【文章內容簡介】 組合 最 大 最 小 方 案Ⅰ 方 案Ⅱ 無功（ KVAR） 無功（ KVAR） 最大無功補償容量效果 最小無功補償容量效果 最大無功補償容量效果 最小無功補償容量效果 有功（ KW） 有功 （ KW） 單 臺 P Q* 20 0 30 15 Q Q剩 cosφ cosφ 雙 臺 P Q* 60 20 60 30 Q Q剩 cosφ cosφ 三 臺 P Q* 100 40 90 45 Q Q剩 cosφ cosφ 四 臺 P Q* 120 60 95 60 Q Q剩 cosφ cosφ 由以上計算結果，方案Ⅱ補償效果好些，電容器額定電壓 400V，實際電壓 380V左右，綜合考慮，選擇方案Ⅱ，無功補償后 cos? 超過 ，可以認為補償效果較好。 采用接觸器投切電容器的沖擊電流大，影響電容器和接觸器的使用壽命；用晶閘管投切電容器能解決接觸器投切電容器存在的問題，但明顯缺點是裝置 存晶閘管功率損耗，需要安裝風扇和散熱器來通風與散熱，而散熱器會增大裝置的體積，風扇則影響裝置的可靠性。 本設計裝置主回路，采用 無觸點開關投切電容器 ，技術先進，功能完備，可 14 靠性高，維護量小，克服了有觸點開關投切電容器的一系列缺點，具有無合閘過渡電流沖擊，無電弧重燃，無操作過電壓，快速跟蹤無功變化頻繁投切，動態(tài)響應快，分組多級補償一次性到位，自動化程度高。實用于城市電網、工礦企業(yè)、油田、軍工、海港、生活小區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、農村電網等需要無功補償?shù)牡蛪河脩簟? 投切執(zhí)行器的選擇 電容器的投切容量由負載無功功率的大 小決定，投切原則是：盡量發(fā)揮補償容量的作用不發(fā)生過補償。本設計只考慮平衡補償方案，這是由廠礦運行具體情況決定的。電容器按 4： 2： 1 的比例分組，投切開關由可控硅模塊組成。由于短路容量沖擊電流大，在每一個電容支路中有一定容量的電抗器作為限流元件以保護電容器和可控硅。 圖 電氣一次接線圖 15 第四章 補償器接線方式的選擇 主接線的選擇 原則 晶閘管電力電子開關控制的電容器（ TSC）無功補償具有響應速度快，開關可以頻繁操作，壽命長， 無功容量按 4： 2： 1 分組可實現(xiàn) 7 級階梯式調節(jié)等優(yōu)點，他屬于靜止補償器的一種，因此比固定電容器或者交流接觸器控制的電容柜特性要優(yōu)越， 接線方式比較及選擇 接線方式常見的有以下幾種，如圖 所示 (A) (B) （ C） （ D） 16 （ E） 圖 （ A），（ B），（ C），（ D），（ E）無功補償主接線圖 下面對以上各圖進行分析如下： 圖（ A）是三相控制的三角形接法，這種電路的特點是線電壓是已知量（端電壓固定），晶閘管無觸點開關由兩只反并聯(lián)的普通晶閘管構成，晶閘管斷開總是在電流過零時，所以斷開的電容器上的電壓一般處于最大值（或正或負），并且由于電容器的內部裝設的放電電阻的自放電現(xiàn)象，電容上的電壓逐漸減小。在晶閘管重投時，需要考慮電容器剩余電壓， 當系統(tǒng)電壓和電容器殘壓差值較大時（允許有個小范圍誤差），就是晶閘管無觸點開關投入的觸發(fā)點，否則由于電容器兩端電壓不能突變，系統(tǒng)電壓和電容殘壓的差值較大時，觸發(fā) SCR 會產生很大的電流沖擊（這在觸點開 關投切的電容器是不可避免的），這一沖擊會直接損害晶閘管，電流沖擊主要表現(xiàn)在開關投入時的電流突變和沖擊電流最大值上： （ Lo+L） dtdi =UL（ t） Uc（ t） (41) 式中， Lo…………電源內阻抗 L…………串聯(lián)的電抗 UL（ t）…………晶閘管觸發(fā)時刻的電網電壓 UC（ t）…………晶閘管觸發(fā)時刻的電容電壓 通常電源短路容量較大，所以等值電感 Lo較小，為限制諧波電流而串聯(lián)的電抗 L也不很大，所以 當電容差較大時開通 SCR， dtdi 就很大。在晶閘管剛被觸發(fā)的瞬間，晶閘管的導電區(qū)域限于門極附近的開關區(qū)域，還來不及擴散到整個晶體芯 17 片的面積，這時過大的dtdi極易損傷晶閘管開關，最嚴重的情況是在 UL（ t）與 Uc（ t）反相最大時刻觸發(fā)晶閘管，并由此而來形成的沖擊電流非常危險，以 400V電壓為例，最大電壓差 UL（ t） Uc（ t）將達到 1130V。如果以一組三角形接法的50KVAR 的電容器裝于 400KVA 變壓器的低壓側為例，設 Uk=4%， C=332μ F，忽略電阻，在最大電壓差時觸發(fā)晶閘管開關， 后電流達到最大值（大約 2900A），這對于過流能力不太大的晶閘管將構成嚴重的威脅。串聯(lián)電抗器可以降低電流沖擊，但需要增加投資。為了確定觸發(fā)的合適時刻，就需要預先測定電容器的殘壓，這通常又不太容易做到。為解決這一難題，我們可以選擇脈沖列作為晶閘管的出發(fā)信號。另外，無論電容器殘壓多高，他總是小于等于電壓幅值的，所以在一個周期中，晶閘管總有處于零壓或反壓的時間。每次觸發(fā)晶閘管時選擇承受其反電壓時刻作為觸發(fā)脈沖列的開始，這樣當晶閘管由反向轉為正向偏 置時就自動進入平穩(wěn)導通狀態(tài)。由此可以解決電容電壓測量的難題。利用微電容控制電容器切除的時刻，可以知道電容器殘壓的極性，可以更好的進行控制。 圖（ B）是采用二極管代替部分晶閘管組成的半控開關式接線。他的特點是每次電容切除（晶閘管阻斷）時電容器總保持一定的電壓（正的最大值），這樣晶閘管開關投入時只要脈沖列從系統(tǒng)最大值開始觸發(fā)就可以保證平穩(wěn)過渡。而且可以少用晶閘管降低成本，同時減小控制復雜性。但是其缺點是第一次送電時仍會發(fā)生電流沖擊。另外， 由于電容器組不推薦三角形接線， 所以圖一和圖二需要定制電容器，也增加了接線的 復雜性。 圖（ C）是采用 Yo 型接法的電路，這種電路晶閘管電壓定額可以降低，但電流定額增大了。電容器電壓降低會提高其單位價格，同時投入時會產生短路不平衡形成中線電流。 圖（ D）為電容器無中性線的接法，電容器組可以選任何一種三相電容器，但由于沒有中線的電位固定作用，晶閘管仍承受和圖（ A）一樣的電壓，但晶閘管的電流是圖（ A）的 3 倍。 圖（ E）為圖（ D）基礎上的改進型，省去了 B相的晶閘管開關，只控制兩相，和圖（ D）一樣，由于電容電壓的不確定性，晶閘管承受的電壓和圖（ A）一 樣 ，這種方式可采用最普通的三相電容器組，又可少用價格昂貴的晶閘管，所以具有優(yōu)越性。所以我們選（ E）為最優(yōu)接線方式，另外研制了零電壓出發(fā)電路，使得 這種接線方式的控制具有可行性。 18 第五章 主要參數(shù)計算 傅立葉算法計算無功 被采樣模擬信號電壓電流周期分量： ? ???? ?? 0 11)( s i nc osnt tAntBnX ?? (51) 由傅式級數(shù)原理。 NAI 1? ?????? ???11 2sin2 NK IK NkX ? (52) 電流基波分量正弦項振幅。 ?????? ??? ???112c os21 NK INIKII XNkXXNB? (53) 電流基波分量余弦項振幅。 ?????? ?? ???112s in21 NK KU NkUNA? (54) 電壓基波分量正弦項振幅。 ?????? ??? ???1102c os21 NK UNUKUU XNXXNB? (55) 電壓基波分 量余弦項振幅。 XI(U)K—— 第 K次電流（電壓）采樣值 電流有效值： I= 2/22 II BA ? (56) 電壓有效值： U= 2/22 UU BA ? (57) 由于實際采樣信號（ UACIB），電流 IB滯后 UAC（ 90176。 +φ）為負 所以要消除 90176。影響： jRXIjU ????? 19 ?2222//IIIUIUIIIUIUBABABBRBABBAAX???????? ? ?IUIU BBAAQ ???? 2 3 傅立葉算法計算有功 ： 同理： ? ?IUIU BAABRIP ??? 233 2 計算功率因數(shù) ： 2222c os XRRQPP ?????