng)的無功功率、視在功率、有功功率和功率因數(shù)角。

發(fā)電機正常運行時,以滯后功率因數(shù)運行為主,向系統(tǒng)提供無功，但必要時,也可以減小勵磁電流,使功率因數(shù)超前,即所謂的"進相運行"，以吸收系統(tǒng)多余的無功。

②同步調(diào)相機:

同步調(diào)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系統(tǒng)吸收或供出無功，裝有自勵裝置的同步電機能根據(jù)電壓平滑地調(diào)節(jié)輸入或輸出的無功功率，這是其優(yōu)點。但它的有功損耗大、運行維護復(fù)雜、響應(yīng)速度慢，近來已逐漸退出電網(wǎng)運行。

③并聯(lián)電容器：

并聯(lián)電容器補償是目前使用最廣泛的一種無功電源，由于通過電容器的交變電流在相位上正好超前于電容器極板上的電壓，相反于電感中的滯后，由此可視為向電網(wǎng)"發(fā)?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。

并聯(lián)電容器身功耗很小，裝設(shè)靈活，節(jié)省投資;由它向系統(tǒng)提供無功可以改善功率因數(shù)，減少由發(fā)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制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對于控制信號反應(yīng)極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當(dāng)電壓變化時靜止補償器能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動態(tài)無功補償?shù)男枰?，同時還能做到分相補償;對于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù)荷有較強的適應(yīng)性;但由于晶閘管控制對電抗器的投切過程中會產(chǎn)生高次諧波，為此需加裝專門的濾波器。

⑤靜止無功發(fā)生器：

它的主體是一個電壓源型逆變器，由可關(guān)斷晶閘管適當(dāng)?shù)耐〝?，將電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓，再通過電抗器和變壓器并聯(lián)接入電網(wǎng)。適當(dāng)控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改變其運行工況，使其處于容性、感性或零負(fù)荷狀態(tài)。

與靜止無功補償器相比，靜止無功發(fā)生器響應(yīng)速度更快，諧波電流更少，而且在系統(tǒng)電壓較低時仍能向系統(tǒng)注入較大的無功。

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