電鐵機(jī)車、軋機(jī)、電弧爐及電力電子設(shè)備等非線性負(fù)荷運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的高次諧波電流大、三相不平衡,且具間歇性、沖擊性等特點(diǎn),采用現(xiàn)有的固定容量的補(bǔ)償裝置,不能滿足這類電力負(fù)荷安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。為了治理諧波和提高功率因數(shù),多年來,許多國家都先后研制了多種形式的靜止無功補(bǔ)償和消諧裝置,以完成不同類型的無功補(bǔ)償和治理諧波的任務(wù)。
(1) 采用晶閘管(SCR)元件的靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)與交流濾波器(FC)并聯(lián)。這種SVC是由晶閘管控制的電抗器(TCR)和晶閘管投切的電容器組(TSC)構(gòu)成。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是在三相系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí),可以用來補(bǔ)償三相電壓的不平衡,對(duì)無功輸出能連續(xù)可調(diào)。其缺點(diǎn)是TCR在運(yùn)行中的無功輸出是通過調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)的,TCR會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波電流,因此交流濾波器的濾波容量要相應(yīng)地增加,從而使正常運(yùn)行的損耗也大大增加。若把TCR用于電鐵牽引站的單相補(bǔ)償,其優(yōu)點(diǎn)得不到展示反而缺點(diǎn)比較顯著。
(2) 采用高速可關(guān)斷晶閘管(GTO)的靜態(tài)無功發(fā)生器(SVG)和交流濾波器并聯(lián)。這種SVG能連續(xù)可調(diào)輸出進(jìn)相或滯后的無功,從而使系統(tǒng)電壓穩(wěn)定,三相平衡,且基本不產(chǎn)生附加的高次諧波,不用加大交流濾波器的濾波容量,基本設(shè)施可減少。目前國內(nèi)已能制造大容量的SVG工業(yè)樣機(jī),但投資較大,其運(yùn)行特性有待于進(jìn)一步開發(fā)和進(jìn)行工程實(shí)踐。
(3) 采用有源高次諧波濾波器和無源濾波器組混合并聯(lián)運(yùn)行,無源濾波器組的作用是提供必需的進(jìn)相基波無功,并作為低次(3次和5次)諧波濾波電路;有源高次諧波濾波器不提供基波無功,只補(bǔ)償需要的各次諧波電流。對(duì)系統(tǒng)來說,有源高次諧波濾波器是一高阻抗、高次諧波的電流源,它的接入對(duì)系統(tǒng)阻抗沒有影響,能自行適應(yīng)被補(bǔ)償線路所需補(bǔ)償?shù)闹C波電流的需要,不存在過補(bǔ)償和過負(fù)荷的問題;同時(shí),它還能防止系統(tǒng)與電容器組之間可能發(fā)生的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。