【正文】 網(wǎng)的無功電流， 400 V 低壓輸電網(wǎng)下端的無功電流并沒有得到補償，而現(xiàn)今居民和商業(yè)用電戶，多采用節(jié)能型日光燈照明，電路功率因數(shù)低，且得不到補償圖 13 為了解決這一問題，有必要開發(fā)研制一種造價低、性能好的小型動態(tài)無功功率補償裝置 (MTSC) 。因此有磁場空間和電場空間才能存在無功功率產(chǎn)生的空間。于是在在非正弦波情況下，有關(guān)平均無功功率的定義有兩種學派：一種是依據(jù) Budeaun 的定義，采用頻域分析法；另一種是依據(jù) Fryze的定義，采用時域分析法。電網(wǎng)無功功率不平衡將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的巨大波動，嚴重時會導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定破壞事故。磁場所具有的磁場能是由電源供給的，電動機和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過程中建立交變磁場，在一個周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率叫做感性無功功率。 φ角為功率因數(shù)角，它的余弦（ COSφ） 有功功率與視在功率之比，稱為功率因數(shù)。如果采用容抗為 Xc 的電容來補償，則電壓損失為 ? ? UXXQPRU C )( ???? (1─ 3) 故采用補償電容器提高功率因數(shù)后，電壓損失 Δ U減少，改善了電壓質(zhì)量。 （ 二 ）無功功率補償?shù)姆椒? 無功功率補償?shù)姆椒ê芏?，采用電力電容器，或采用具有容性負荷的裝置進行補償。 異步電動機同步化。 電力電容器作為補償裝置有兩種方法：串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。這種補償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補償方法?？梢?，電容中的電流與電感中的電流相差 180176。在 P是一個定制的前提下，如果將并聯(lián)電容器與負載并聯(lián)（補償原理如圖 3所示），則電容器的電流 IC將抵消一部分電感電流，從而使電感電流 IL減小 ILˊ，總電流從 I減小到 Iˊ，功率因數(shù)將由 COSφ 1提高到 COSφˊ ，這就是并聯(lián)補償?shù)脑怼．敼β室驍?shù)提高后，將使功率損失大大下降。 （三 ） 并聯(lián)電容器在電力系統(tǒng)中的補償方式 并聯(lián)電容器與電力網(wǎng)的聯(lián)接 并聯(lián)電容器與電力網(wǎng)的聯(lián)接，額定電壓應(yīng)相符。 并聯(lián)電容器的補償 電容器的補償形式，應(yīng)以無功就地平衡為原則。 1）個別補償 個別補償是對單臺用電設(shè)備所需無功就近補償?shù)霓k法，把電容器直接送到單臺用電設(shè)備的同一個電氣回路，用同一臺開關(guān)控制，同時 投運或斷開。 2）分散補償 分散補償是將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路的出線上，它可與工廠部分負荷的變動同時投入或切除。當電容器接到變壓器的一次側(cè)時，可使線路損耗降低，變電所一次母線電壓升高，而對變壓器沒有補償作用；此外變壓器一次側(cè)電壓高，安裝費高，因此盡量不把電容器安裝在變壓器的一次側(cè)。 按電容器的實際電容值和額定電壓計算電流（ f 為工頻 50Hz） 單相 IC= （ 1 7） 三相 IC= （ 1 8） 式中 IC—— 電容器的實際電流值， A； Q—— 電容器的實際電容值，μ F； U—— 額定電壓， kV。根據(jù)功率補償圖中功率之間的向量關(guān)系，可求出無功補償容量 Qc， QC=P tgφ 1P tgφ 2=P(tgφ 1 tgφ 2) (kvar) （ 1－ 11） 式中 P—— 最大負荷月的平均有功功率， kW； tgφ tgφ 2—— 補償前后功率因數(shù)角的正切值； COSφ COSφ 2—— 補償前后功率因數(shù)值。查表法：按補償前功率因數(shù) COSφ 1和補償后功率因數(shù) COSφ 2，查表 1－ 1，查出相應(yīng)的 K值， K 值乘以最大負荷的月平均有功功率 P，即可按式（ 1－ 12）計算出所需要的無功補償容量。 按降低線損確定補償容量 按降低線路電能損耗的要求確定補償 容量的方法，比較繁瑣，很少被人采用。欲求電容器的補償容量，可根據(jù)原有功率因數(shù)和已知的線損降低率，查圖 77曲線，得補償后需要達到的功率因數(shù)，然后將補償前后的功率因數(shù)代入式（ 110）中，即可求出所需安裝的電容器容量。 七 并聯(lián)電容器的接線 （一）線徑的選擇。 對于 10Kvar 以下的小容量電容器，如果單臺接線，可把線直 接接在電容器的接線柱上，而對于 10Kvar 以上的較大容量的電容器，必須用接線卡連接，因為這類電容器的額定電流都在 20A 以上，導(dǎo)線較粗，特別是采用電纜接線，毛刺較多。 并聯(lián)電容器不能放置過熱，漏雨，滴水，易擠，易壓易砸和妨礙交通的地方，也不能放置得離補償設(shè)備太遠的地方，以免造成不必要的損失。如受條件限制而采取落地安裝時，應(yīng)有遮欄，地面鋪有混凝土，防止小動物進入。 圖 14 電力有源濾波器的基本原理 電力有源濾波器的交流電路分為電壓型和電流型。 目前電力有源濾波器仍存在一些問題，如電流中有高次諧波，單臺容量低，成本較高等。 SPFC 造價明顯低于 UPFC，功能可與之相比且優(yōu)于 SVG。實際上，國內(nèi)外對 SVC的研究仍在繼續(xù)，研究的重點集中在控制策略上，試圖借助于人工智能提高 SVC 的性能。 一 高壓補償 高壓無功補償裝置廣泛地采用高壓并聯(lián)電容器，裝設(shè)在變電站主變壓器的低壓側(cè)，作用是對 電網(wǎng) 無功進行補償，改善 電網(wǎng) 的功率因數(shù)，提高變電所的母線電壓，補償變電所主變壓器和高壓線路的無功損耗 ，充分發(fā)揮供電設(shè)備的效率。這種補償方式比較適合在負荷集中、離變電所較近，無功補償容量較大的場合。 ③ 當負荷變化時，能對母線電壓起一定的調(diào)節(jié)作用，從而改善電壓質(zhì)量。 （二） 分散補償 分散補償是將電容器組按低壓配 電網(wǎng) 的無功負荷分布分組裝設(shè)在相應(yīng)的母線上，或者直接與低壓干線相聯(lián)接，形成低壓 電網(wǎng) 內(nèi)部的多組分散補償方式，適合負荷比較分散的補償場合。 （三） 就地補償 這種方法是就地補償用電設(shè)備 (主要是電動機 )所消耗的無功功率，將電容器組直接裝設(shè)在用電設(shè)備旁邊，與用電設(shè)備的供電回路并聯(lián)，以提高用電系統(tǒng)的功率因數(shù)，從而獲得明顯的降損效益。 ” 二 無功功率補償?shù)淖饔? （一） 改善功率因數(shù)及相應(yīng)地減少電費 根據(jù)國家水電部，物 價局頒布的 “ 功率因數(shù)調(diào)整電費辦法 ” 規(guī)定三種功率因數(shù)標準值，相應(yīng)減少電費： 高壓供電的用電單位，功率因數(shù)為 以上。 （二） 降低系統(tǒng)的能耗 功率因數(shù)的提高，能減少線路損耗及變壓器的銅耗。 （四） 增加了供電功率，減少了用電貼費 對于原有供電設(shè)備來講，同樣的有功功率下， COSΦ 提高，負荷電流減小，因此向負荷傳輸功率所經(jīng)過的變壓器、開關(guān)、導(dǎo)線等配電設(shè)備都增加了功率儲備，發(fā)揮了設(shè)備的潛力。因此，為防止產(chǎn)生自勵，可按下式選用電容 0390 UIQC ??? (25) 防止過電壓。 防止受到系統(tǒng)諧波影響。 GB3485— 83《評估企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》 第 條規(guī)定： 100kW 以上的電動機就地補償無功功率。對于容量較大，負荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無功功率，宜就地補償。高、低壓補償效果相同時，宜采用低壓自動補償裝置。 （二） 電動機就地補償電容器容量確定 就地補償電容器容量選擇的主要參數(shù)是勵磁電流，因為不使電容器造成自勵是選用電容器容量的必要條件。供電電源的電壓等級為 10kV。 在這個項目中，高壓電動機主要用于空調(diào)系統(tǒng)中的中央空調(diào)機組，以及主機的外部設(shè)備 —— 冷凍水循環(huán)泵和冷卻水循環(huán)泵多臺設(shè)備。高壓電容器組放置在電動機附近。雖然一些低壓電動機的容量也不小，就地補償?shù)慕?jīng)濟效益亦有，但這些設(shè)備主要用于鍋爐房和給排水設(shè)備，鍋爐房的設(shè)備不如冷凍機房集中，環(huán)境較差，管理不便，因此，在低壓配電室采用按功率因數(shù)大小自補償是較合適的。當電力系統(tǒng)運行電壓降低時，補償效果降低；而運行電壓升高時，對用電設(shè)備過補償，使其端電壓過分提高，甚至超出標準規(guī)定，容易損 壞設(shè)備絕緣，造成設(shè)備事故?，F(xiàn)行的控制裝置大體可分為四種類型： （ 1） 電壓控制型 （ 2） 時間控制型 （ 3） 功率因數(shù)控制型 （ 4） 兼而有之的混合型 電壓控制型裝置的優(yōu)點是線路簡單造價低，易維護。因此，相敏放大器輸出電壓的大小不可避免的受到了線路負載電流變化的干擾。 （ 3） 目前產(chǎn)品 近幾年，由于微機技術(shù)的應(yīng)用，使功率因數(shù)自動補償裝置的發(fā)展進入了一個新 的階段，進一步加強了主控單元的功能，集成化程度大大提高了，自診能力、抗干擾能力都得到了加強。由于回路阻抗很小，與短路狀態(tài)相似，將產(chǎn)生很大的沖擊合閘涌流，流入電容器組。為避免帶電合閘，電容器組每次斷開后，必須充分放電，才能再重新合閘運行，或進行等電位投入。特別是系統(tǒng)電壓處于最大值的瞬間合閘時，追加涌流將達到最大值。隨著單片機合電子測量技術(shù)的發(fā)展，可以實時測量系統(tǒng)的功率因數(shù)，通過單片機編程，根據(jù)測量結(jié)果進 行一步到位的投切，補償程度可以根據(jù)具體線路進行設(shè)定，本設(shè)計就是要完成這樣的裝置，并考慮適應(yīng)現(xiàn)場惡劣的電磁環(huán)境，保證能長期、可靠的運行，不發(fā)生死機的現(xiàn)象。 所以我采用了方案二進行電容器的投切。 ，零電流切除，投入切除一步到位，不會發(fā)生“投切振蕩”和“合閘涌流”現(xiàn)象，徹底克服了以往交流接觸器等機械觸點投切電容器時涌流大，電壓沖擊大，打火、振動以及使用壽命短的缺點。使用本裝置后，用戶負荷功率因數(shù)將大為提高（接近 ），電網(wǎng)與負荷之間交換的無功功率將大為減小，有功功率可相應(yīng)增加，電網(wǎng)負載能力得到提高，從而提高了發(fā)、輸、供電設(shè)備的利用率。功率因數(shù)越低，無功電流越大，造成的線損 就越大。同時，本裝置能顯著抑制電壓閃變，消減諧波，且能對不平衡負荷實現(xiàn)分相補償，可使公用母線電壓正弦波形畸變率和電網(wǎng)負序電壓達到國家標準。增容費用按 4000 元 /KVA 計算，可節(jié)約 200 萬元。 第二節(jié) 工作原理