1.同步調相機
同步調相機的作用原理和空載同步發電機基本相同,它是一種早期應用的變電站無功補償裝置。如果整個電力系統處于過勵磁運行狀態時,同步調相機可以被看作是一個提供無功功率的無功電源,使得系統電壓維持在一定范圍內;如果電力系統處于欠勵磁運行狀態時,同步調相機就相當于一個消耗多余無功功率的負載設備,使得系統電壓穩定。同步調相機安裝一個自動勵磁調節裝置,就可以實現對系統的無極平滑調節,在一定程度上大大降低了電壓變化對無功功率分配的影響。同步調相機有諸如損耗量大,工作噪聲大,設備體積大等特征,給系統運行和維護帶來了不便,目前只在一些電網容量大的變電站場合中使用同步調相機。
2.電容器和濾波器應用
安裝并聯電容器和lc無源濾波器是最早采用的無功補償方式,這種方式具有安裝操作簡便、設備簡單等特點,不僅可以補償電網中的無功功率,還可以對諧波的產生進行有效抑制,因此這種方式在早期得到了較為廣泛的應用。近年來,隨著社會經濟的快速發展,變電站的等級提升速度也隨之加快,電網阻抗特性和系統運行狀態對并聯電容器和lc無源濾波器產生了巨大的影響,致使并聯諧振狀況在設備間頻繁發生,增大了諧波電流,嚴重威脅到電容的穩定性;此外,這種模式不能實現無極平滑調節,電網電壓的不穩定會造成并聯電容的電流不穩定,從而使得補償的無功功率不穩定,所以該種模式在固定頻率或靜態無功功率補償應用較多。
3.靜止補償器
目前電網中無功補償的主要設備是靜止補償器,其可以分為靜止無功補償器和靜止同步補償器兩大類。
靜止無功補償器的核心部件是并聯的電抗器和電容器,可控硅晶閘管是電抗器的控制開關,可以調節無功功率的具體大小和方向,提高系統運行的速度,硅晶閘管本身的不足之處就是不能切實解決諧波振蕩問題,甚至會引起整個系統的不穩定性。靜止同步補償器采用的是新型晶體管,可以實現可控性開關,能夠改善諧波振蕩現象,提升系統的穩定性。