【文章內(nèi)容簡介】 容器所輸出的無功功率中得到補(bǔ)償。因此，把由電容器組成的裝置稱為無功補(bǔ)償裝置。此外，調(diào)相機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)等也可以作為無功補(bǔ)償裝置。：設(shè)電感性負(fù)荷需要從電源吸收的無功功率為Q，裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置后，補(bǔ)償無功功率為Q，使電源輸出的無功功率減少為Ql＝c，功率因數(shù)由cosφ提高到cosφ’，視在功率S減少到了S’。視在功率的減少可相應(yīng)的減少供電線路的截面和變壓器的容量，降低供電設(shè)備的投資。例如一臺(tái)1000千伏安的變壓器，可供700千瓦的有功負(fù)荷，可供900千瓦的有功功率。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200千瓦的負(fù)荷，是相當(dāng)可觀的。可見，因采用無功補(bǔ)償措施后，電源輸送的無功功率減少了，相應(yīng)的使電力網(wǎng)和變壓器中的功率損耗下降，從而提高了供電效率。由電壓損耗公式（21）可知，采用無功補(bǔ)償措施后，因通過電力網(wǎng)的無功功率的減少，降低了電力網(wǎng)中的電壓損耗，提高了用戶處的電壓質(zhì)量。并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償作用和原理，圖中的用電負(fù)荷總電流，可以分解成為有功電流分量和無功電流分量（電感性的）。當(dāng)并聯(lián)電容器投入運(yùn)行時(shí)，流入電容器的容性電流Ic和Iq方向相反，故可抵消一部分Iq，使電感性電流分量Iq降低為Iq’＝IqIc，總電流I降為I’，功率因數(shù)也由cosφ提高到cosφ’。這時(shí)，負(fù)荷所需的無功功率全部由補(bǔ)償電容供給，電網(wǎng)只需供給有功功率。根據(jù)有功電流Ir（t）與無功電流以Tx（t）的定義。設(shè)負(fù)荷實(shí)際吸收的電流為I（t），為了使輸電線路上流過純有功電流Ir（t），則需要在負(fù)荷端接入一個(gè)無功補(bǔ)償器，補(bǔ)償提供的電流為Ｕ(ｔ），則這里的Ic（t）就是無功電流Ix（t），這就是電力系統(tǒng)中進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)囊c(diǎn)。這是完全的補(bǔ)償，線路上的電流Ir（t）是為了產(chǎn)生負(fù)載實(shí)際功率（平均功率）而攜帶能量最小的電流，因而在線路上造成的損失是最小的。此時(shí)Ir（t）的波形和Ｕ（ｔ）相同，即電壓和電流相位相同。 低壓無功功率補(bǔ)償?shù)姆诸悘V大市電低壓電網(wǎng)處于電網(wǎng)的最末端，因此補(bǔ)償?shù)蛪簾o功負(fù)荷是電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。搞好低壓補(bǔ)償，不但可以減輕上一級(jí)電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)膲毫?，而且可以提高用戶配電變壓器的利用率，改善用戶功率因?shù)和電壓質(zhì)量，并有效的降低電能損失。低壓補(bǔ)償對(duì)用戶以及供電部門都是有利的。低壓無功補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)是實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡，通常采用的方式由以下三種：隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。隨機(jī)補(bǔ)償是指將低壓電容器組和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)共同投切。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)，補(bǔ)償裝置也退出，不需要頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。具有投資少，配置靈活，維修簡單等優(yōu)點(diǎn)。為了防止電機(jī)退出時(shí)產(chǎn)生自激過電壓，補(bǔ)償容量一般不大于電機(jī)的空載無功。隨器補(bǔ)償就是將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器的二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。有很多的低壓配電網(wǎng)中的變壓器，尤其是農(nóng)網(wǎng)配電變壓器，普遍存在負(fù)荷輕的現(xiàn)象。在變壓器接近空載時(shí)，此時(shí)配電變壓器的空載無功是電網(wǎng)無功負(fù)荷的主要部分。隨器補(bǔ)償由于補(bǔ)償在低壓側(cè)，可有效的補(bǔ)償配變空載無功，且連線簡單，做到無功就地補(bǔ)償。跟蹤補(bǔ)償是指以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶０．４ＫＶ母線上的補(bǔ)償方式。補(bǔ)償電容器組的固定連接組可起至Ⅱ相當(dāng)于隨器補(bǔ)償?shù)淖饔?，補(bǔ)償用戶的固定無功基荷；可投切電容器組用于補(bǔ)償無功峰荷部分。由于用戶負(fù)荷有一定的波動(dòng)性，故推薦選用自動(dòng)投切方式。此法對(duì)電容器的保護(hù)比前兩種更可靠。以上三種補(bǔ)償方式都可以對(duì)特定種類的無功負(fù)荷實(shí)現(xiàn)“就地平衡”的無功補(bǔ)償，降損節(jié)能效果更好。 TSC型無功補(bǔ)償器的原理 SVC的定義及分類SVC專指使用晶閘管的靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，包括晶閘管相控電抗器（TCR）和晶閘管投切電容器（TSC），以及這兩者的混合裝置（TCR+TSC），或者TCR與固定電容器或機(jī)械投切電容混合使用的裝置。，其中晶閘管控制變壓器是TCR裝置的一種變型。 。通過比較我們可以看出反映時(shí)間短（5ms～10ms），運(yùn)行可靠，分相調(diào)節(jié)，能平衡有功和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，而且TSC還有很大的靈活性，占地面積相對(duì)小，產(chǎn)生的高次諧波和噪聲較小。相對(duì)于無功發(fā)生器SVG來說控制簡單、開發(fā)時(shí)間短、成本低。TSC型SVC可以有效治理閃變，減小諧波電流，更具實(shí)用價(jià)值。 TSC（晶閘管投切電容器）的基本原理TSC（晶閘管投切電容器）。，其中兩個(gè)反并聯(lián)晶閘管只是起將電容器并入電網(wǎng)或從電網(wǎng)斷開的作用，而并聯(lián)的小電感只是用來抑制電容器投入電網(wǎng)時(shí)可能造成的沖擊電流的，在很多情況下，這個(gè)電感往往不畫出來。因此，當(dāng)電容器投入時(shí)，TSC的電壓一電流特性就是該電容的伏安特性。在工程實(shí)際中，一般將電容器分成幾組，每組都可由晶閘管投切。這樣可根據(jù)電網(wǎng)的無功需求投切這些電容器，TSC實(shí)際上就是斷續(xù)可調(diào)的吸收容性無功功率的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償器。當(dāng)TSC用于三相電路時(shí)，可以是Δ連接，也可以是Y連接。電容器分組的具體方法比較的靈活，一般希望能組合產(chǎn)生的電容值級(jí)數(shù)越多越好，但是綜合考慮到系統(tǒng)復(fù)雜性以及經(jīng)濟(jì)性問題，可以采用二進(jìn)制的方案，即采用k1個(gè)電容值均為C的電容，和一個(gè)電容值為C/2的電容，這樣的分組法可使組合成的電容值有2k級(jí)。 投入時(shí)刻的選取選取投入時(shí)刻總的原則是，TSC投入電容的時(shí)刻，也就是晶閘管開通的時(shí)刻，必須是電源電壓與電容器預(yù)先充電電壓相等的時(shí)刻。因?yàn)楦鶕?jù)電容器的特性，當(dāng)加在電容上的電壓階躍變化時(shí)（若電容器投入的時(shí)刻電源電壓與電容器充電電壓不相等就會(huì)發(fā)生這樣的情況），將產(chǎn)生一沖擊電流，很可能損壞晶閘管或給電源帶來高頻振蕩等不利影響。一般來講，希望電容器預(yù)充電電壓為電源電壓的峰值，而且將晶閘管的觸發(fā)相位也固定在電源電壓的峰值點(diǎn)。因?yàn)楦鶕?jù)電容器的特性方程:ic=C得出如果在導(dǎo)通前電容器充電電壓也等于電源電壓峰值，則在電源峰值點(diǎn)投入電容時(shí)，由于在這點(diǎn)電源電壓的變化率（時(shí)間導(dǎo)數(shù)）為零，因此，電流ic，即為零，隨后電源電壓（也即電容電壓）的變化率才會(huì)按正弦規(guī)律上升，電流ic，即按正弦規(guī)律上升。這樣，整個(gè)投入過程不但不會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，而且電流也沒有階躍變化。這就是所謂的理想投入時(shí)刻。第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主電路的設(shè)計(jì) 電容器的接線方式電容器接線方式的不同，決定了補(bǔ)償方式的不同。目前電容器組的接線方式有3種，分別是三角形接法（Δ接法）、星形接法（Y接法）、三角形和星形相結(jié)合接法（ΔY接法）。(1)。其中(a)圖中無觸點(diǎn)投切開關(guān)是由兩只反并聯(lián)的晶閘管組成的。當(dāng)晶閘管為正向電壓時(shí)，且門極上有觸發(fā)信號(hào)，晶閘管導(dǎo)通，電容器投入；去掉觸發(fā)脈沖信號(hào)后，電流過零時(shí)，晶閘管截止，電容器切除。當(dāng)晶閘管重投時(shí)，需要考慮電容器的殘壓，當(dāng)系統(tǒng)電壓和電容器殘壓相等時(shí)（允許有一個(gè)小范圍的差值），就是晶閘管的投入觸發(fā)點(diǎn)。否則，由于系統(tǒng)電壓和電容器殘壓的差值太大，觸發(fā)晶閘管時(shí)就會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，會(huì)直接損壞晶閘管。為了確定觸發(fā)合適時(shí)刻，需要預(yù)先測(cè)量電容器的電壓，但是這通常很難做到。因此，我們可以選擇脈沖序列作為晶閘管的觸發(fā)信號(hào)。還可以每次觸發(fā)晶閘管時(shí)，選擇其承受反壓的時(shí)刻作為觸發(fā)脈沖序列的開始，這樣當(dāng)晶閘管由反向轉(zhuǎn)為正向偏置時(shí)就自動(dòng)進(jìn)入平穩(wěn)導(dǎo)通的狀態(tài)，這樣也解決了電容器殘壓測(cè)量的問題。(b)方案省去了一相晶閘管。為了提高運(yùn)行的可靠性，防止電容器和晶閘管損壞，晶閘管投入時(shí)必須經(jīng)過過零檢測(cè)，也就是只有晶閘管兩端的電壓接近零時(shí)才允許晶閘管被觸發(fā)。當(dāng)晶閘管的電壓過大時(shí)，晶閘管的觸發(fā)信號(hào)就會(huì)被閉鎖。(c)方案與(a)方案不同的就是，(a)方案是三角形內(nèi)控接線，而(c)方案屬于三角形外控接線方式。（2）上圖（d）(f)屬于星型接線方式。采用圖（d）接線方案，晶閘管電壓定額可以降低，但是電流定額增大了。電容器電壓降低會(huì)提高其單位價(jià)格，同時(shí)投切時(shí)會(huì)產(chǎn)生短時(shí)不平衡中線電流。圖(e)采用無中線星行連接方式，電容器組可以隨便的選擇。但是由于沒有中線電位固定作用，晶閘管承受的最大電壓和圖(a)相同，但是相同容量條件下，流經(jīng)晶閘管的電流卻比圖(a)大。圖(f)是省去了一相晶閘管的星行連接圖。這種接法電容器殘余電壓不固定，晶閘管承受的電壓和圖(a)相同。三相電容器可以任意選取，但是需要零電壓觸發(fā)電路。星形接線不會(huì)造成無功過補(bǔ)，但是裝置造價(jià)要比三角形接線高的多，控制也相當(dāng)復(fù)雜。適用于各相負(fù)荷相差較大，其功率因數(shù)值也有較大差別的場(chǎng)合。(3)。這種接線方式的補(bǔ)償裝置。運(yùn)行靈活，成套價(jià)格也低于單一的Y接線方案，但是要高于△接線方案。由以上分析可以看到，三角形和星行相結(jié)合的接線方式雖然不會(huì)造成無功過補(bǔ)，但是這兩種控制復(fù)雜而且電容器的造價(jià)也比較的高。星行接