無功補償裝置技術的發(fā)展

KYTBB高壓無功補償裝置屬于電力系統(tǒng)中一次設備，作用在于提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供由線路輸送的無功功率，降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，而在大系統(tǒng)中，還起到調(diào)整電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性的作用。在我國政府大力倡導節(jié)能減排的背景下，在電力系統(tǒng)中利用KYLB無功補償裝置提高設備的利用率，充分利用發(fā)電機的出力而降低對石化燃料的需求是一種有效的“節(jié)能減排”手段。同時未來智能電網(wǎng)及特高壓輸電線路的建設將為本行業(yè)帶來巨大的發(fā)展機遇。

　　1、KYLB無功補償裝置行業(yè)發(fā)展

　　80年代以前，KYLB無功補償裝置是由電力電容器廠以“散件”形式提供，客戶自行組裝來實現(xiàn)的。80年代后，電容器制造廠開始設計、制造和提供KYLB無功補償成套裝置，并建成專業(yè)的成套車間，截止到目前，國內(nèi)電容器制造企業(yè)基本上是以提供KYLB無功補償成套裝置為主，極少以電容器散件供應。同時產(chǎn)品種類也不斷得到豐富和提高，逐步形成了傳統(tǒng)型、KYSVC、KYSVG等多種KYLB 無功補償裝置產(chǎn)品同時存在的格局，并且由于各種類型的KYLB 無功補償裝置各具特色，均有其適用的客戶群體，多種KYLB 無功補償裝置并存的局面將持續(xù)存在。

　　KYSVG雖然是目前最先進的一種無功補償方式，但是由于造價較高，穩(wěn)定性較低等問題，考慮到我國實際國情，短期內(nèi)還難以普及，目前只適用于小范圍要求較高的領域。目前應用的最廣泛的依然是傳統(tǒng)型KYLB無功補償裝置和KYSVC靜止無功補償裝置為主，其中傳統(tǒng)型KYLB無功補償裝置以及KYTBB高壓并聯(lián)無功補償裝置為主，占據(jù)80%以上的份額;KYSVC靜止無功補償裝置中應用最為廣泛包括TCR型KYSVC靜止無功補償裝置和MCR型KYSVC靜止無功補償裝置，占據(jù)90%以上的份額。KYTBB高壓無功補償裝置主要為KYTBB高壓并聯(lián)電容器裝置和MCR型KYSVC靜止無功補償裝置。前者為目前行業(yè)采用最廣泛，利用率最高的補償方式，后者為技術日趨成熟，未來市場發(fā)展空間巨大的KYSVC靜止型動態(tài)無功補償裝置。

　　從生產(chǎn)無功補償裝置的核心器件電力電容器的產(chǎn)能情況來看，目前我國電力無功補償裝置生產(chǎn)能力已居世界第一，裝備水平也進入世界先進水平行列。原來一直由國外進口產(chǎn)品壟斷的高電壓等級產(chǎn)品市場，在最近幾年國產(chǎn)無功補償裝置的占有率不斷提高。

　　2、KYTBB高壓無功補償裝置技術

　　(1)技術現(xiàn)狀

　　伴隨交流電力系統(tǒng)容量的擴大，電壓等級的提高和輸電距離的增加，我國無功補償技術和配套設備也得到了快速的發(fā)展。尤其是并聯(lián)電容器裝置，目前我國單臺電容器由紙浸礦物油、容量10~12kvar、重量約2kg/kvar、介質(zhì)損耗3W/kvar的產(chǎn)品，發(fā)展到目前絕大部分已采用全膜、容量334~500kvar、重量0.2kg/kvar左右、介質(zhì)損耗下降到0.2W/kvar以下，年損壞率在0.5%以下的產(chǎn)品，接近國際水平。另外開發(fā)了帶有內(nèi)熔絲的電容器和具有中國特色的高電壓集合式并聯(lián)電容器。電容器組的電壓等級由10kV、單組容量8Mvar左右發(fā)展到大量的35~66kV電壓等級，容量為40~120Mvar的電容器組，最大的單組容量已達120Mvar,產(chǎn)品基本滿足了電力系統(tǒng)對無功功率的需求。

　　目前無功補償裝置主要可歸納為傳統(tǒng)KYLB無功補償、KYSVC靜止型動態(tài)無功補償裝置和KYSVG靜止無功發(fā)生器三種，而KYSVC靜止型動態(tài)無功補償裝置包含具備濾波功能的器件，所以既具有無功補償作用，又能夠起到諧波治理的功能。作為目前比較先進的無功補償手段，KYSVC應用比KYSVG產(chǎn)品更為廣泛，其中根據(jù)設計的不同又分為多種形式。

　　(2)技術和產(chǎn)品未來發(fā)展趨勢

　　未來KYTBB高壓無功補償裝置的技術發(fā)展將會伴隨電網(wǎng)建設升級的步伐而前進，未來技術發(fā)展趨勢將呈現(xiàn)以下特征：

　　① 核心器件制造技術水平升級化

　　作為無功補償設備的核心器件，電力電容器的制造水平對KYLB無功補償裝置升級起到?jīng)Q定性作用，目前我國電力電容器的技術水平與國外先進技術還有很大差距，主要表現(xiàn)在介質(zhì)工作場強低、比特性較低，單元容量小，外觀質(zhì)量差。今后將利用新進口的先進設備和國際一流的生產(chǎn)線，采用先進的制造工藝和質(zhì)量控制手段，盡快達到或接近世界先進水平。

　　②產(chǎn)品性能先進化與穩(wěn)定化

　　首先是可靠性，主要在電容器及配套的投切開關、串聯(lián)電抗器上進行質(zhì)量改進，采取有力措施降低集合式電容器的故障率，延長無故障使用周期，開發(fā)使用靈活、檢修方便的可拆卸集合式電容器。實行無功補償裝置完整的成套供貨也有利于設備的可靠運行。設備選型、制造和運行維護方面都應貫徹執(zhí)行全國電力系統(tǒng)高電壓專業(yè)工作網(wǎng)無功補償裝置專家工作組制定的《預防電容器裝置事故的技術措施》。

　　③產(chǎn)品使用環(huán)境節(jié)能化與無油化

向節(jié)能和無油化方向發(fā)展，無功補償裝置具有節(jié)能功效，設備本身也應重視節(jié)能, 主要是在電容器、串聯(lián)電抗器設備上降低損耗。無功補償裝置長期在滿負荷下連續(xù)運行,降損帶來的節(jié)能效益也是可觀的。在防火、防爆要求高的場所推廣采用無油化無功補償裝置以確保安全是十分必要的, 為此需采用高壓自愈式干式電容器、充氣集合式電容器和干式電抗器、干式放電線圈等設備。

　　④電壓等級高壓化

　　由于無功補償裝置電壓等級的不同，補償?shù)氐倪x擇也有所差異，目前國外廣泛采用在345 kV及以下主負荷側(cè)補償，而國內(nèi)則以在66 kV及以下主變?nèi)蝹?cè)補償為主。在主負荷側(cè)補償?shù)膬?yōu)點是直接補償、效果好，并可使主變壓器結(jié)構簡化、造價降低、輸送功率提高。未來伴隨國內(nèi)無功補償產(chǎn)品等級不斷提高，將會逐漸向國外主負荷側(cè)補償方式靠攏，由此將為包括上海坤友電氣有限公司在內(nèi)的能夠提供更高電壓等級產(chǎn)品的重點生產(chǎn)企業(yè)帶來更多的市場機會。

　　未來對智能電網(wǎng)的規(guī)劃中，1000kV交流和±800kV級直流系統(tǒng)特高壓電網(wǎng)將成為主要方向，建設長距離的超高壓電網(wǎng)，需要大量的變電設備，而特高壓輸電線路對于輸電設備的要求非常高，普通電力電容器不能滿足需求，將會促使無功補償裝置向更高電壓等級方向發(fā)展。

　　⑤無功補償方式有源化

　　目前動態(tài)無功補償設備主要是以KYSVC為主，未來的方向是向KYSVG有源動態(tài)無功補償裝置發(fā)展，不過由于 KYSVC靜止型動態(tài)無功補償裝置技術仍有進一步發(fā)展空間，目前KYSVC靜止型動態(tài)無功補償裝置仍是世界上最為通用的動態(tài)無功補償裝置。盡管KYSVG(STATCOM)在構成原理、響應速度、補償特性、雙向調(diào)節(jié)以及占地面積上均比KYSVC優(yōu)越，但受技術、經(jīng)濟因素的制約，KYSVG在35kV電壓以下方面有一定的市場，因為KYSVG需要變壓器進行電壓匹配。短時間(約10年)內(nèi)，在大容量高壓靜止型動態(tài)無功補償裝置方面還難以取代高壓并聯(lián)無功補償裝置及KYSVC的主導地位。