tsc无功补偿装置的设计--电气设计

TSC无功补偿装置的设计

摘要：晶闸管投切电容器（TSC）是静止无功补偿技术的发展方向。根据笔者设计的一种TSC无功补偿装置，分析了TSC装置常用的主电路的特点，介绍了电容器投切判据与信号检测、零电压投入以及晶闸管触发电路等关键问题的解决方案。

关键字：无功补偿晶闸管 TSC 零电压触发

DESIGN ON A TSC REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE Abstract:Thyristor switchedcapactor（TSC）is a new direction of the staticvar compensator（SVC）technology.Basing on a designproject for TSC reactive power compensation device, the characteristics of itsvarious main circuits are analysed.Some key problems on developing TSC deviceare introduced, i.e. the criterion of switched capactor,the data detectionmethod, zero-voltage switching-on,and the triggering circuit for thyristors.

key words: reactive power compensation；thyristor；thyristor switched capactor；zero-voltage triggering

1 引言

静止无功补偿装置（SVC）是配电网中控制无功功率的装置，它根据无功功率的需求，对无功器件（电容器和电抗器）进行投切或调节。传统的无功补偿装置采用机械开关（接触器或断路器）投切电容

器，开关触头易受电弧作用而损坏。据调查，我国过去使用的自动投切电容器无功补偿装置在使用3年后损坏率达75％[1]。随着电力电子技术的迅速发展，晶闸管开始用于SVC装置中，出现了晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC）这两种基本结构型式的SVC。

使用晶闸管作为电容器的投切开关，其最大优点是可以频繁投切。因此，TSC正在成为电容器无功补偿装置的更新换代产品。TSC 装置的关键问题是如何对作为电容器投切开关的晶闸管进行控制，以保证整套装置的安全可靠工作和达到优良的无功补偿效果。

笔者设计了一种TSC无功补偿装置。以下着重介绍设计方案中主电路选择、信号检测、投切判据、零电压投切、晶闸管触发电路等TSC装置的关键技术问题。

2 主电路的选择

TSC无功补偿装置由若干组电容器构成，电容器组常用的主电路方案如图1所示。

图1 TSC无功补偿装置的主电路图

图1a~1d方案为三角形接线，其中图1a、1b中的电容器为单相电容器；图1c、1d中的电容器为三相电容器（内部已接成三角形）。

图1a方案中的无触点投切开关由两只反并联的晶闸管构成（可选用双向晶闸管）。当晶闸管为正向电压，且门极上有触发信号时，晶闸管导通，电容器投入；当去掉触发脉冲信号后，电流过零时，晶闸管截止，电容器从电网上切除。所以，刚切除时电容器上的电压（称为残压）为电网电压幅值（或正或负）。

图1b方案采用二极管代替部分晶闸管，从而降低装置的成本。当电容器刚切除时，其残压为电网电压幅值（正值）。这种方案的响应速度不如图1a方案。其原因是[2]：在切除电容器时，从切除指令的输出到第一个电力电子器件截止，方案1a在半个周波内完成，即不大于10ms；方案1b则由于二极管的不可控性，通常要大于半个周波才能被切除，但切除时间一般不会超过一个周波，即不大于20ms。

图1d方案干脆省掉了一相的晶闸管，同样可以控制三相电容器的投切。

图1e方案和图1f方案为Y形接线，可用于三相负荷不平衡的电路中作为分相补偿。

笔者设计的TSC无功补偿装置采用图1a方案。晶闸管电压值U SCR 的选择要考虑电力电容器上的充电电压，可按式（1）选择：

（1）

式中k1为电压裕度，取1.1；k2为电网电压波动系数，取1.1；U为电网额定电压。

晶闸管电流值 I SCR可按式（2）选择：

I SCR =2.54πfCU×10－6（2）

式中 f为50Hz，C为电容（微法）。

图2 电容器补偿的系统示意图

3 投切判据与信号检测

笔者设计的TSC无功补偿装置通过检测负荷侧无功电流幅值作

为电力电容器的投切判据。基原理如下：

图2是电容器无功补偿系统示意图。设节点电压为

（3）

（4）负荷电流为

即

（5）其中，i p(t)和i q(t)分别为有功电流分量和无功电流分量。当

ωt=2kπ时

（6）

可见，只要测量在电压正向过零时刻的负载电流，就可得到无功电流幅值I QM。这种无功电流检测方法简单、快速（在一个周期内只要采样一次）。

图3无功电流幅值检测原理电路框图

基于上述原理的无功电流幅值检测原理电路框图如图3所示。来自电压互感器的电压信号u和电流互感器的电流信号i经过低通滤波器（LPF）滤波后由过零脉冲发生电路产生电压正向过零脉冲信号，作为采样保持器的采样开关信号，于是采样保持器的输出就是无功电流幅值。

由图2可知，i l=i c+i s ，如果使i q=i c，则实现了完全补偿。由（7）

（8）

可得

（9）

△C即为全补偿所需投切的电容量。若△C为负，则是切除相应容量的电容器；反之，则应投入相应容量的电容器。

4 零电压投入问题

在电容器切除后重新投入时，若晶闸管导通（电容器接入电网）时的电网电压与电容器残压相差较大，就会由于电容器上的电压不能突变，而产生很大的电流冲击（合闸涌流），这一冲击很可能损坏晶闸管，或给电网带来高频冲击。为了使电容器投入时不引起涌流冲击，必须选准晶闸管触发的理想时刻，即保证晶闸管导通时电网电压与电容器残压大小相等、极性一致，这就要预先测知电容器残压，但这通常不太容易做到。为解决这一问题，可考虑以下方案：

（1）加放电电阻。每次切除电容器后，通过专门的放电电阻对电容器放电，使电容器残压接近为零，晶闸管在电网电压过零时投入。这一方案要增加无功补偿装置的成本，并且电容器切除后自动接入放电电阻的电路也较复杂。

（2）电容器预充电。投入电容器之前对其预充电，充电到电网电压的峰值，在电网电压峰值时触发晶闸管。这种方法将使主电路变得很复杂，并且延长了电容器的投入时间。

（3）主电路采用晶闸管与二极管反并联方式。如图1b所示方案中，电容器投入前其电压总是维持在电网电压的峰值，一旦电容器电压比电网电压峰值有所降低，二极管都会将其电压充电至电网峰值电压。只要在电网电压峰值时触发晶闸管，就可避免电流冲击。

图4 零电压触发原理框图

（4）检测晶闸管两端电压的零电压触发方式[3]。由于电容器残压的不确定性，晶闸管上的电压是一个不能根据电网电压计算的值，但可通过检测晶闸管两端（阳极和阴极）的电压来确定电网电压与电容器残压是否相等。当检测到晶闸管两端电压相等（电压差为零）时，触发晶闸管。其原理电路原理框图如图4所示。

图4中，晶闸管两端电压经电阻降压送到光电耦合器，当交流电压瞬时值与电容器残压相等时晶闸管上电压为零，零电压检测电路输出一个脉冲，该脉冲与 TSC投入指令相“与”后启动触发电路，去触发相应的晶闸管。

5 晶闸管触发电路

TSC无功补偿装置的控制系统由80C196KB单片机、信号检测电路、晶闸管触发电路、以及其人机接口电路等部分组成。图5是触发电路的原理框图。

图5 触发电路的原理框图

同步脉冲形成电路的作用是消除电网频率不稳定造成的触发误差。如果在单片机中以工频周期20ms作为产生触发脉冲信号的时间基准，由于电网频率不稳定，将会产生触发误差。同步脉冲形成电路能保证使晶闸管触发脉冲信号与电网工频信号同步。如图5所示，电网工频电压信号经锁相环锁相后再次形成50Hz工频信号，然后进行过零比较，整形输出，送入单片机HSI.0端口，输出的控制信号为HS0.0端口在软件定时控制下产生与电源同步的可移相的脉冲信号，此脉冲信号与单片机的P1.0～5端口输出的信号组合后，经脉冲变压器驱动，最后分别送给主电路中6个晶闸管的门极，触发相应的晶闸管。

6 结语

研制TSC无功补偿装置的关键是要解决晶闸管的投切控制问题，本文提供的解决方案具有简单、有效、可靠和易于实现的特点。

参考文献：

[1]赵贺.电力电子学在电力系统中的应用－灵活交流输电系统[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]王兆安，杨君，刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M]. 北京：机械工业出版社，1998.

[3]石新春，杨梅玲，喻德忠等.一种采用零电压型开关的TSC低压无功补偿装置[J].电网技术，2000，24（12）.

SVG无功补偿装置

SVG无功补偿装置讲解说明 一、SVG无功补偿装置的应用场合 凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置（这是国家电力部门的规定），特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。 二、SVG无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势 1、补偿方式：国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右。SVG采用的是电源模块进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.98以上，这是目前国际上最先进的电力技术，国内掌握这项技术的目前就我们一家； 2、补偿时间：国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200毫秒的时间，SVG在5-20毫秒的时间就可以完成一次补偿。无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况； 3、有级无极：国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级的有级补偿，每增减一级就是几十千法，不能实现精确的补偿。SVG可以从0.1千法开始进行无极补偿，完全实现了精确补偿； 4、谐波滤除：国内的无功补偿装置因为采用的是电容式，电容本身会放大谐波，所以根本不能滤除谐波，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波； 5、使用寿命：国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制，造成使用寿命较短，一般在三年左右，自身损耗大而且要经常进行维护。SVG使用寿命在十年以上，自身损耗极小且基本上不要维护。 三、为什么要使用无功补偿装置 无功补偿技术是一种很传统的电力技术，它代表了一个国家电力水平的高

无功补偿装置的设计要求

无功补偿装置的设计要求 对于电压为lOkV及以下、单组容量为1000kvar及以下的无功补偿电容装置的设计要求如下。 ①电容器装置载流部分（开关设备及导体等）的长期允许电流，G 1214T1UF高压不应小于电容器额定电流的1. 35倍，低压不应小于电容器额定电流的1.5倍。 ②电容器组应装设放电装置，使电容器组两端的电压从峰值（2倍额定电压）降至50V所需的时间，对高压电容器最长为5min，对低压电容器最长为1min。 ③高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时也可接成三角形；低压电容器组应接成三角形。 ④高压电容器组应直接与放电装置连接，中间不应设置开关设备或熔断器。低压电容器组和放电设备之间，可设自动接通的接点。 ⑤电容器组应装设单独的控制和保护装置，但为提高单台用电设备功率因数用的电容器组，可与该设备共用控制和保护装置。 ⑥单台电容器应设置专用熔断器作为电容器内部故障保护，熔丝额定电流为电容器额定电流的1.5～2倍。 ⑦当装设电容器装置附近高次谐波含量超过规定允许值时，应在回路中设置抑制谐波的串联电抗器，串联电抗器也可兼作限制合闸涌流的电抗器。 ⑧电容器的额定电压与电力网的标称电压相同时，应将电容器的

外壳和支架接地。 当电容器的额定电压低于电力网的标称电压时，应将每相电容器的支架绝缘，其绝缘等级应和电力网的标称电压相配合。 ⑨装配式高压电容器组在室内安装时，下层电容器的底部距离地面不应小于0. 20m，上层电容器的底部距离地面不宜大于2. 50m，电容器装置顶部至屋顶净距不应小于1m，电容器布置不宜超过三层。 装配式电容器组当单列布置时，网门与墙距离不应小于1.30m;当双列布置时，网门之间距离不应小于1.50m。 ⑩电容器外壳之间（宽面）的净距不宜小于0.lOm，但成套电容器装置除外。 ⑩设置在民用主体建筑中的低压电容器应采用非可燃性油浸式电容器或干式电容器。

滤波补偿无功补偿的区别

滤波补偿与无功补偿的区别 一、综述 普通无功补偿装臵实现无功功率补偿是通过投切400V的普通电容器来实现的。 普通电容器的电压等级是400V，过压能力是1.1倍，过流能力是1.3倍。谐波会叠加在基波上对电容器产生冲击，使电容器处于过压过流的状态，极易产生电容器的损坏或谐振事故。电容器的故障会使功率因数下降，功率因数低于0.9供电公司会进行处罚。 滤波补偿装臵实现无功功率补偿是通过投切电容电抗LC串联电路来实现的。 滤波电容器的电压等级是480V，过压能力是1.1倍，过流能力是2.0倍。串联滤波电抗器会对电容器实现保护，同时电容器的技术参数较高，所以能实现电容补偿的安全运行。电容电抗串联回路具有调谐频率（P7-189Hz），对低于这个频率的基波呈容性实现无功补偿的功能，对于高于这个频率的谐波电流呈感性，呈现低阻抗的滤波功能，也就是说在实现无功功率补偿的同时滤除系统中的谐波。 二、从谐波对电力系统的影响来说明普通无功补偿与滤波补偿的区别 谐波造成电网污染，电网电压的严重畸变，影响线路的稳定运行和电网的质量，近年来供电部门对此越来越重视，要求用户将系统谐波的畸变率控制在安全线以下，所以普通的无功补偿装臵会淡出市场

被滤波补偿所取代。 三、对电力设备的影响来说明普通无功补偿与滤波补偿的区别 A、由于谐波趋肤效应的影响，电缆电线过热，绝缘老化加速，易损坏并导致线间短路和接地故障引起电气火灾和人身电击事故；造成能源浪费同时降低电缆铜排使用寿命； B、变压器和马达的过热，损坏甚至于烧毁； 补偿功率因数的装臵上还可能由于谐波的放大，产生并联电容器过热、损坏或谐振事故； C、断路器及漏电保护装臵、接触器、热继电器等电气保护元件过热，失灵，误动作，接地保护装臵功能失常； D、中性线过负荷、发热，甚至于烧损、着火； E、谐波导致继电保护装臵误动作，导致开关元件误动作，使电气测量仪表计量不准确； F、谐波在负载与负载间相互影响，降低了生产设备的操作精度与工艺准确度。 普通无功补偿完全没有消谐功能，滤除谐波最经济的方法就是使用滤波补偿装臵来实现无功补偿与滤除谐波的双功能。 四、产生对计算机网络、通信、有线电视等弱电系统设备的干扰，从这方面说明普通无功补偿与滤波补偿的区别 现代工程项目非常重视弱电系统的安全运行，所以滤波补偿装臵取代无功补偿装臵是科技发展的需要。

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

低压无功补偿控制器设计开题报告

毕业设计（论文） 开题报告 课题名称低压无功补偿控制器设计 系别 专业班 姓名 评分 导师（签名） 2011年5月6日 中国石油大学胜利学院

低压无功补偿控制器设计 开题报告 1国内外研究现状 早期的无功补偿装置为同步调相机和并联电容器。同步调相机可理解为专门用来产生无功功率的同步电机，可根据需要控制同步电机的励磁，使其工作在过励磁或欠励磁的状态下，从而发出大小不同的容性或感性无功功率，因此同步调相机可对系统无功进行动态补偿。但是它属于旋转设备，运行中的损耗和噪声都比较大，运行维护复杂，成本高，且响应速度慢，难以满足快速动态补偿的要求。并联电容器简单经济，灵活方便，但其阻抗固定，不能跟踪负荷无功需求的变化即不能实现对无功功率的动态补偿。 随着电力电子技术的发展，近几年出现了多种电力系统无功补偿新技术。电力电子技术是无功补偿技术的基础，电力电子器件向快速、高电压、大功率发展，使采用电力电子器件的无功补偿从根本上改变了交流输电网过去基本只依靠机械型、慢速、间断及不精确的控制的局面，从而为交流输电网提供了空前快速、连续和精确的控制以及优化潮流功率的能力。随着电力电子器件的发展，无功补偿控制器在其性能和功能上也出现不同的发展阶段。无功补偿控制器己由基于SCR的静止无功补偿器（Static Var Compensator-SVC）、晶闸管控制串联电容补偿器（Thyristor Controlled Series Compensator-TCSC）发展到基于GTO的静止无功发生器（Static Var Generator-SVG）、静止同步串联补偿器（StaticSynchoronous Series Compensator-SSSC）、统一潮流控制器（Unified Power FlowController-UPFC）、可转换静止补偿器（Convertible Static Compensator-CSC）等。 （1）静止无功补偿器（SVC） 早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reactor-SC）型，1967年英国GEC公司制成了全世界上第一批饱和电抗器型SVC。饱和电抗器与同步调相机相比，具有静止型的优点，响应速度快，但因其铁心需磁化到饱和状态，因而损耗和噪声都很大，而且存在非线性电路的一些特殊问题，所以未能占据静止无功补偿装置的主流。由于使用晶闸管的SVC具有优良的性能，所以十多年来占据了静止无功补偿装置的主导地位。因此，SVC一般专指使用晶闸管的静补装置。

无功补偿装置安装作业指导书

目录 1、概述 (2) 2、编制依据 (2) 3、施工内容 (2) 4、施工条件 (2) 5、施工程序合方法 (2) 6、工艺及质量要求 (4) 7、安全和环境保护措施 (7)

1. 概述 高压动态无功补偿装置2套，隔离开关4台。电容器及电抗器由丹东欣泰电气股份有限公司供货。 2. 编制依据 2.1 《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》GBJ 147-90； 2.2 沈阳市联发城乡电力设计所（有限责任公司）设计图纸； 2.3 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》第二部分高压电器施工质量检 验断路器篇； 2.4 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006； 2.5 厂家安装使用说明书； 2.6 《电力建设安全工作规程》。 2.7《国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册变电工程分册电气部分》。 3. 施工内容 3.1 设备开箱检查； 3.2 基础螺栓预埋，基础找平； 3.3 安装高压动态无功补偿装置2套。 4. 施工条件 4.1 底座预埋螺栓应符合设计要求。 4.2 施工场地平整，模板、施工设施及余物清除干净，并有足够的安装用地，施工道路通畅，基坑回填夯实。 4.3 设备到货齐全，技术资料齐备，施工前作好安全及技术交底工作。 5. 施工程序和方法 注：隔离开关安装方法详见《66kV屋外配电装置安装作业指导书》。

5.1 施工准备 5.1.1 熟悉掌握设计施工图纸、厂家安装使用说明书、施工作业指导书等技术文件，组织好安全学习。 5.1.2 备用一些撬杠、扳手等工具便于开箱验收和设备安装。 5.2 开箱验收 5.2.1 电容器组包装箱分母线瓷瓶、放电线圈、避雷器、母线及附件、电容器五个部分。开箱后应按随机附带的装箱单、随机安装用品清单、随机专用工具清单进行仔细核对产品部件、随机安装用品及随机专用工具应齐全和完好，并检查产品名牌数据及技术说明书是否合乎要求，在施工中如发现产品遗漏或损坏等应及时通知厂家、甲方及监理。 5.2.2 开箱前包装箱应完整无损伤。 5.2.3 绝缘件应无变形、受潮、裂纹及剥落现象。 5.2.4 瓷件表面应无裂纹、残缺，铸件无沙眼。 5.2.5 出厂证件及资料、备品备件齐全。 5.3 电抗器安装。 5.3.2 电抗器的安装 将电抗器整体吊装离地面1米，连接支柱绝缘子及支撑，连接顺序为电抗器、支撑、瓷瓶。绝缘子安装前应检查瓷件、法兰应完整无裂纹，胶合处填料完整，结合牢固。支柱绝缘子叠装时中心线应一致，固定应牢固，紧固件齐全。 电抗器与支柱绝缘子组装完成后，整体起吊至支柱上方，连接支柱与电抗器下方支柱绝缘子，注意电抗器设备接线端子朝向应与图纸保持一致。 电抗器安装完毕应仔细检查，确保电抗器上无破布、螺栓、泥土等杂物。在相

电力SVG动态无功补偿及有源滤波教材

SVG动态无功补偿及有源滤波治理装置运行规范 35kv-110kV电力 二○一四年一月

目录 第一章总则 (1) 第二章 SVG技术指标 (2) 第三章 SVG设备日常巡检维护 (3) 第四章 SVG设备定期保养 (4) 第五章缺陷管理及异常处理 (5) 第六章培训要求 (6) 第七章备品备件管理 (7)

第一章总则 第一条：凡是安装有变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置（这是国家电力部门的规定）。 第二条：特别是那些功率因数较低的变电站、发电厂、工矿、企业必须安装。大型的异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、电气列车等尤其需要。 第三条：加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施，规范适用于国家电网公司所属范围内35kV SVG 动态无功偿及有源滤波治理装置。 第二章SVG的技术指标 一、SVG的产品特征 第四条：专用软件无功功率补偿，不过载，不存在过补和欠补问题。 第五条：输出无功功率从容性到感性连续变化，可实现动态、连续、同步补偿。 第六条：电流源特性，输出无功电流不受母线电压影响。 第七条：不产生谐波，具备抑制谐波的功能，更保障系统安全。

第八条：抑制电压波动和闪变，维持受电端电压，加强系统电压稳定性。 第九条：补偿系统无功功率，提高功率因素，降低线损，节能降耗，降低生产成本 二、SVG的技术指标 电气特征额定电压（V）AC10kv±15%，AC35kv±15%，AC110kv±15%工作频率（HZ）50±5% 额定补偿容量（Kvar）-15Mvar ～+15Mvar 无功调节范围额定感性到额定容性无功负载平滑连续可调功率因素≥0.98 同步（动态）响应时 间 ＜5ms 有功功率损耗＜3.5%额定功率下 过载能力专用软件控制，不过载 运行方式多台可并联运行，连续工作 平均无故障时间MTBF ≥10万小时 控制特征开关频率12.8KHZ 控制器DSP控制器 控制连接光纤，或电气连接 遥信，遥测根据用户需要按合同要求提供遥信、遥测功能 机构特征尺寸（高×宽×深）2200×800×1000 重量（Kg） ≈70≈90≈110≈150≈190≈21 防护等级IP IP3XD或根据用户需求定制 颜色可按合同要求提供外壳颜色 冷却方式强迫风冷 整体结构落地式 安装方式室内安装，固定方式可选、进线方式可选 环境条件环境温度-25℃～+40℃（户内-5℃～+40℃）存储温度-40℃～+65℃ 相对湿度最大95%，无凝露（正常工作状态）海拔高度安装海拔小于1000米 电磁兼 容 符合GB/T.7251-2005或GB/T3791-2005条款

[精品论文]静止无功补偿器的研究课程设计

[精品论文]静止无功补偿器的研究课程设计

《静止无功补偿器的研究》 课程设计 综合课程设计任务书 时间：2007－2008年度第二学期 一设计的目的和意义 掌握所学课程的知识并综合应用，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过本次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使学生的设计水平、对所学的知识的应用能力以及分析解决问题的能力得到全面提高。 1对电力系统中的无功功率进行分析；

2掌握无功补偿器的特点； 3对静止无功补偿器的控制方法和硬件、软件实现有一些认识。 二设计题目及要求 设计题目：静止无功补偿器的研究 基本要求 对电力系统中无功功率的危害进行分析，简单分析传统无功补偿器的工作过程和特点，认识静止无功补偿器的主电路结构，工作原理，并简单介绍其常用控制方法。 进一步要求 能够介绍静止无功补偿器的硬件电路设计思路； 对静止无功补偿器的软件设计有一定的认识。 尽量指出一种合适的控制方法。 三给定条件 1 运用所学知识，如《电力电子技术》，《电路基础》，《模拟电子技术》等 2 设计过程可参考校园的电子资源。 四课程设计要求 1 认真查阅资料； 2 遵守课程设计的时间安排； 3 按时进行试验，验证相关的控制算法； 4 认真撰写设计报告。 五报告书写格式 1课程设计封皮 2 课程设计任务书 3 正文 （1）设计题目分析； （2）总体设计方案分析、讨论； （3）硬件原理设计，简单说明实现过程； （4）软件设计思路，最好形成流程图。 4 设计总结和心得体会 5 参考文献 六工作计划 1 查阅资料及方案论证（1天） 2 电力系统无功功率分析（0.5天） 3 控制方法的论证（1天） 4 硬件电路的思路（1天） 5 软件流程图的设计（1天） 6 撰写报告（0.5天） 七成绩评定

无功补偿装置几种常见类型比较

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1％～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。 i 相控式原理图 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

浅谈无功补偿与无源滤波

浅谈无功补偿与无源滤波 用电设备正常工作不但要从电源取得有功功率，还需要获取无功功率。如果电网中的无功功率不足，用电设备就没有足够的能力建立正常工作的电磁场，导致端电压下降，从而影响用电设备的正常运行。 电网输出的功率包括两部分：一是有功功率：直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；二是无功功率：不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率。 实际上用电设备正常工作不但要从电源取得有功功率，还需要获取无功功率。如果电网中的无功功率不足，用电设备就没有足够的能力建立正常工作的电磁场，导致端电压下降，从而影响用电设备的正常运行。但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，所以在电网中常常使用一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。无功补偿是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换，这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

无功补偿可以增加电网中有功功率的比例常数，减少发、供电设备的设计容量，减少投资，降低线损等。在无功补偿中，串联电抗的无功补偿电容器能够达到避免谐振滤除谐波等功能，在IEC标准中，将电容器与串联电抗器构成的设备统称为滤波器。无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。采用电力滤波装置就近吸收谐波源所产生的谐波电流，是抑制谐波污染的有效措施。 。 通常采用由电力电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的无源滤波装置进行滤波，其实质就是根据电容电阻固有的阻抗特性，对某一特定频率的谐波呈低阻抗，为负载谐波电流提供较低的阻抗通道，与电网阻抗形成分流的关系，使大部分该频率的谐波流入滤波器，而不流入电网，其滤波特性由系统和滤波器的阻抗比所决定，所以滤波器一旦制成，性能参数难以变动，滤波特性受系统参数的影响较大；当波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载；除此之外，无源滤波器只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用。以上诸多缺点大大限制了无源滤波器的应用场合。

静止无功补偿器的研究课程设计

1 静止无功补偿器的总体设计 1.1 静止无功补偿器的主电路 ASVG 分为采用电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型。两者的区别是直流侧分别采用的是电容和电感这两者不同储能元件，对电压型桥式电路，还需要串联上电抗器才能并上电网；对电流型桥式电路，还需要并联上电容器才能并上电网。实际上，由于运行效率的原因，实际应用的ASVG 大多采用的是电压型桥式电路。因此ASVG 专指采用自换相的电压型桥式电路作为动态无功补偿的装置。ASVG 的基本结构如图1-1。它由下列几部分组成：电压支撑电容，其作用是为装置提供一个电压支撑；由大功率电力电子开关器件（IGBT 或GTO ）组成的电压源逆变器（VSC ），通过脉宽调制（PWM ）技术控制电力电子开关的通断，将电容器上的直流电压变换为具有一定频率和幅值的交流电压；耦合变压器或电抗器，一方面通过它将大功率变流装置与电力系统耦合在一起，另一方面还可以通过它将逆变器输出电压中的高次谐波滤除，使ASVG 的输出电压接近正弦波。 图1-1 电压型补偿器结构图 上图为电压型的补偿器，如果将直流侧的电容器用电抗器代替，交流侧的串联电感用并联电容代替，则为电流型的补偿器。交流侧所接的电感L 和电容C 的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收换相时产生的过电压。无论是电压型，还是电流型的SVG 其动态补偿的机理是相同的。当送到逆变器的脉宽恒定时，调节逆变器输出电压与系统电压之间的夹角δ就可以调节无功功率和逆变器直流侧电容电压Uc ，同时调节夹角δ和逆变器脉宽，即可以在保持Uc 恒定的情况下， 发出或吸收所需的无功功率。SVG 装置的核心部分是逆变电路，它将整流后的直流电压进行逆变以产生-个频率与系统相同的交流电压，并且这个电压的幅值和相位都可调，然后通过电抗器把这个电压并到电网上去，从而产生所需的交流无功功率。利用IGBT 智能模块后，逆变器电路无论是在体积、性能、稳定性上还是控制方式上都得到了极大的简化。本文中所介绍到的静止无功发生器是电压型的SVG ，它具有主电路的拓扑结构简单，且逆变装置所用的电压型器件IGBT 易于控制，灵活方便。 1.2 静止无功补偿器的工作原理 系统线 路 整流器..系统线路 V dc 电压源逆变器耦合变压器 系统电压

高低压无功补偿装置设计选型结构

高低压无功补偿装置设计选型结构 1、装置主要由并联电容器、电容器专用熔断器、串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、隔离接地开关、支柱绝缘子、连接母线和电容器构架等设备组成。若采用双星形接线中性点不平衡电流保护或单星形接线桥差保护，应有电流互感器。 2、串联电抗器串接在电容器组的回路中，用于抵制高次谐波和限制合闸涌流。 用于抵制5次用以上谐波时，电抗器可按Xl/Xc=4.5%-6%配置。 用于抵制3次用以上谐波时,电抗器可按Xl/ Xc=12%-13%配置。 仅用于限制涌流时，电抗器可按Xl/ Xc=0.5%-1%配置。 3、氧化锌避雷器并接在电容器组线路上，以限制投切电容器所引起的操作过电压。 4、放电线圈并接于电容器组的两端，当电容器组继开电源时，能将电容器两端剩余电压在5秒~20秒内自电压峰值降至0.1倍额定电压或50V以下。 5、根据装置所装置设备（电容器、电抗器等）的布置可分为片架式、柜式、围栏式、模块式、集合式和户外箱式等形式。 片架式 结构即以片架（包括直梁、横梁和横档等）为计量单位的零部件，通过螺栓等系列标准件连接而成电容器组构架，其四周为网门。装置具有价格低、运输方便等特点。6kV和10kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 柜式 结构即将所配置的元器件均装在类似高压开关柜的构架上，柜门用钢板网或镀锌钢板网制成。装置由电抗器柜、放电柜和电容器柜等三部分组成。装置具有外观整齐，方便安装等特点。6kV和10kV等电压等级容量在300kvar~3000kvar 的装置适宜采用该结构形式。 模块式 结构即将设备安装在用型材制成的单元模块上，安装时只需层层或行行拼接即可。该结构又分立式电容器安装和卧式电容器安装两种形式，且单元电容器宜采用内熔丝电容器，具有外形整齐、安装方便等特点。6kV和10kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 集合式 结构即由密集型电容器等设备组成的电容器组。具有占地面积小、安装维护方便等特点。6kV、10kV和35kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 围栏式 结构即将可拆式网门护栏在电容器组和电抗器等设备的四周，围栏和设备间留有检修通道。35kV等电压等级的装置适且采用该结构形式。 户外箱式

无功补偿安装施工技术要求措施

目录 1工程概况及特征 (1) 2 编制依据 (1) 3施工流程 (2) 4作业前的条件和准备 (2) 5主要方法及施工容 (4) 6质量要求 (8) 7安全措施与文明施工 (8)

无功补偿装置安装施工技术措施 1工程概况及特征 康保牧场二期100MW风电工程场址位于市康保县康保牧场境，场址区中心地理位置约为东经114°48′13″，北纬42°03′20″。现场区面积为50km2，海拔高程为1200～1800m。整个场区为高原东南缘的坝上高原，地区相对高差较大，地貌以和山前平原为主，地表植被多为草地。 康保牧场二期100MW风电工程项目采用金风科技股份生产的风力发电机组，共67台。其中南区布置GW70-1500kW-65m风电机组18台，GW77-1500kW-65m风电机组8台，北区布置20台GW87-1500kW-75m风电机组， GW82-1500kW-70m风电机组21台。风电机组基础设计使用年限为50年，基础设计级别为2级，结构安全等级为2级。抗震设防类别为丙类。箱变基础结构安全等级为二级。 康保县位于省西北部的坝上高原，市区的北部。交通以公路为主，G207国道从其东边通过。康保至通过S246省道、G207国道，公路里程为140km；到有G110国道，公路里程为146km。风电场到康保镇36km。境公路纵横连通，对外交通运输条件方便。 2 编制依据： 《#2动态无功补偿装置安装》 13-N00241S-D0902 《电气装置安装工程高压电器施工及验收规》 GBJ147-1990 《电气装置安装工程母线装置施工及验收规》 GBJ149-1990 《电力建设安全工作规程》DL5009.1-2002 《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规》GBJ 148-90 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》DL/T5161.1~5161.17-2002 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规》GB 50169-2006 输变电工程建设标准强制性条文实施管理规程（2009） 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规》GB50168-2006 《电力工程达标投产管理办法》（2006版）中电建协工［2006］6号 《中国电力优质工程评选办法（2006版）》中电建协工[2006]1号 《国家优质工程审定与管理办法》（2002年版）

无功补偿毕业设计

摘要 随着电力系统的发展，电力系统中如电动机、变压器等电气设备明显增多，其产生的无功功率也是越来越多，无功功率对电网产生的影响也日益显现出来。 本文分析了无功功率的产生机理和无功功率对电力系统造成的不利影响。无功功率对电网有着很大的影响，如增大输电线路中的电流，造成电能损失；电网节点电压偏移，使系统稳定度下降，同时还可能造成电气设备运行效率下降或使用寿命缩短等。同时，按照无功补偿技术的发展历程分析、比较了传统无功补偿装置和现代无功补偿装置，传统无功补偿装置包括电容器补偿装置和电抗器补偿装置，现代无功补偿装置有饱和电抗器、晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器和晶闸管控制变压器等，最终得出了适合不同补偿场合使用的补偿装置。同时，本文还分析、比较了各种无功补偿方式，主要有变电所集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上补偿方式、用户终端分散补偿方式等，最终确定了适用于不同供配电网络的补偿方式。通过分析某一配电网实例，选择恰当的无功补偿装置和合适的无功补偿方式对其进行无功补偿，并对无功补偿结果进行评价。 关键词：无功功率；无功补偿；无功补装置；无功补偿方式

Abstract With the development of power system,more and more electrical equipments such as motors,transformers come into power system,reactive power is increasing dramatically,the impact of reactive power is also increasing. The mechanism of where the reactive power comes from is analyzed in this thesis,as well as the harmful impact it makes to power system.Reactive power in power system has a great impact on power system such as increasing the amplitude of current in circuit,which make a contribution to energy losses,changing the voltage of a node,decreasing the stability of power system,and lowing the operational efficiency of an electrical equipment or shorting the service life of an electrical equipment.Traditional reactive power compensation devices such as capacitors and reactors and modern reactive power compensation devices such as saturated reactors,thyristor controlled reactors,thyristor switched capacitors and thyristor controlled transformers are analyzed and compared according to the development of the technology of reactive power compensation,and it comes out the conclusion that which kind of reactive power compensation devices to be used in a specific situation.At the same time,it also analyzes and compares different kinds of methods of reactive power compensation, including centralized compensate in substations,centralized compensate in distribution substations,reactive power compensation on poles,and compensation at the users’terminals, and finally finds out the best method of reactive power compensation in a specific distribution network.By analyzing a distribution network example,select the appropriate reactive power compensation device and reactive power compensation method to make a reactive power compensation,and then give a conclusion according to the result of reactive power compensation. Key words：R eactive power，R eactive power compensation，R eactive powe power r compensation device，R eactive power compensation method

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

无功补偿成套装置安装施工方案

张公220kV变电站新建工程无功补偿成套装置 施工方案 四川巴中和兴电力责任有限公司 2015年03月10日

批准：____________ ________年____月____日技术审核：____________ ________年____月____日编写：____________ ________年____月____日

1、编制依据 1、国家电网公司关于进一步提高工程建设安全质量和工艺水平的决定国家电网基建〔2011〕1515号 2、国家电网公司基建质量管理规定（基建/2）112-2015 3、国家电网公司输变电工程优质工程评定管理办法国网（基建/3）182-2015 4、国家电网公司输变电工程验收管理办法国网（基建/3）188-2015 5、国家电网公司输变电工程标准工艺管理办法国网（基建/3）186-2015 6、国家电网公司输变电工程流动红旗竞赛管理办法国网（基建/3）189-2015 7、关于深化标准工艺研究与应用工作的重点措施和关于创优工作的重点措施基建质量〔2012〕20号 8、国家电网公司输变电工程质量通病防治工作要求及技术措施基建质量〔2010〕19号 9、关于应用《国家电网公司输变电工程施工工艺示范》光盘的通知基建质量〔2009〕290号 10、电气装置安装工程质量检验及评定规程DL/TT5161.1-5161.17-2002 11、接地装置冲击特性参数测试导则DL/T 266-2012 12、国家电网公司输变电工程施工安全风险识别、评估及预控措施管理办法 13、1000kV及以下串联电容器补偿装置施工质量检验及评定规程Q/GDW 1852-2012 14、1000kV及以下串补装置施工及验收规范Q/GDW 1853-2012 15、1000kV及以下串联电容器补装置安装施工工艺导则Q/GDW 1854-2012 2、作业准备 2.1、人员组织 序号作业组单位数量备注 1 施工负责人：冯建国人 1 负责人员组织、质量、安全工作 2 技术负责人：贾忻雁人 1 负责全面技术工作