무효 전력 보상은 무효 보상이라고도 하며, 전력 공급 시스템에서 전력망의 역률을 개선하고, 전력 공급 변압기와 송전선의 손실을 줄이며, 전력 공급 효율을 개선하고, 전력 공급 환경을 개선하는 역할을 합니다. 따라서 무효 전력 보상 장치는 전력 공급 시스템에서 없어서는 안 될 매우 중요한 위치에 있습니다.
보상 장치의 합리적인 선택은 네트워크 손실을 최소화하고 전력망의 품질을 개선할 수 있습니다. 반대로 부적절한 선택이나 사용은 전력 공급 시스템, 전압 변동 및 고조파 증가와 같은 많은 요인을 일으킬 수 있습니다. 오늘 편집자는 13가지 유형의 무효 전력 보상 방법과 그 장단점을 소개합니다.
(1) 동기 위상 조절기
기본 원리: 동기 전동기는 무부하로 작동하며, 과여자 시 유도 무효 전력을 방출하고, 과소여자 시 유도 무효 전력을 흡수합니다.
주요 장점: 유도성 무효 전력을 방출하고 유도성 무효 전력을 흡수할 수 있습니다.
주요 단점: 손실이 크고, 소음이 심하고, 응답속도가 느리고, 구조 유지관리가 복잡하다.
적용 가능한 경우: 발전소에서 아직 소수의 적용 사례가 있습니다.
(3) 현장보상
기본 원리: 일반적으로 커패시터는 모터 변압기와 병렬로 직접 연결되며 두 개는 스위치 캐비닛을 공유합니다.
주요 장점: 종단 보상으로 회선 손실을 최소화할 수 있습니다.
주요 단점: 단위 수가 많고 투자 비용이 많이 든다.
적용 가능한 경우: 수처리 공장 및 시멘트 공장에서 더 많은 응용 분야
(3) 중앙집중형 보상
기본 원리: 일반적으로 시스템 버스 중앙에 별도의 스위치 캐비닛이 설치됩니다.
주요 장점: 변전소 전체에 대한 보상이 가능하며 투자 비용이 비교적 적습니다.
주요 단점: 일반적으로 고정된 보상, 부하가 낮을 때 과도한 보상이 발생할 수 있음
적용 가능 상황: 부하 변동이 작은 시스템에 적합합니다.
(4) 자동보상(기계식 스위치 스위칭 커패시터)
기본 원리: 역률 제어기의 지시에 따라 기계적 스위치(접촉기, 회로 차단기)를 사용하여 커패시터를 전환합니다.
주요 장점: 무효 전력 출력을 자동으로 조정하여 시스템 무효 전력의 균형을 유지할 수 있고, 기술이 성숙되었으며, 설치 공간이 작고, 비용이 저렴합니다.
주요 단점: 느린 응답 시간, 커패시터 방전 시간에 의해 제한됨
적용 가능한 상황: 현재 주류 보상 방법으로 대부분 업계 사용자의 요구를 충족합니다.
(5) 사이리스터 스위칭 커패시터
기본 원리: 역률 제어기의 지시에 따라 사이리스터 밸브 그룹을 사용하여 커패시터를 0으로 전환합니다.
주요 장점: 반응 속도가 빠르고 돌입 전류가 없으며 충격이 없습니다.
주요 단점: 면적이 크고 비용이 많이 든다.
적용 가능 장소 : 주로 항구 등 하중이 급격히 변하는 곳에서 사용함
(6) 사이리스터 제어형 리액터
기본 원리: 일반적으로 고정 병렬 커패시터와 병렬 리액터로 구성되며, 병렬로 연결된 사이리스터로 제어되고, 유도 전류는 사이리스터의 전도 각도를 변경하여 변경되어 전체 장치의 무효 출력을 제어합니다.
주요 장점: 반응 속도가 빠르고, 무단계 조정이 가능하며, 용량성 무효 전력과 유도성 무효 전력을 모두 보상할 수 있습니다.
주요 단점: 설치 면적이 크고 비용이 많이 들며 대부분 기업 사용자에게는 유도 무효 전력이 필요하지 않습니다.
적용 분야: 주로 철강, 전기 철도, 송전 및 변전 시스템에 사용됩니다.
(7) 자기제어 반응기
기본 원리: 사이리스터를 통해 여자 전류의 크기와 코어의 포화를 제어하여 인덕터 전류를 변경하고, 이를 통해 전체 장치의 무효 출력을 제어합니다.
주요 장점: 동적 응답, 무단계 조절, 양방향 보상, 낮은 사이리스터 내전압, 다단계 직렬 연결이 필요 없음, 고조파 발생이 작음
주요 단점: TCR보다 응답 시간이 다소 느리고 소음이 심함
적용 가능한 경우: 고전압 시스템에서 유리합니다.
(8) 시리즈 보상
기본 원리: 직렬 커패시터 그룹은 전송선의 인덕턴스를 보상하여 전송 용량과 라인의 안정성을 개선하는 데 사용됩니다. 직렬 커패시터는 병렬 라인의 부하 분포를 조정할 수도 있습니다.
주요 장점: 라인 전압 강하를 효과적으로 보상하고 라인 손실을 줄일 수 있습니다.
주요 단점: 고정 보상, 용량성 리액턴스를 변경할 수 없으며 비동기 공진이 발생할 수 있습니다.
적용 가능 상황 : 송전선로에 사용됨
(9) 제어 가능한 시리즈 보상
기본 원리: 사이리스터 제어 인덕터 분기는 직렬 커패시터 보상의 양쪽 끝에 병렬로 연결되고, 사이리스터의 트리거 각도를 변경하여 인덕터 전류를 변경하여 LC 병렬 회로의 등가 임피던스 변화를 제어합니다.
주요 장점: 라인 전압 강하를 효과적으로 보상하고 라인 손실을 줄일 수 있으며, 동기식 공진을 방지하기 위해 용량성 리액턴스를 동적으로 조정할 수 있습니다.
주요 단점: 면적이 크고 비용이 많이 든다.
적용 가능 상황 : 송전선로에 사용됨
(10) 전압 및 용량 조절
기본 원리: 병렬 커패시터 장치를 전압 조정기의 2차 측에 연결하고 커패시터의 내전압을 조정하여 전체 장치의 보상 용량을 변경합니다.
주요 장점: 그룹화가 필요 없고, 스위치를 전환할 필요가 없으며, 보상 수준이 더 높습니다.
주요 단점: 변압기 추가, 변압기실 설치
(11) 정적 VAR 생성기
기본 원리: IGB 사용 T로 구성된 자가 정류 컨버터는 전압 전원 공급 반전 기술을 통해 보상을 위한 선행 및 지연 무효 전류를 제공합니다.
주요 장점: 빠른 동적 응답, 무단계 조절, 양방향 보상, 대용량 커패시터 필요 없음, 작은 설치 공간
주요 단점: 제어 및 유지가 어렵고 손실이 크며 비용이 많이 듭니다.
적용 가능한 경우: 전력 전자 장치의 무효 전력 보상 모드
(12) 활성필터
기본 원리: PWM 컨버터를 제어하여 검출된 고조파 및 무효 전력 성분과 동일하고 반대되는 전류를 전원 공급 시스템에 주입하여 고조파를 필터링하고 무효 전력을 동적으로 보상합니다.
주요 장점: 빠른 동적 응답, 무단계 조절, 양방향 보상, 대용량 커패시터 및 리액턴스 필요 없음, 작은 설치 공간
주요 단점: 제어 및 유지 보수가 어렵고 손실이 크고 비용이 많이 들고 용량이 작습니다.
적용 가능한 경우: 저전압 철도, 제지공장, 제철소에서 이미 사용 중임
(13) 통합 전력 흐름 제어기
기본 원리: 사이리스터 컨버터에서 생성된 AC 전압은 직렬로 연결되어 송전선의 위상 전압에 중첩되므로 진폭과 위상 각도가 연속적으로 변경되어 송전선의 유효 전력과 무효 전력을 정확하게 조절할 수 있습니다.