【正文】 耗增加，導(dǎo)致大量有功電能損耗。則每年可以降低線損約240億千瓦時(shí)。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是阻感性的，因此，在輸送有功功率時(shí)，就要求送電端和用電端的電壓有一相位差，這很容易實(shí)現(xiàn)。合理的方法應(yīng)是在需要消耗無功功率的地方產(chǎn)生無功功率，即就地?zé)o功補(bǔ)償。(3)在電氣化鐵道等一些三相負(fù)載不平衡的系統(tǒng)中，通過適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償可以平衡三相的有功及無功負(fù)荷。根據(jù)變壓器10KV/6000V負(fù)載的特點(diǎn)系統(tǒng)采用適合采用集中補(bǔ)償。據(jù)ABB公司2001的統(tǒng)計(jì)，目前全世界SVG的投運(yùn)容量超過32000Mvar，投運(yùn)容量已超過1500Mvar。隨后，世界各大電氣公司都競(jìng)相推出了各具特色的系列產(chǎn)品。按控制對(duì)象和控制方式不同，分別稱之為晶閘管控制電抗器(Thyristor Control Reaetor一TCR)，晶閘管投切電容器(Thyristor Switch Capacitor一TSC)以及這兩者的混合裝置(TCR+TSC)，TCR與固定電容器(Fixed Cpaacotir一FC)配合使用的靜止無功補(bǔ)償器(TCR+FC)和TCR與機(jī)械投切電容器(Mechanically Switch Capacitor一MSC)配合使用的裝置(TCR+MSC)。電流型橋式電路，直流側(cè)采用電感作為儲(chǔ)能元件，交流側(cè)并聯(lián)上電容器后接入電網(wǎng)。②運(yùn)行范圍寬。④SVG不需大容量的電容、電感等儲(chǔ)能元件，其直流側(cè)所使用的電抗器和電容元件的容量遠(yuǎn)比SVC中使用的小，可大大縮小裝置的體積和成本。另一方面電壓等級(jí)越高的變電站其輻射范圍也越大, 故障的波及面也大, 因此系統(tǒng)對(duì)它的控制能力、通信能力要求也更高。在10KV 系統(tǒng)應(yīng)用時(shí), 每相連接多個(gè)兩電平逆變器模塊。當(dāng)檢測(cè)電路或模擬單元出現(xiàn)故障時(shí)，可以按實(shí)時(shí)時(shí)間自動(dòng)投切。本章在簡(jiǎn)要介紹分析各類電網(wǎng)參數(shù)測(cè)量方法后，采用技術(shù)比較成熟的傅立葉變換來計(jì)算各電網(wǎng)參數(shù)，在準(zhǔn)確測(cè)量電網(wǎng)參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)無功補(bǔ)償?shù)脑砑胺椒ㄟM(jìn)行了簡(jiǎn)述。交流采樣是把交流電壓、電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為士5V(或05V)的交流電壓進(jìn)行采集，主要優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好，相位失真小，投資少、便于維護(hù)，其缺點(diǎn)是算法復(fù)雜，精度難以提高，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換速度要求較高。其中，最大值算法測(cè)量電壓、電流的有效值誤差大小與AD的位數(shù)和采樣周期有關(guān)，AD的位數(shù)越高、采樣周期越小，則誤差越小，測(cè)量精度越高。但是該算法不能抑制支流分量。該算法實(shí)時(shí)性好、簡(jiǎn)單，能夠計(jì)及信號(hào)中的高次諧波的影響，在不需要測(cè)量基波和各次諧波參數(shù)的情況下，可以選用此方法。電力網(wǎng)中的電動(dòng)機(jī)和變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。所以無功功率被使用于建立磁場(chǎng)和靜電場(chǎng)，它存儲(chǔ)于電感和電容中，通過電力網(wǎng)往返于電源和電感、電容之間。因此能量就只在它們之間交換，即感性負(fù)荷。SS’’’QP’圖21 無功功率補(bǔ)償示意圖設(shè)電感性負(fù)荷需要從電源吸取的無功功率為Q，裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置后，補(bǔ)償無功功率為Qc，使電源輸出的無功功率減少為Q’=Q一Qc，功率因數(shù)由cos提高到cos’材，視在功率S減少到S’。同一臺(tái)變壓器，因?yàn)樨?fù)荷的功率因數(shù)的提高而可多供200千瓦負(fù)荷，是相當(dāng)可觀的。在電力網(wǎng)運(yùn)行中，期望功率因數(shù)越大越好，如果能做到這一點(diǎn)，則電路中的視在功率將大部分用來供給有功功率，可以減少無功功率的消耗。通常不希望出現(xiàn)過補(bǔ)償?shù)那闆r，因?yàn)檫@樣會(huì)引起變壓器二次電壓的升高，而且容性無功功率在電力線路上傳輸同樣會(huì)增加電能損耗，如果供電線路電壓因此而升高，還會(huì)增大電容器本身的功率損耗，使溫升增大，影響電容器的壽命。因此，改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè)備利用率的有效方法。以功率因數(shù)作為投切判據(jù)是電網(wǎng)無功控制的傳統(tǒng)方法之一，它以電網(wǎng)中電壓與電流相位差形成的功率因數(shù)作為控制量來控制補(bǔ)償電容器的投切狀態(tài)。補(bǔ)償后的參數(shù)為 0 圖23 無功功率補(bǔ)償原理 有功電流，無功電流流，功率因數(shù)cos。以功率因數(shù)作為控制量的控制器通過對(duì)電網(wǎng)的電壓、電流進(jìn)行采樣檢測(cè)，分析計(jì)算出當(dāng)前的功率因數(shù)值。圖24中，負(fù)載大于負(fù)載，無功也大于，而這時(shí)的功率因數(shù)卻是相同的。是與之對(duì)應(yīng)的無功電流，并且較小，要小于一個(gè)電容器組的補(bǔ)償量。 0圖25 功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)妮p載振蕩針對(duì)功率因數(shù)控制的問題，出現(xiàn)了以系統(tǒng)中的無功功率為被控制對(duì)象，即將無功功率作為無功補(bǔ)償?shù)目刂屏俊Ｈ舢?dāng)前值超前，則切除一個(gè)電容器組。因此，不會(huì)出現(xiàn)功率因數(shù)控制方式所出現(xiàn)的重載時(shí)功率因數(shù)滿足要求，但無功電流很大，而輕載時(shí)又容易產(chǎn)生投切振蕩的問題。0圖26 無功功率補(bǔ)償示意圖第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第 三 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電子式無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器電子式無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器原理圖如圖31所示。相位判別檢測(cè)電路：相位差就是電壓超前或滯后電流的差值，在本設(shè)計(jì)中我們不但要測(cè)量出相位差的大小還要判斷出電壓超前還是滯后了，首先對(duì)相位差進(jìn)行測(cè)量。波形如下圖所示:F1 F2 A B C 圖32 相位檢測(cè)波形圖相位極性判別電路:將波形整形電路的兩路輸出方波送入D觸發(fā)器中進(jìn)行相位極性判別，當(dāng)U0超前U1時(shí)，Q端輸出高電平，反之輸出低電平，極性判別的原理圖如33所示。1amp。電子式無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器在實(shí)際應(yīng)用中存在不少問題，如容易受外界干擾及灰塵等因素影響出現(xiàn)故障；各部分控制功能因全由電子線路實(shí)現(xiàn)，器件多、過程復(fù)雜，難于快速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)；當(dāng)檢測(cè)電路無功運(yùn)算等電路出現(xiàn)故障時(shí)，缺少投切保護(hù)功能；當(dāng)接觸器或繼電器粘連時(shí)，無法及時(shí)報(bào)警及保護(hù)等。兩相計(jì)數(shù)器 脈沖輸出 24 輸入 16 輸出 無 無 256 (128輸入/128輸出) 64(32輸入/32輸出) 7個(gè)模塊 7個(gè)模塊 24 6個(gè) 6，每個(gè)30KHz 4，每個(gè)20KHz 2個(gè)20KHz(僅限于DC輸出) 24 輸入 16 輸出 無 無 256 (128輸入/128輸出) 64(32輸入/32輸出) 7個(gè)模塊 7個(gè)模塊 24 6個(gè) 6，每個(gè)30KHz 4，每個(gè)20KHz 2個(gè)20KHz(僅限于DC輸出) 常規(guī)特性 定時(shí)器總數(shù) 如果用戶每天的工作大體一致，那么實(shí)測(cè)作出功率因數(shù)曲線后，可以不用模擬單元，只用圖中虛線內(nèi)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切。才能使可編程器接收這些數(shù)據(jù)。有的系統(tǒng)用外加輸入量程子模塊來解決，可使得同一模擬量模塊適應(yīng)不同的輸入范圍。其中，1）—用帶屏蔽的雙絞線；2）— 入端的輸入阻抗；3）— 輸入端連接電流信號(hào)時(shí)，將v+端和I+端短接；4）— 如果外部信號(hào)源有噪聲或紋波干擾，則可以在輸入端連接一個(gè)濾波電容，其容量為：~。信號(hào)源與輸入端之間采用帶屏蔽的雙絞線連接，屏蔽線連接到該通道的“SLD”。在輸入采用階段，PLC的CPU就從模擬量輸入模塊的數(shù)據(jù)緩沖寄存器內(nèi)將這些數(shù)字依次地讀入到模擬量輸入映像區(qū)中（即IR0001~IR0032）。進(jìn)行編程時(shí)根據(jù)不同的情況所需要的不同功能，把程序分為三個(gè)部分。軟件開發(fā)的第一步是需求分析，需求分析階段需要與相關(guān)專業(yè)人士充分溝通，對(duì)現(xiàn)行業(yè)務(wù)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，并在了解了調(diào)查的業(yè)務(wù)，明確了業(yè)務(wù)功能的基礎(chǔ)上，書寫需求分析報(bào)告。程序流程圖如圖41。(3)電容器的控制投切模塊，該模塊的主要任務(wù)是在自動(dòng)投切模式下，根據(jù)計(jì)算所得的無功功率對(duì)電容器組的投切進(jìn)行控制。P，Q檢測(cè)電路如圖42所示。顯示一幅圖像時(shí)，將每屏上要顯示的數(shù)據(jù)分為兩部分，包括固定的部分和變化的部分。如果頁(yè)面為參數(shù)設(shè)置畫面，當(dāng)一幅畫面的顯示處理完畢后，還需要將修改的參數(shù)位進(jìn)行閃爍等處理。二、欠壓保護(hù)動(dòng)作條件:在自動(dòng)控制狀態(tài)下；電壓設(shè)定上限U時(shí)；延時(shí)時(shí)間T(設(shè)定參數(shù))后，；無動(dòng)作回差:欠壓不能有回差，也就是一旦電壓升到剛剛高于欠壓值就要開始正常投。它由幾個(gè)電平臺(tái)階合成階梯波以逼近正弦輸出電壓，這種逆變器由于輸出電壓電平數(shù)的增加，使得輸出波形具有更好的諧波頻譜，并且每個(gè)開關(guān)器件所承受的電壓應(yīng)力較小，不需要均壓電路，可避免大dv/dt所導(dǎo)致的各種問題。而SVG具有快速的無功功率調(diào)節(jié)能力，可以維持負(fù)荷側(cè)電壓，提高負(fù)荷側(cè)供電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。對(duì)電力系統(tǒng)而言，負(fù)荷的低功率因數(shù)會(huì)增加供電線路的能量損耗和電壓降落，降低了電壓質(zhì)量。引起電壓閃變的典型負(fù)荷有電弧爐、軋鋼機(jī)、電力機(jī)車等。同時(shí)，線路、變壓器等輸配電設(shè)備三相阻抗的不平衡也會(huì)導(dǎo)致電壓不平衡問題的產(chǎn)生。 電控設(shè)備第二部分，裝有電子器件的電控設(shè)備；GB/T 半導(dǎo)體變流器 應(yīng)用條列；GB/T 半導(dǎo)體變流器 42081993 調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng)；GB 198589 交流高壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)；DL/T 40419971．遠(yuǎn)距離輸電◆ 穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓◆ 減少傳輸損耗◆ 增加傳輸能力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率◆ 提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限◆ 增加小干擾下的阻尼◆ 增強(qiáng)電壓控制及穩(wěn)定性◆ 緩沖功率振蕩 安裝SVG系統(tǒng)也為我國(guó)目前正在進(jìn)行的并網(wǎng)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。3．電弧爐電弧爐做為非線性及無規(guī)律負(fù)荷接入電網(wǎng)，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一系列不良影響，其中主要是：◆ 導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重三相不平衡，產(chǎn)生負(fù)序電流◆ 產(chǎn)生高次諧波，其中普遍存在如4次偶次諧波與7次等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更趨復(fù)雜化◆ 存在嚴(yán)重能夠的電壓閃變◆ 功率因數(shù)低4．軋機(jī)軋機(jī)及其他工業(yè)對(duì)稱負(fù)載在工作中所產(chǎn)生的無功沖擊會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成如下影響◆引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)使電氣設(shè)備不能正常工作，降低了生產(chǎn)效率。目前世界各國(guó)解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當(dāng)位置安裝SVG系統(tǒng)，通過SVG的分相快速補(bǔ)償功能來平衡三相電網(wǎng)，并提高功率因數(shù)。從技術(shù)上講，SVG較傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置有如下優(yōu)勢(shì)：（1）響應(yīng)速度更快SVG響應(yīng)時(shí)間：≤10ms。SVC受到響應(yīng)速度的限制，其抑制電壓閃變的能力不會(huì)隨補(bǔ)償容量的增加而增加。（4）補(bǔ)償功能多樣化 本裝置系統(tǒng)SVG不僅具有快速補(bǔ)償系統(tǒng)無功功率的目的，還能夠根據(jù)用戶實(shí)際需要，對(duì)負(fù)荷諧波電流、負(fù)序電流等電能質(zhì)量問題進(jìn)行綜合補(bǔ)償。（1）輸入變壓器◆ 將電網(wǎng)電壓變?yōu)檫m合功率單元工作的電壓。 圖51 功率單元原理圖（3）輸出電抗器◆ 用于將SVG與電網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)能量的緩沖。（5） 全數(shù)字化控制系統(tǒng)◆ 實(shí)時(shí)計(jì)算電網(wǎng)所需的無功功率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤與補(bǔ)償。 SVG以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，滿足用戶對(duì)提高配電電網(wǎng)的功率因數(shù)的迫切需要?？偠灾?，提高我國(guó)電力系統(tǒng)測(cè)量技術(shù)水平，加強(qiáng)電能治理還是電力行業(yè)一項(xiàng)重要工作。導(dǎo)師務(wù)實(shí)的治學(xué)作風(fēng)，誨人不倦的教學(xué)態(tài)度以及勤勞樸素的生活原則，都使學(xué)生終生難忘