【文章內(nèi)容簡介】 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)電容器的無功補償作用和原理，圖中的用電負荷總電流，可以分解成為有功電流分量和無功電流分量（電感性的）。當并聯(lián)電容器投入運行時，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，負荷所需的無功功率全部由補償電容供給，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)負荷實際吸收的電流為I（t），為了使輸電線路上流過純有功電流Ir（t），則需要在負荷端接入一個無功補償器，補償提供的電流為Ｕ(ｔ），則這里的Ic（t）就是無功電流Ix（t），這就是電力系統(tǒng)中進行無功補償?shù)囊c。這是完全的補償，線路上的電流Ir（t）是為了產(chǎn)生負載實際功率（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，因此補償?shù)蛪簾o功負荷是電網(wǎng)補償?shù)年P(guān)鍵。搞好低壓補償，不但可以減輕上一級電網(wǎng)補償?shù)膲毫Γ铱梢蕴岣哂脩襞潆娮儔浩鞯睦寐?，改善用戶功率因?shù)和電壓質(zhì)量，并有效的降低電能損失。低壓補償對用戶以及供電部門都是有利的。低壓無功補償?shù)哪繕耸菍崿F(xiàn)無功的就地平衡，通常采用的方式由以下三種：隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。隨機補償是指將低壓電容器組和電動機并聯(lián)，通過控制、保護裝置與電機共同投切。隨機補償?shù)膬?yōu)點是：用電設(shè)備運行時，無功補償投入，用電設(shè)備停止運行時，補償裝置也退出，不需要頻繁調(diào)整補償容量。具有投資少，配置靈活，維修簡單等優(yōu)點。為了防止電機退出時產(chǎn)生自激過電壓，補償容量一般不大于電機的空載無功。隨器補償就是將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器的二次側(cè)，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。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，普遍存在負荷輕的現(xiàn)象。在變壓器接近空載時，此時配電變壓器的空載無功是電網(wǎng)無功負荷的主要部分。隨器補償由于補償在低壓側(cè)，可有效的補償配變空載無功，且連線簡單，做到無功就地補償。跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶０．４ＫＶ母線上的補償方式。補償電容器組的固定連接組可起至Ⅱ相當于隨器補償?shù)淖饔?，補償用戶的固定無功基荷；可投切電容器組用于補償無功峰荷部分。由于用戶負荷有一定的波動性，故推薦選用自動投切方式。此法對電容器的保護比前兩種更可靠。以上三種補償方式都可以對特定種類的無功負荷實現(xiàn)“就地平衡”的無功補償，降損節(jié)能效果更好。 TSC型無功補償器的原理 SVC的定義及分類SVC專指使用晶閘管的靜止型動態(tài)無功補償裝置，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間短（5ms～10ms），運行可靠，分相調(diào)節(jié)，能平衡有功和適用范圍廣等優(yōu)點，而且TSC還有很大的靈活性，占地面積相對小，產(chǎn)生的高次諧波和噪聲較小。相對于無功發(fā)生器SVG來說控制簡單、開發(fā)時間短、成本低。TSC型SVC可以有效治理閃變，減小諧波電流，更具實用價值。 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)時可能造成的沖擊電流的，在很多情況下，這個電感往往不畫出來。因此，當電容器投入時，TSC的電壓一電流特性就是該電容的伏安特性。在工程實際中，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實際上就是斷續(xù)可調(diào)的吸收容性無功功率的動態(tài)無功補償器。當TSC用于三相電路時，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)生的電容值級數(shù)越多越好，但是綜合考慮到系統(tǒng)復雜性以及經(jīng)濟性問題，可以采用二進制的方案，即采用k1個電容值均為C的電容，和一個電容值為C/2的電容，這樣的分組法可使組合成的電容值有2k級。 投入時刻的選取選取投入時刻總的原則是，TSC投入電容的時刻，也就是晶閘管開通的時刻，必須是電源電壓與電容器預先充電電壓相等的時刻。因為根據(jù)電容器的特性，當加在電容上的電壓階躍變化時（若電容器投入的時刻電源電壓與電容器充電電壓不相等就會發(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。因為根據(jù)電容器的特性方程:ic=C得出如果在導通前電容器充電電壓也等于電源電壓峰值，則在電源峰值點投入電容時，由于在這點電源電壓的變化率（時間導數(shù)）為零，因此，電流ic，即為零，隨后電源電壓（也即電容電壓）的變化率才會按正弦規(guī)律上升，電流ic，即按正弦規(guī)律上升。這樣，整個投入過程不但不會產(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刻。第3章 系統(tǒng)設(shè)計 主電路的設(shè)計 電容器的接線方式電容器接線方式的不同，決定了補償方式的不同。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)圖中無觸點投切開關(guān)是由兩只反并聯(lián)的晶閘管組成的。當晶閘管為正向電壓時，且門極上有觸發(fā)信號，晶閘管導通，電容器投入；去掉觸發(fā)脈沖信號后，電流過零時，晶閘管截止，電容器切除。當晶閘管重投時，需要考慮電容器的殘壓，當系統(tǒng)電壓和電容器殘壓相等時（允許有一個小范圍的差值），就是晶閘管的投入觸發(fā)點。否則，由于系統(tǒng)電壓和電容器殘壓的差值太大，觸發(fā)晶閘管時就會產(chǎn)生很大的沖擊電流，會直接損壞晶閘管。為了確定觸發(fā)合適時刻，需要預先測量電容器的電壓，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。還可以每次觸發(fā)晶閘管時，選擇其承受反壓的時刻作為觸發(fā)脈沖序列的開始，這樣當晶閘管由反向轉(zhuǎn)為正向偏置時就自動進入平穩(wěn)導通的狀態(tài)，這樣也解決了電容器殘壓測量的問題。(b)方案省去了一相晶閘管。為了提高運行的可靠性，防止電容器和晶閘管損壞，晶閘管投入時必須經(jīng)過過零檢測，也就是只有晶閘管兩端的電壓接近零時才允許晶閘管被觸發(fā)。當晶閘管的電壓過大時，晶閘管的觸發(fā)信號就會被閉鎖。(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。電容器電壓降低會提高其單位價格，同時投切時會產(chǎn)生短時不平衡中線電流。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。星形接線不會造成無功過補，但是裝置造價要比三角形接線高的多，控制也相當復雜。適用于各相負荷相差較大，其功率因數(shù)值也有較大差別的場合。(3)。這種接線方式的補償裝置。運行靈活，成套價格也低于單一的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造成無功過補，但是這兩種控制復雜而且電容器的造價也比較的高。星行接線控制也比較復雜，價格相對也比較的高，而三角形接線方式簡單，價格相對便宜，考慮本設(shè)計是應(yīng)用于低壓系統(tǒng)，因此我們選用外控三角形接線方式。 電容器的分組方式電容器的分組方式有等容分組方式和不等容分組方式。等容分組方式是指各組電容器的容量相等，優(yōu)點是易于實現(xiàn)自動控制，缺點是補償級差大，要想獲得較小的補償級差，必須增加分組組數(shù)，相應(yīng)的控制設(shè)備及所占空間也需要增加。不等容分組方式是指各分組電容器的容量不相等，其優(yōu)點是利用較少的分組就可以獲得較小的級差，缺點是控制比較復雜。當采用晶閘管控制電容器補償設(shè)備時，由于輸出不能連續(xù)調(diào)節(jié)，電容器分組補償對補償效果有明顯的影響。