当前位置：文档库 › 基于磁阀式可控电抗器的无功补偿系统

基于磁阀式可控电抗器的无功补偿系统

基于磁阀式可控电抗器的无功补偿系统①

钱建华陈柏超

(武汉大学电气工程学院　武汉市　430072)

THE APPL I CAT I ON OF REACT IVE POW ER COM PENSAT OR ON M AGNAT I C-VAL VE CONTROLLAB L E REACT OR IN EL ECTR I C RA I LW AY

Q ian J ianhua　Chen B aichao

(W uhan U n iversity,W uhan,430072)

ABSTRACT　N atural pow er facto r in electric rail w ay sys2 tem is low and the mode of compensati on w ith parallel ca2 pacito r can’t m ake the facto r satisfy the standards,w h ich affect the econom ic benefit.U sing the valve contro llable reacto r to contro l the reactive pow er of electric rail w ay system,w itch m ust so lve the p roblem of reactive pow er m easurem ent,and adop t the quick adjust m ethod to insure the pow er facto r h igher than0.9.T he reacto rs contro l the m agnetic saturati on w ith direct current realizing s moo th adjustm ent.A dop ting the reacto rs as compensato ry com2 ponent,the thyristo rs as executive part and the SC M 80C196KC as contro lling secti on,can insure the h igh speed and p recisi on and m ake the system mo re reasonable. T he experi m ents and running tests all indicate that the dy2 nam ically compensato ry system of reactive pow er can com2 pensate the reactive pow er speedily and m ake the pow er facto r on the h igh level.T he device i m p roves the quality of pow er supp ly and the econom ic benefit of the pow er de2 partm ent.

Key W ords　electric rail w ay system,valve contro llable

recto r,reactive pow er,s moo th adjustm ent,

pow er facto r,econom ic benefit

摘要　电气化铁路自然功率因数低,现有的并联电容补偿方式难以使系统达到标准要求,影响了企业的经济效益。用磁阀式可控电抗器调节电气化铁路系统的无功功率,主要需要解决的内容有非线性电路的无功功率的测量和快速调节,保证功率因数保持在0.9以上。以利用直流电流控制铁芯的磁饱和度来达到平滑调节目的的磁阀式可控电抗器为补偿元件,晶闸管为执行元件,用80C196KC单片机进行控制,保证了补偿的快速性、准确性、合理性。实验和样机试运行均表明:该动态无功补偿系统能快速补偿系统无功,使功率因数保持在较高水平,很好地改善了供电质量,提高了供电系统的经济效益。

关键词　电气化铁路　磁阀式可控电抗器　无功功率　平滑调节　功率因数　经济效益

1　引言

随着电网规模的不断扩大,以及各种用电设备接入电网消耗大量的无功,无功不足和电压波动大的问题日益突出。这时仅靠调节发电机励磁电流的手段已经不能满足要求。从20世纪初开始,人们就对无功补偿技术进行了大量的研究,为改善负荷功率因素,逐步采用了同步调相机、并联电容器、并联电抗器、串联电容器、现代静止补偿器等无功补偿手段。控制方式也有集中式控制、分散控制和关联控制等方式,控制策略更是从经典控制转入了智能控制。

电气化铁路是重要的电力用户,其无功问题也一直很严重。电气化铁路电力机车和牵引变电所无功补偿装置的技术状态,直接关系到运输生产的经济效益。提高电气化铁路功率因数有两种方法:一是提高负荷(电力机车)的功率因数,这可通过改造原有电力机车或研制高功率因数的电力机车来实现;二是实时监测、调节系统的无功功率,使功率因数始终保持较高值。前一种方式由于需要大量的资金,短时间内还不能实现。现在比较常用的无功补偿装置有两种:一是开关投切电容器组,但是当供电馈线没有电力机车通过时,并联的电容器组向系统倒送无功,而电力部门对无功补偿装置实行"反转正计"(即把用户反送电力系统的无功与取用的无功电量绝对值相累加),使功率因数达不到0. 9标准;开关投切电容器组还产生涌流和电磁暂态,造成过电压,实际运行曾出现过用开关投切电容器组而引发的系统过电压事故;二是使用晶闸管控制电抗器(TCR),但价格贵,占地面积大,谐波含量大。

采用可控电抗器配合并联电容器组,能满足电力机车运行方式多变,负荷变化快的特点,并且该装置能平滑调节无功功率,造价低,可靠性高,产生谐波小,是电气化铁路系统动态无功补偿的较好选

第15卷第2期2003年4月

电力系统及其自动化学报

P roceedings of the EPSA

V o l.15N o.2

A p r.　2003

①本文2002年10月24日收到

择。

本课题的主要工作是:对无功补偿装置的控制方案进行研究,确定一种更有效的、对电网更有利的控制方式;设计晶闸管触发电路,确定正确的导通角;进行基于磁阀式可控电抗器的控制装置的设计;对样机进行实验和调试。2　磁阀式可控电抗器及特性

图1为磁阀式可控电抗器的原理图。由图可见,磁阀式可控电抗器的铁芯磁路由大截面段和小截面段串联而成。两个匝数为N 的线圈分别对称地绕在两个半铁芯柱上,每一半铁芯柱上下两绕组各有一抽头比为?=N 2 N 的抽头,它们之间接有可控硅K 1(K 2)。不同铁芯的上下两个绕组交叉连接后,并联至电网电源

。

图1　磁阀式可控电抗器原理图

在可控电抗器整个容量调节范围内,大截面段铁芯始终处于磁铁性的未饱和线性区,磁阻相对于小截面段可忽略;小截面段的磁饱和度可设计得接近极限值。此时,可控电抗器所产生的谐波很小,大约为晶闸管控制电抗器所产生谐波的一半。此时容量已达到极限值,所以磁阀式可控电抗器过负荷能力较差,但其特别适合于高压配电网中调压和无功补偿;若不考虑长线过电压限制问题,亦可用于线路充电功率的补偿。

在电源的一个工频周期内,可控硅的轮流导通起全波整流的作用。改变可控硅K 1和K 2的触发角便可改变控制回路电流的大小,以改变电抗器的饱和度,从而平滑连续地调节可控电抗器的容量〔2〕。

3　动态无功补偿装置原理

图2为电气化铁道供电系统和动态无功补偿器接线方式。动态无功补偿系统由单相可控电抗器和固定电容器组成。当电力机车进入牵引变电所所辖范围时,固定电容器组充分补偿机车感性无功,可控电抗器的容量调到最小(空载)

;当电力机车驶出所辖电网以外后,电容器向系统倒送无功,此时,迅速调节磁阀式可控电抗器的容量到最大值,以吸收容性无功;在电力机车负荷变化的过程中,可控电抗器快速跟踪补偿剩余容性无功,从而保证了高

功率因数。与此同时,电容器组同时还起着3次,5次以及高次谐波滤波器的作用。

图2　动态无功补偿器接线方式

4　无功检测和控制回路

为简化分析和实际情况出发,假定电气化铁路系统电压为正弦波,电流为非正弦波,分别表示为:

u =

2U sin Ξt

i =I 0+

∞

n =1

2I n sin (n Ξt +Υn )(1)

在正弦电压和非正弦电流条件下,功率因数可

表示为:

co s Υ=

I 1

co s Υ1(2)

式中I 1为基波电流有效值,I 为总电流有效值,co s Υ1为基波功率因数

。?

76?2003年第2期基于磁阀式可控电抗器的无功补偿系统

由于本系统中可控电抗器和电容器组的主要功能是补偿基波无功,其可表示为:

Q =U 3I 13sin Υ1

(3)实际考核的功率因数可近似表示为:co s Υ=co s Υ1=

(4)

式中P =12Π∫

2Π

0u i d (Ξt )=U 3I 1co s Υ1=

326

k =0

[u (k )3i (k )],S =U 3I 假设补偿前系统的无功功率为Q ′,功率因数

为co s Υ′

1,补偿后的功率因数为co s Υ1,所需补偿容量?Q 为:?Q =Q ′

(1-tg Υ1

tg Υ′1

)=Q ′(1-1

co s 2Υ1

-11

co s 2Υ′1

-1)(5)

为快速调节可控电抗器的容量,可以设定一个

阈值,当Q ′的绝对值大于此值时,我们把电抗器全投入或全退出(依据?Q 的符号)。此阈值的设定要根据动态补偿装置中电容器组的容量来设定,避免负荷在电感和电容之间不停振荡。当?Q 的绝对值小于此值时,依据?Q 和触发角的关系,发出相应的触发脉冲。

5　控制装置硬件结构

控制装置原理框图如图3所示。各部分功能介

绍如下。

5.1　信号取样部分

从系统一次侧取出的电压、电流信号,经变换、滤波后送至微处理器。5.2　采样部分

利用CPU (80C196KC )的片内A D 。由于其A D 为单极性,所以要用+2.5V 的电压基准LM 385,把峰峰值为5V 的交流信号上抬为0-5V

的直流信号。

5.3　信号输出部分

可控饱和电抗器是通过改变可控硅的触发导通角来改变控制电流的大小,从而改变铁芯的磁饱和度,来平滑地调节可控电抗器的容量。在每个工频周期,都必需发出触发可控硅的脉冲。此时必需准确确定时间基准,我们取电压同步信号,利用过零比较器LM 311,把弦信号变为方波。把此方波信号接至CPU 的H S I .0脚,采用H S I .0中断,可在任何希望的时刻触发晶闸管

。为保证强电和弱电的分离,输出信号经过4N 25光电隔离,再接入晶闸管。5.4　外部接口

采用人机接口,通过键盘,可手动调节可控硅的触发角,也可显示无功功率、功率因数、电流、有功功率等值。不使用键盘时,可自动调节可控硅的触发角。

6　谐波抑制

利用可控电抗器上述的谐波分布和相位特征,将两组可控电抗器并联,通过一定的控制策略,可以使两组电抗器所产生的大部分谐波相互抵消。图

4为单相可控电抗器组的接线原理图。图中L 1为可

控电抗器组第一单元,其额定工作状态下的磁饱和

度为Π,额定容量占总容量的三分之一;L 2为可控电抗器组第二单元,其额定工作状态下的磁饱和度为2Π,额定容量为总容量的三分之二。

?86?电力系统及其自动化学报 2003年第2期

图4　单相可控电抗器组接线原理图

对可控电抗器的控制策略为:在0～1 3额定

容量(两组电抗器总额定容量)范围内调节可控电抗器L 2的,使满足容量要求;在1 3～1额定容量范围内变化时,则协调控制电抗器L 1和L 2,使得两者产生的大部分高次谐波相互抵消,即其中某单元电抗器所产生的谐波由另一单元电抗器所旁路(吸收),即图4中的i n 。

由于电抗器单元L 2的额定容量占电抗器组总容量的2 3,根据可控电抗器谐波分布特性,

所产生的最大三次谐波电流幅值为总额定基波电流的

(2 3)×7?,故在0～1 3容量调节范围内电抗器

组所产生的最大三次谐波电流约为额定基波电流的4.67?。电抗器单元L 2在到达1 3总额定容量时所对应的磁饱和度为Β=Π。

在1 3～1的容量调节范围内,电抗器单元L 1

的磁饱和度在Β1=0～Π间变化,而单元L 2则在Β2=Π～2Π间改变。不难理解,在上述容量调节范围内,电抗器单元L 2所产生的三次谐波与单元的三次谐波反相。若通过控制,使Β1和Β2具有如下的关系:

Β1=

2arcco s (1+co s (Β2 2))则根据上式和电抗器谐波公式I 3

1m =

12Π

(Β-sin Β)I 3

(2n +1)m =1(2n +1)Π[sin n Β2n

-sin (n +1)Β2(n +1)

]

(n =1,2,3,…)

可计算出电抗器组的谐波分布如图5所示。[2]

曲线1—单个可控电抗器　曲线2—可控电抗器组

图5　可控电抗器谐波分布图

横坐标为基波电流标幺值,基准值为额定基波电

流;纵坐标为各次谐波电流均方根标幺值,基准值为额定基波电流。曲线1为单个电抗器运行时的情况;曲线2为具有谐波自补偿功能电抗器组的情况。由图可见,电抗器组在1 3～1容量调节范围

内的谐波含量不大于额定基波电流的2.8?。

具有谐波自补偿功能的可控电抗器组在不同磁饱和度Β(单元L 2)下的输出电流波形如图6所示。

1—Β=Π 3;2—Β=2Π 3;3—Β=Π;4—Β=4Π 3;5—Β=5Π 3;6—Β=2Π

图6　具谐波自补偿功能的可控电抗器组电流波形

96?2003年第2期基于磁阀式可控电抗器的无功补偿系统

7　实验分析

用两台320V 、1000VA 的可控电抗器,其中一组可控电抗器的额定磁饱和度为Βn =2Π;另一

组Βn =Π。所测得三次和五次谐波的分布如图7所

示,图中三次谐波电流分布与图5中的理论计算结果相吻合

。

图7　可控电抗器三次、五次谐波电流实测值

为进一步说明所述谐波补偿方式的有效性,

对所提出的具有谐波自补偿功能的可控电抗器组和单台可控电抗器的电流畸变率(T H D )进行实验比较,图8为实测结果。

曲线1—无谐波补偿　曲线2—有谐波补偿

图8　可控电抗器畸变率实测曲线

可见,将单相可控电抗器分为两组,它们的额定容量和磁饱和度各不相同,通过一定的调节,可使每个并联电抗器单元的谐波相互抵消,从而使并联电抗器组的谐波水平大大降低,那么单相可控电抗器输出电流波形就可得到显著改善。

目前,已研制出27.5kV ,4500kVA 可控电抗器的补偿装置样机,并联电容器组为6000kVA ,将其投入运行取得了十分满意的效果。现场测量表明:无任何补偿时的功率因数为0.75,加固定电容器组补偿后提高到0.85左右;加入所研制的可控电抗器补偿装置使功率因数保持在0.95的高水平。

8　结论

所研制的电气化铁路无功补偿系统,实验和样机试运行均表明:该动态无功补偿系统能快速补偿系统无功,使功率因数保持在较高水平,而且也能

满足谐波抑制要求,很好地改善了供电质量,提高了供电系统的经济效益。此外,从平衡负荷的角度考虑,应采用分相补偿方式。但从经济性和电力部门对无功功率考核方式考虑,亦可仅在某相装设一组电抗器动态补偿装置。今后,随着电力部门对用户要求的提高,将广泛推广分相补偿,以在提高功率因数的同时改善负荷不平衡的问题。

9　参考文献

1　刘虹,伊忠东,陈柏超,陈维贤.新型可控自动消弧成套

装置的应用研究.电力系统自动化.1998,22(2):9

2　陈柏超.新型可控饱和电抗器理论及应用.武汉:武汉水

利电力大学出版社,1999

3　T .J .E 米勒主编,胡国根译.电力系统无功功率控制.北

京:水利电力出版社,1990

4　王兆安.谐波抑制及无功功率补偿.北京:机械工业出版

社,1998

?07?电力系统及其自动化学报 2003年第2期

智能分相无功补偿

浅谈低压无功补偿的新技术——智能分相补偿技术来源：北极星电力论文网时间：2009-06-03 阅读：307次 [摘要]本文从工作原理、技术特点及马鞍山地区配电网应用情况三个方面介绍了一种新型的低压无功补偿技术——智能分相补偿装置。该装置可对三相无功功率进行分相自动投切，采用过零触发的电子开关，同时可以对电能在传输过程中的多路参数进行自动监测、记录、统计并按要求进行各种分析。请登陆:https://www.wendangku.net/doc/1012622073.html, 浏览更多信息 [关键词]低压无功补偿; 智能分相; 统计分析请登陆:https://www.wendangku.net/doc/1012622073.html, 浏览更多信息 1概述信息来源:https://www.wendangku.net/doc/1012622073.html, 在低压配电系统中，采用低压并联电容器装置在配变或配电线路进行集中或分散就地补偿是降低线损、提高电压质量的有效途径。目前被广泛应用的低压无功补偿装置多为同投同切、采用交流接触器投切电容器组。请登陆:https://www.wendangku.net/doc/1012622073.html, 浏览更多信息根据我们对马鞍山配电网的实测结果，城区大多存在三相负荷不平衡的现象。如采用这种同投同切的交流接触器式装置，由于三相负荷不平衡，只要一相负荷达到动作条件，接触器则动作，必然会造成接触器频繁投切; 再加上投切过程中涌流大，操作过电压高，这样，接触器触头烧毁严重，影响了电容器的使用寿命和装置的可靠性。信息来源:https://www.wendangku.net/doc/1012622073.html, 为此，介绍一种新型的低压无功补偿技术——智能分相补偿技术。该装置主要配备于系统配电变压器或大用户电力变压器上，对三相无功功率进行分相自动投切。装置采用过零触发的电子开关，同时可以对电能在传输过程中的多路参数进行自动监测、记录、统计并按要求进行各种分析。该装置目前已在马鞍山地区配电网应用。请登陆:https://www.wendangku.net/doc/1012622073.html, 浏览更多信息 2系统工作原理信息来源:https://www.wendangku.net/doc/1012622073.html, 整个无功补偿装置由控制器、显示操作器和执行机构组成。如下页框图所示: 信息来源:https://www.wendangku.net/doc/1012622073.html,

SVG静止无功补偿器

无功功率补偿编辑词条分享 ?新知社新浪微博人人网腾讯微博移动说客网易微博开心001天涯MSN ? 1 定义 ? 2 产生和影响 ? 3 作用 ? 4 装置无功功率指的是交流电路中，电压U与电流I存在一相角差时,电流流过容性电抗(X C)或感性电抗(X L)时所形成的功率分量（分别为）。这种功率在电网中会造成电压降落（感性电抗时）或电压升高（容性电抗时）和焦耳（电阻发热）损失，却不能做出有效的功。因而需要对无功功率进行补偿。合理配置无功补偿（包括在什么地点、用多大容量和采用何种型式）是电力系统规划和设计工作中一项重要内容。在运行中,合理使用无功补偿容量，控制无功功率的流动是电力系统调度的主要工作之一。在交流电力系统中，发电机在发有功功率的同时也发无功功率，它是主要的无功功率电源；运行中的输电线路，由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率,称为线路的充电功率,它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。电能的用户（负荷）在需要有功功率 (P)的同时还需要无功功率(Q),其大小和负荷的功率因数有关；有功功率和无功功率在电力系统的输电线路和变压器中流动会产生有功功率损耗(ΔP)和无功功率损耗(ΔQ),也会产生电压降落(ΔU)。一般情况下，电力系统中发电机所发的无功功率和输电线的充电功率不足以满足负荷的无功需求和系统中无功的损耗，并且为了减少有功损失和电压降落，不希望大量的无功功率在网络中流动，所以在负荷中心需要加装无功功率电源，以实现无功功率的就地供应、分区平衡的原则。无功补偿可以收到下列的效益：①提高用户的功率因数,从而提高电工设备的利用率;②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器(SV

负荷计算及无功补偿

第三章负荷计算及无功补偿广东省唯美建筑陶瓷有限公司刘建川 3．1 负荷曲线与计算负荷负荷曲线（load curve ）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）日负荷曲线年负荷曲线年每日最大负荷曲线年最大负荷和年最大负荷利用小时数 3．1．2 计算负荷计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，其物理量含义是计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最高温升。通常将以半小时平均负荷依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据。 3．2 用电设备额定容量的确定 3．2．1 用电设备的一作方式（1）连续工作方式在规定的环境温度下连续运行，设备任何部份温升不超过最高允许值，负荷比较稳定。（2）短时运行工作制（3）断续工作制用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。取一个工作时间内的工作时间与工作周期的百分比值，称为暂载率，即 *100%%100%0 t t T t t ε==+ 暂载率亦称为负荷持续率或接电率。根据国家技术标准规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10min 。吊车电动机的标准暂载率为15%、25%、40%、60%四种，电焊设备的标准暂载率为50%、65%、75%、100%，其中草药100%为自动焊机的暂载率。 3．2．2 用电设备额定容量的计算（1）长期工作和短时工作制的设备容量等于其铭牌一的额定功率，在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。（2）重复短时工作制的设备容量 ○ 1吊车机组用电动机的设备容量统一换算到暂载率为ε=25%时的额定功率，若不等于25%，要进行换算，公式为：2Pe Pn ==Pe 为换算到ε=25%时的电动机的设备容量 εN 为铭牌暂载率

国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则

国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下：国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则第一章总则第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。第二章无功补偿配置的基本原则第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV 电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV 及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。

智能无功补偿器的设计和实现

修改稿收到日期:2010-03-22。第一作者董鹏飞,男,1984年生,现为郑州大学自动化专业在读硕士研究生;主要研究方向为模式识别与智能系统。智能无功补偿器的设计和实现 Desi g n and I m p l e mentati o n o f I ntelli g ent Co mpensator for Reacti v e Power 董鹏飞李建华李盛 (郑州大学电气工程学院,河南郑州 450001) 摘要:针对电力系统中无功补偿装置的发展现状,通过对无功补偿原理和方式的分析研究,设计了基于P I C18F4520单片机的智能无功功率补偿控制仪。该控制仪以九域图原理作为投切电容器的依据,并通过RS 232/485串行口与GPRS 模块连接,实现与主控中心进行实时数据的传输和交换。实测应用证明,该系统避免了复杂的参数计算,简化了系统结构,且价格低廉、软件编程简单、抗干扰能力强。关键词:无功补偿控制器功率因数串口通信 GPRS 中图分类号:T M 46 文献标志码:A Abstract :In accordance w it h t he current stat us o f reacti ve po w er compensati on i n electric po w er syste m,t hrough anal y sis and research on the co mpensation pri nci ple and mode ,t he compensati on controll er based on P I C18F4520si ng l e chi p co mputer has been desi gned .The contro ll er a dopts t he ni ne zone graphic t heory as t he criteria o f connecti ng or disconnecti ng the capac i tor ,and t hrough RS 232/485serial port to connect w ith GPRS modul e t o m i ple ment rea l tm i e dat a trans m i ssi on and exchange w ith ma i n contro l center .T he rea l t est verifi es t ha t t he complicated ca l cu l ati on of the parameters is avo i ded by the syste m ;and t he s yste mati c structure is sm i p lified .The syste m features l o w cos,t ease program m i ng and off ers h i gh anti i nterf erence capability . K ey words :Compensati on for reactive power Controller Power fact or Seri a l co mmunica ti on GPRS 0 引言随着国民经济的发展,工厂自动化和办公自动化程度的不断提高,电子设备对供电电源的供电质量要求也越来越高。工厂内碳硅炉的整流设备、电焊机和电子设备等会产生大量的无功功率及高次谐波,这将会严重污染电网,降低电网的运载能力和电能损耗,影响电子设备的正常运行 [1] 。为提高用户的用电质量、净化电网、提高电网的运载能力、降低电能损耗,避免随之引起的危害和损失,应对无功功率进行治理,而电力网络性能要求的提高增加了无功补偿控制装置的成本。为了解决成本与性能之间的矛盾,设计了以P I C18F4520单片机为核心的智能无功功率补偿装置,系统在降低网损的同时,也有效地提高了配电系统的电压质量。 1 系统的总体结构设计在电力系统中,由于各用电器的参变量基本相同,通过对这些参变量的数据分析,基本上可以实现对线路中的设施进行自动控制的目的。无功补偿方式一般采用三相固定补偿、三相动态补偿和单相动态补偿相结合的方式。系统框架如图1所示。图1 系统架构图F i g .1 Structure of t he sy stem 系统一般在强交电磁场环境中工作,为防止干扰信号所造成的开关误动作,系统必须具有较强的抗干扰能力。因此,控制器的数据处理部分选用抗干扰能力和计算能力强的PI C18F4520单片机,输入端信号采用双光耦合的线性耦合器件进行隔离。同时,为保证提供的变量以及参变量数据的精度,前级采样互感器采用精度为 5%的互感器,运放采用失真较小的L M 134系列,A /D 转换部分采用AD7656。此外,系统选用20MH z 晶振, 智能无功补偿器的设计和实现董鹏飞,等

无功补偿及电能计算

摘要：分析了工矿企业采用无功补偿技术的必要性，介绍了无功补偿方式的确定及补偿容量的计算方法，并论述了加强无功补偿装置管理、提高运行效率应注意的问题。关键词：无功补偿；技术管理；工矿企业 1 前言供电部门在向用电单位（以下简称用户）输送的三相交流功率中，包括有功功率和无功功率两部分。将电能转换成机械能、热能、光能等那一部分功率叫有功功率，用户应按期向供电部门交纳所用有功电度的电费；无功功率为建立磁场而存在并未做功，所以供电部门不能向用户收取无功电度电费，但无功功率在输变电过程中要造成大量线路损耗和电压损失，占用输变电设备的容量，降低了设备利用率。因此，供电部门对输送给用户的无功功率实行限制，制订了功率因数标准，采用经济手段———功率因数调整电费对用户进行考核。用户功率因数低于考核标准，调整电费是正值，用户除了交纳正常电费之外，还要增加支付调整电费（功率因数罚款）；用户功率因数高于考核标准，调整电费是负值，用户可以从正常电费中减去调整电费（功率因数奖励）。用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷，绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准，都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。安装移相电力电容器是广大用户无功补偿的首选方案。 2 无功补偿的经济意义 2．1 提高输变电设备的利用率有功功率

电力系统无功补偿论文

电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响电气与信息工程学院自动化13-2 马春野 20131802

电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响一前言随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。二无功优化和补偿的原则和类型 1、无功优化和补偿的原则在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定： 1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制； 2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。 3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。 4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。 2、无功优化和补偿的类型电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。

国家标准《静止式动态无功补偿装置功能特性》(精)

国家标准《静止式动态无功补偿装置功能特性》征求意见稿编制说明 2005年7月一、概述国家标准《静止式无功功率补偿装置(SVC)功能特性导则》被列入了2003年国家标准制修订计划，计划编号为20032411-T-469。完成年限2005年。本标准由国家标准化管理委员会提出；全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（以下简称“标委会”）归口并负责起草。本标准主要起草单位：本标准主要起草人：本标准参加起草单位：本标准参加起草人：为了保证标准质量，特别邀请西安交通大学夏道止教授、王兆安教授、清华大学陈建业教授、中国电力科学研究院林海雪教授级高工（兼）、全国电力电子学标委会秘书处周观允教授级高工（兼）担任标准编制工作组顾问。 1 标准项目的提出和编制过程该项目是在全国电压电流等级和频率标委会委员、鞍山荣信电力电子有限公司左强总经理的提议下，于2001年初和《静止式动态无功补偿装置(SVC) 现场试验导则》国家标准项目一起，向国家标准委提出立项申请，2003年底被批准立项的。 2004年第1季度，标委会秘书处研究确定：成立以全国电压电流等级和频率标委会秘书处、全国电力电子学标委会秘书处、中国电力科学研究院、西安领步电能质量研究、鞍山容信电力电子有限公司为主要起草单位的标准编制工作组；随着工作的进一步开展，还将扩展供电、用电、设备及其主要部件制造行业的工程技术人员参加标准编制工作。根据2004年6月23日国家标准委高新技术部有关“无功补偿装置”国家标准规划及制定工作会议精神，两项《静止式动态无功补偿装置(SVC)》国家标准的制定过程中将积极吸收相关行业和单位的意见。 2004年12月21-23日，于北京召开了主要起草人和顾问工作扩大会议。会议就采用美国IEEE相应标准的基本原则达成以下共识： ——本标准不是等同、也不是修改采用，但鉴于美国IEEE 1303：1994相应标准的框架和技术内容有一定价值，因此在编制我国标准时应作为主要参考文件；关键是要保证国家标准的先进性，提高产品竞争力，技术内容可适当超前以指导科研； ——标准的适用范围要突破美国IEEE相应标准，涵盖输电和配电系统； ——保持立项时的标准名称，暂不改变； ——标准中，对实现产品性能的方法（例如冷却方式）不应强行做推荐性规定； ——该标准在编制过程中，要注意与国家标准《静止式动态无功补偿装置现场试验》的编制工作的密切协调； ——标准内容不应与现行国家标准发生矛盾； ——编制标准时应注意充分研究现正在编制的相关电力行业标准和可控硅阀国家标准。会议对由西安领步电能质量研究所、鞍山荣信电力电子有限公司分别组织翻译，并聘请有关专家校对的最新IEEE标准进行了集体校对；研究商讨了IEEE 1303：1994各章条的采用程度和增删意见。会议决定由刘军成高级工程师执笔起草、林海雪教授级高工校核本标准的征求意见稿讨论稿，然后提交2005年5月召开的主要起草人会议，供集体讨论修改。

《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》

《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》第一章总则第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。第二章无功补偿配置的基本原则第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV 及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。第八条35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功

无功补偿装置几种常见类型

无功补偿装置几种常见类型 ① 调压式动态无功补偿装置调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜，占地面积小，维护方便，一般年损耗在0、2%以下。② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。

磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0、95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0、8%左右。③相控式动态无功补偿装置（TCR）相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图所示。通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0~90范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。优点：响应速度快，≤40ms。适合于冶金行业。一般年损耗在0、5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被击穿，维护困难；晶闸管发热量大，一般情况采用纯水冷却，除了有一套水处理装置可靠的水源外，还需配监护维修人员。另外，其晶闸管产生的大量谐波电压污染电网，需配套滤波装置。

电力系统电压与无功补偿

现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。 1 电压与无功补偿电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端，驱动用电设备工作。交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。

国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流的乘积为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。

我们以电感元件和电容元件的并联回路来说明这个问题，见图1a，在电压的作用下，电感回路中电流滞后电压90°，而在电容回路中电流却是超前电压90°，即在同一电压作用下，任一瞬时，IL和IC在时间轴对称。我们将每一瞬间电感上的电压与电感电流IL相乘得到电感的功率曲线PL(图1b)，同样的，将电容上的电压与电容电流IC相乘得到电容的功率曲线PC(图1c)。如图2a所示，功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率，并把所吸电感收的能量转化为磁场能量；而在第一和第三个1/4周期内

智能低压配电系统无功补偿柜设计

智能低压配电系统无功补偿柜的设计单位：福建省常山供电有限公司姓名：陈兴；供用电技术专业，大专，营销部主任研究方向：智能电网建设与发展，绿色能源发展课题赖振学：福州亿森电力设备有限公司摘要：ES-30智能低压配电系统无功补偿柜，智能无功功率补偿将降低供电系统的功率损耗和电能损耗，减少变压器和线路中的电压损失和提高供电设备利用率。本文通过本单位低压配电系统无功补偿柜的设计过程，阐述了低压配电系统无功补偿方式选择及无功补偿容量的确定。关键词：无功功率；功率因数；补偿； 0.前言我常山供电变电所低压配电系统无功补偿柜因多年来年久失修、疏于管理，已多年没有正常投入使用，并且已有部分电力电容器损坏遗失。为了加强电力管理，公司决定重新配制低压配电系统无功功率补偿柜，以提高系统的功率因数,增加系统出力,降低网络损耗,改善电能质量。下面我将此次无功补偿柜配制过程中学到的无功补偿的原理、作用，补偿的方式选择及无功补偿的电力电容容量确定等相关知识同大家分享。 1.无功补偿的基本原理电力系统中，电动机及其它有线圈的设备用的很多，这类设备除从线路中取得一部分电流做功外，还要从线路上消耗一部分不做功的电感电流，这就使得线路上的电流要额外的加大一些，功率因数就是用来衡量这一部分不做功的电流的，当电感电流为0时，功率因数等于1，当电感电流所占比例逐渐增大时，功率因数逐渐下降，显然，功率因数越低，线路额外负担越大，发电机、电力变压器及配电装置的额外负担也较大，这除了降低线路及电力设备的利用率外，还会增加线路上的功率损耗，增大电压损失，降低供电质量。为此，应当提高功率因数。提高功率因数最方便的方法就是并联电容器，产生电容电流抵消电感电流，将不做功的所谓无功电流减小到一定范围以内。无功电源同有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分，在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低，设备损坏，功率因数下降，严重时，会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故，因此，解决电网无功容量不足，增装无功补偿设备，提高网络的功率因数，对电网降损节电，安全可靠运行有着极为重要的意义。 2.提高功率因数的办法

电力系统无功补偿

毕业论文（设计）题目电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响

2007年8月30日电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响电气工程及其自动化专业学生：指导教师：摘要：电力系统的无功优化和无功补偿是提高系统运行电压，减小网损，提高系统稳定水平的有效手段。本文对当前常用的无功优化和无功补偿进行了总结，对目前无功补偿和优化存在的问题进行了一定的探讨和研究。电压是电能质量的重要指标之一，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、工农业安全生产、产品质量、用电单耗和人民生活用电都有直接影响。无功电力是影响电压质量的一个重要因素，电压质量与无功是密不可分的，电压问题本质上就是一个无功问题。解决好无功补偿问题，具有十分重要的意义。关键词：无功优化无功补偿网损电压质量功率因数 Reactive power system optimization, compensation and Reactive power compensation of low voltage network of power factor Electrical Engineering and Automation Student:Luobifeng Supervisor：Qingyuanjiu Abstract:Reactive optimization and reactive compensation of power system is a valid way to increse the sy stem’s operating voltage and maintenance level .It’s also the way to reduce the internet loss . This essay summarize what Reactive optimization and reactive compensation are in our daily life. It also discusses and studies some problems existing in reactive optimization and reactive compensation. Voltage is one of the important targets of Quality of power supply, whose quality will affect stabilization of power grids and electric equipment functioning well

电力系统中的无功补偿

电力系统中的无功补偿众所周知，电源能量通过电感或电容时并没有能量消耗，只是在负荷与电源之间相互交换和三相之间流动。由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。电力系统中的设备大部分是根据电磁感应原理工作的，它们在单位周期内吸收的功率和释放的功率相同，以此建立交变的磁场，这部分功率就是无功功率。可见，无功功率在电力系统中扮演了重要的角色。可是在电力系统中为什么要进行无功补偿呢？无功补偿的必要性在电力系统中，如变压器、电动机等许多工作时需要励磁的设备都需要从电力系统中吸收无功功率；并且输电线路具有分布电容，在电压下将产生容性无功功率，也就是说线路也要吸收感性无功。发电机是电力系统中唯一的有功电源，也是基本的无功电源。如果只依靠发电机来提供无功功率的，由于无功功率不断地来回地交换会引起发电、输电及供配电设备上的电压损耗及功率损失。另外，发电机发出的所有功率等于有功功率与无功功率的矢量和，提供的无功功率多时，提供的有功功率也就相对就减少了，显然这种运行方式也是很不经济的。如果不进行无功功率补偿，通常会造成两个主要问题：（1）在电力传输系统中，如果说出现了无功功率不足的现象，那么就会导致电力系统中的电压以及功率因数不断的降低，最终导致用电设备受到破坏，严重情况下甚至会导致电网系统中的电压崩溃，使得整个电网控制系统瓦解，从而造成片区大面积的停电。（2）电力电压以及功率因素的降低，会导致电力系统中的电气传输设备无法得到有效的利用，从而造成了电力系统中传输的电能损耗不断增加，降低了电能传输的效率，给用电用户的日常生活带来的极大的困扰。因此国家相关政策规定，各级电压的电力网和电力用户都要提高自然功率因数，并按无功分层分区和就地平衡以及便于调压的原则，安装无功补偿设备和必要的调压装置，电网用户都要提高调压装置和无功补偿设备的运行水平。无功补偿的作用（1）提高电压质量将线路中的电流分为有功电流I a 和无功电流I r ，则线路中的电压损失为 l a r l 3()3PR QX U I R I X U +?=?+= 其中，P 为有功功率，Q 为无功功率，U 为额定电压，R 为线路总电阻，X l 为线路感抗。

无功补偿装置几种常见类型

无功补偿装置几种常见类型比较常见的动态无功补偿装置有四种：调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式（TCR 型）动态无功补偿装置、SVG动态无功发生器。 ① 调压式动态无功补偿装置调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜，占地面积小，维护方便，一般年损耗在0.2%以下。 ② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0.95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0.8%左右。 ③相控式动态无功补偿装置（TCR）相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图所示。通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。优点：响应速度快，≤40m s。适合于冶金行业。一般年损耗在0.5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被击穿，维护困难；晶闸管发热量大，一般情况采用纯水冷却，除了有一套水处理装置可靠的水源外，还需配监护维修人员。另外，其晶闸管产生的大量谐波电压污染电网，需配套滤波装置。整套装置占地面积很大，价格较贵。在风电工况下不予推荐使用。而且本工程位于海边滩涂，盐雾腐蚀较严重，相控式动态无功补偿装置有部分装置为户外敞开布置，不利于设备在重雾潮湿地区的安全运行。 ④智能新型动态无功发生器(SVG ) SVG是当今无功补偿装置领域最新技术的代表。SVG并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需的无功功率。可直接发感性或容性无功，补偿效果最好的。由于SVG响应速度极快，所以又称静止同步补偿器，其响应时间为5ms 。该产品是动态无功补偿的装置的换代产品，其占地面积极小，免维护，一般年损耗在0.3%以下，可布

静止无功补偿器的控制方式

SVC 输出容量控制主要有电压控制和恒导纳控制两种方式,可以在运行人员的指令下互相切换。 3.1.1电压控制模式这种控制模式下控制系统将测量所得到的母线电压Vmeas与一个设定的参考电压Vref 进行比较,然后将差值进行计算, 得到一个标么值电纳信号Bref ,该电纳值除以单组机械可投切电容(电抗) 器的电纳值可以确定需要的电容(电抗)器数目,而差值由TCR来补充。随后将该标么值电纳送往脉冲触发发生电路,控制TCR 的触发角。SVC稳态特性曲线的斜率采用电流反馈来实现,这种方法能够保证在SVC 控制范围内使端电压和端电流之间保持线性关系。实测的SVC电流ISVC与代表调差率的系数KSL相乘,构成信号VSL再输入到加法节点。当ISVC为感性时, VSL取正;当ISVC为容性时,VSL取负。其传递函数为:G( s) =K1（1+s T Q）/s(1+s Tp),其中T Q=Tp+Kp/K1 由于Tp通常设为零,因而控制器转化为简单的比例积分器,比例系数Kp 反映响应速度。电压调节器输出的电纳参考信号被送到触发计算单元,该单元计算出6 组触发角,送至脉冲发生电路,从而在SVC 母线上得到期望的电纳值,达到设定的控制目标。 3.1.2恒导纳控制模式在该模式下,SVC 的等效导纳Bord 由运行人员设定,且该导纳可以在规定范围内连续可调。Bref来自电压调节器的输出,在恒导纳模式下被偏置。首先根据监控单元提供的开入量需要确定已投运的电容(电抗) 器组的等效电纳,然后经过电纳计算,得出仍需投切的电容(电抗) 器组以及需要的TCR 触发角连续调节的等效感性电纳。最后换算成触发角发送到触发脉冲发生电路。 3.1.3 PWM电流控制对PWM电路的电流控制可分为间接电流控制和直接电流控制。前者通过控制整流器产生的交流电压基波分量的相位和幅值来实现PWM 交流侧的电流控制；后者采用跟踪型PWM控制技术对交流侧的电流进行直接控制。在目前的STATCOM 系统中，考虑到PWM开关频率较低以及功耗问题，因此多采用间接电流控制。但间接电流控制其网侧电流的动态响应慢，且对系统参数变化灵敏。相比之下，直接电流控制更能精确地控制PWM输出的电流，因此在DSTATCOM设计中，采用直接电流控制方法，从而可以设置较高的PWM 开关频率，减少输出电流谐波，获得较好的输出电流波形，进而降低系统设计成本，提高运行可靠性。该实验控制方法采用基于矢量变换的直接电流控制，其控制方案如下图所示。

设备功率-负荷计算公式

专设备功率确定负荷计算公式一、计算设备功率的确定进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。用电设备的额定功率r P 或额定容量r S 是指铭牌上的数据。对于不同负载持续率下的额定功率或额定容量，应换算为统一负载持续率下的有功功率，即设备功率 N P 。（1）连续工作制电动机的设备功率等于额定功率。（2）短时或周期工作制电动机（如起重机用电动机等）的设备功率是指将额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。当采用需要系数法和二项式法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为25%下的有功功率。 ,225 .0r r r r N P P P εε==kW （5-2-1）当采用利用系数法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为100%下的有功功率。 r r N P P ε= （5-2-2）式中 r P ——电动机额定功率，kW ； r ε——电动机额定负载持续率。（3）电焊机的设备功率是将额定容量换算到负载持续率ε为100%时的有功功率。 ,cos ?εr r N S P = kW （5-2-3）式中 r S ——电焊机的额定容量，kV A ； ?cos ——功率因数。（4）电炉变压器的设备功率是指额定功率因数时的有功功率。 ,cos ?r N S P = kW （5-2-4）式中 r S ——电炉变压器的额定容量，kV A 。（5）整流器的设备功率是指额定直流功率。（6）成组用电设备的设备功率是指不包括备用设备在内的所有单个用电设备的设备功率之和。（7）白炽灯的设备功率为灯泡额定功率。气体放电灯的设备功率为灯管额定功

静止型动态无功补偿成套装置技术规范

35kV SVG型静止型动态无功补偿成套装置技术规范 1总则 1.l 本设备技术规范书适用于XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX工程XXkV 动态无功补偿与谐波治理装置，它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供符合工业标准和本协议要求的优质产品。 1.3 如果供方没有以书面形式对本技术规范书的条文提出异议，则意味着供方提供的设备完全符合本技术规范书的要求。 l.4 本设备技术规范书所使用的标准如遇与供方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。 1.5 本设备技术规范书经供、需双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。 1.6 本设备技术规范书未尽事宜，由甲、乙双方协商确定。 2工程概况 2.1环境条件周围空气温度最高温度 ℃ 37.8 最低温度 ℃ -37 最大日温差 K 25 1 日照强度 W／cm2 （风速 0.5m/s） 0.1 2 海拔高度 m 1805 最大风速 m/s 23.7 3 离地面高10m处，30年一遇10min平均最大风速 4 环境相对湿度（在25℃时）平均值 65% 地震烈度(中国12级度标准) 8 水平加速度 g 0.30 垂直加速度 g 0.15 5 地震波为正弦波，持续时间三个周波，安全系数1.67 污秽等级 III 泄漏比距 3.1cm/kV 6 最高运行电压条件下，制造厂根据实际使用高海拔进行修正，并提供高海拔修正值 7 覆冰厚度（风速不大于15m／s时） 10 批注 [s1]: 需根据现场实际情况进行更改第1页