【正文】 導致電流的增大，設備及線路的損耗增加，導致大量有功電能損耗。則每年可以降低線損約240億千瓦時。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡元件的阻抗主要是阻感性的，因此，在輸送有功功率時，就要求送電端和用電端的電壓有一相位差，這很容易實現(xiàn)。合理的方法應是在需要消耗無功功率的地方產生無功功率，即就地無功補償。(3)在電氣化鐵道等一些三相負載不平衡的系統(tǒng)中，通過適當?shù)臒o功補償可以平衡三相的有功及無功負荷。根據(jù)變壓器10KV/6000V負載的特點系統(tǒng)采用適合采用集中補償。據(jù)ABB公司2001的統(tǒng)計，目前全世界SVG的投運容量超過32000Mvar，投運容量已超過1500Mvar。隨后，世界各大電氣公司都競相推出了各具特色的系列產品。按控制對象和控制方式不同，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償器(TCR+FC)和TCR與機械投切電容器(Mechanically Switch Capacitor一MSC)配合使用的裝置(TCR+MSC)。電流型橋式電路，直流側采用電感作為儲能元件，交流側并聯(lián)上電容器后接入電網(wǎng)。②運行范圍寬。④SVG不需大容量的電容、電感等儲能元件，其直流側所使用的電抗器和電容元件的容量遠比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)對它的控制能力、通信能力要求也更高。在10KV 系統(tǒng)應用時, 每相連接多個兩電平逆變器模塊。當檢測電路或模擬單元出現(xiàn)故障時，可以按實時時間自動投切。本章在簡要介紹分析各類電網(wǎng)參數(shù)測量方法后，采用技術比較成熟的傅立葉變換來計算各電網(wǎng)參數(shù)，在準確測量電網(wǎng)參數(shù)的基礎上，對無功補償?shù)脑砑胺椒ㄟM行了簡述。交流采樣是把交流電壓、電流信號轉化為士5V(或05V)的交流電壓進行采集，主要優(yōu)點是實時性好，相位失真小，投資少、便于維護，其缺點是算法復雜，精度難以提高，對A/D轉換速度要求較高。其中，最大值算法測量電壓、電流的有效值誤差大小與AD的位數(shù)和采樣周期有關，AD的位數(shù)越高、采樣周期越小，則誤差越小，測量精度越高。但是該算法不能抑制支流分量。該算法實時性好、簡單，能夠計及信號中的高次諧波的影響，在不需要測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)中的電動機和變壓器是根據(jù)電磁感應原理工作的。所以無功功率被使用于建立磁場和靜電場，它存儲于電感和電容中，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，即感性負荷。SS’’’QP’圖21 無功功率補償示意圖設電感性負荷需要從電源吸取的無功功率為Q，裝設無功補償裝置后，補償無功功率為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’。同一臺變壓器，因為負荷的功率因數(shù)的提高而可多供200千瓦負荷，是相當可觀的。在電力網(wǎng)運行中，期望功率因數(shù)越大越好，如果能做到這一點，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)過補償?shù)那闆r，因為這樣會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增加電能損耗，如果供電線路電壓因此而升高，還會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)揮設備潛力，提高設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償電容器的投切狀態(tài)。補償后的參數(shù)為 0 圖23 無功功率補償原理 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電網(wǎng)的電壓、電流進行采樣檢測，分析計算出當前的功率因數(shù)值。圖24中，負載大于負載，無功也大于，而這時的功率因數(shù)卻是相同的。是與之對應的無功電流，并且較小，要小于一個電容器組的補償量。 0圖25 功率因數(shù)補償?shù)妮p載振蕩針對功率因數(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象，即將無功功率作為無功補償?shù)目刂屏俊Ｈ舢斍爸党?，則切除一個電容器組。因此，不會出現(xiàn)功率因數(shù)控制方式所出現(xiàn)的重載時功率因數(shù)滿足要求，但無功電流很大，而輕載時又容易產生投切振蕩的問題。0圖26 無功功率補償示意圖第三章 系統(tǒng)硬件設計第 三 章 系統(tǒng)硬件設計 電子式無功功率自動補償控制器電子式無功功率自動補償控制器原理圖如圖31所示。相位判別檢測電路：相位差就是電壓超前或滯后電流的差值，在本設計中我們不但要測量出相位差的大小還要判斷出電壓超前還是滯后了，首先對相位差進行測量。波形如下圖所示:F1 F2 A B C 圖32 相位檢測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)器中進行相位極性判別，當U0超前U1時，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補償控制器在實際應用中存在不少問題，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現(xiàn)，器件多、過程復雜，難于快速準確找到故障點；當檢測電路無功運算等電路出現(xiàn)故障時，缺少投切保護功能；當接觸器或繼電器粘連時，無法及時報警及保護等。兩相計數(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個模塊 7個模塊 24 6個 6，每個30KHz 4，每個20KHz 2個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個模塊 7個模塊 24 6個 6，每個30KHz 4，每個20KHz 2個20KHz(僅限于DC輸出) 常規(guī)特性 定時器總數(shù) 如果用戶每天的工作大體一致，那么實測作出功率因數(shù)曲線后，可以不用模擬單元，只用圖中虛線內的簡單結構就可以實現(xiàn)自動投切。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時，將v+端和I+端短接；4）— 如果外部信號源有噪聲或紋波干擾，則可以在輸入端連接一個濾波電容，其容量為：~。信號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）。進行編程時根據(jù)不同的情況所需要的不同功能，把程序分為三個部分。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專業(yè)人士充分溝通，對現(xiàn)行業(yè)務進行詳細調研，并在了解了調查的業(yè)務，明確了業(yè)務功能的基礎上，書寫需求分析報告。程序流程圖如圖41。(3)電容器的控制投切模塊，該模塊的主要任務是在自動投切模式下，根據(jù)計算所得的無功功率對電容器組的投切進行控制。P，Q檢測電路如圖42所示。顯示一幅圖像時，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。如果頁面為參數(shù)設置畫面，當一幅畫面的顯示處理完畢后，還需要將修改的參數(shù)位進行閃爍等處理。二、欠壓保護動作條件:在自動控制狀態(tài)下；電壓設定上限U時；延時時間T(設定參數(shù))后，；無動作回差: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。它由幾個電平臺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，并且每個開關器件所承受的電壓應力較小，不需要均壓電路，可避免大dv/dt所導致的各種問題。而SVG具有快速的無功功率調節(jié)能力，可以維持負荷側電壓，提高負荷側供電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。對電力系統(tǒng)而言，負荷的低功率因數(shù)會增加供電線路的能量損耗和電壓降落，降低了電壓質量。引起電壓閃變的典型負荷有電弧爐、軋鋼機、電力機車等。同時，線路、變壓器等輸配電設備三相阻抗的不平衡也會導致電壓不平衡問題的產生。 電控設備第二部分，裝有電子器件的電控設備；GB/T 半導體變流器 應用條列；GB/T 半導體變流器 42081993 調速電氣傳動系統(tǒng)；GB 198589 交流高壓隔離開關和接地開關；DL/T 40419971．遠距離輸電◆ 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)也為我國目前正在進行的并網(wǎng)運行提供了堅實的技術保障。3．電弧爐電弧爐做為非線性及無規(guī)律負荷接入電網(wǎng)，將會對電網(wǎng)產生一系列不良影響，其中主要是：◆ 導致電網(wǎng)嚴重三相不平衡，產生負序電流◆ 產生高次諧波，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，使電壓畸變更趨復雜化◆ 存在嚴重能夠的電壓閃變◆ 功率因數(shù)低4．軋機軋機及其他工業(yè)對稱負載在工作中所產生的無功沖擊會對電網(wǎng)造成如下影響◆引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動，嚴重時使電氣設備不能正常工作，降低了生產效率。目前世界各國解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當位置安裝SVG系統(tǒng)，通過SVG的分相快速補償功能來平衡三相電網(wǎng)，并提高功率因數(shù)。從技術上講，SVG較傳統(tǒng)的無功補償裝置有如下優(yōu)勢：（1）響應速度更快SVG響應時間：≤10ms。SVC受到響應速度的限制，其抑制電壓閃變的能力不會隨補償容量的增加而增加。（4）補償功能多樣化 本裝置系統(tǒng)SVG不僅具有快速補償系統(tǒng)無功功率的目的，還能夠根據(jù)用戶實際需要，對負荷諧波電流、負序電流等電能質量問題進行綜合補償。（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，實現(xiàn)能量的緩沖。（5） 全數(shù)字化控制系統(tǒng)◆ 實時計算電網(wǎng)所需的無功功率，實現(xiàn)動態(tài)跟蹤與補償。 SVG以高可靠性、易操作、高性能為設計目標，滿足用戶對提高配電電網(wǎng)的功率因數(shù)的迫切需要?？偠灾?，提高我國電力系統(tǒng)測量技術水平，加強電能治理還是電力行業(yè)一項重要工作。導師務實的治學作風，誨人不倦的教學態(tài)度以及勤勞樸素的生活原則，都使學生終生難忘