无功补偿中并联电容器和串联电容器有什么区别呢?
2024-05-22
在电路设备中,我们经常听说并联电容器和串联电容器。并联电容器和串联电容器有什么区别?
串联电容器是一种无功功率补偿设备。通常串联在330kV及以上的超高压线路中,其主要功能是从补偿电抗的角度提高系统电压,减少能量损失,提高系统稳定性。
电容器组必须能够承受短路、风、冰、雪和地震引起的外力,这些外力是通过精确的分量分析计算得出的。并联补偿电容器用于无功补偿的主要功能是降低视在电流,提高功率因数,降低损耗,增加电力设备的有功功率。
从另一个角度来看,用于无功功率补偿的并联补偿电容器可以理解为使用电容器为电气设备提供所需的无功电流,从而减少电力线、变压器和发电机的负担。
第一,从电压调节的角度来看,由于并联电容器增加了负载侧的功率因数,以减少无功功率流并增加接收端的电压,因此需要根据负载的变化进行频繁的分组或切换操作,并且容量与电压的平方成正比。当电网电压下降时,电压调节效果显著下降。
串联电容器的电压降直接补偿线路电压降,电压调节效果随着负载的变化而自动连续调整。它的电压调节效果比并联电容器要显著得多。
因此,从电压调节的角度来看,只有当功率因数大、线路电抗与负载阻抗之比也大、串联电容器的单位电容价格高于并联电容器时,才有利于使用并联电容器。
第二,从降低网络损耗的角度来看,并联电容器补偿的安装降低了输电线路和变压器的无功输电容量,并联电容补偿远优于串联电容补偿。因此,降低网络损耗的效果是显著的。
同时,减少的无功功率可以用于相应地传输更多的有功功率,同时输电线路的最大传输电流值保持不变。
然而,串联电容器补偿不会显著改变输电线路上的无功输电容量,只会增加终端电压水平。因此,串联补偿不仅不能减少网络损耗,而且由于负载电压的增加,还会导致无功功率消耗和线路损耗的增加。
由于串联补偿中出现铁磁共振、自激等异常现象,对电气设备构成威胁;在特高压输电线路中,可能会与发电机组发生低于工频的次同步振荡,导致轴扭转振动,并对发电机轴系造成损坏。因此,串联电容补偿在220kV以下电网中的实际应用远小于并联电容补偿。
第三,等效电容不同
并联电容器组的等效电容等于电容器组中电容器的总和,而串联电容器组等效电容的倒数等于电容器中电容器倒数的总和。
串联电容器组的等效电容小于电容器组中任何电容器的电容,而串联电容器群的等效电容则小于电容器群中任何电容的电容。
第四,容量差异
电容器串联,导致容量下降(串联后总容量的计算参考电阻器的并联方法),耐受电压增加。电容器并联,容量增加(通过将每个容量相加),电压电阻最小。
串联电容器:串联越多,电容越小,但电阻越高。其容量关系为:1/C=1/C1+1/C2+1/C3。并联电容器:串联越多,电容越大,但电压电阻保持不变。其容量关系为:C=C1+C2+C3。