【正文】 P? ABIUP/sin??（） 22)(1sin1coABIUP????（） 由于 UAB為線電壓，因此三相視在功率為： ABIUS3?（） 三相有功功率為： 2)(13cosABABIUPISP???（）三相無(wú)功功率為： （）ABPSQ32??由公式（）～（）可知，如何由信號(hào) uＡＢ 和 IＡ 得到 UAB，I A和 P 是進(jìn)行無(wú)功檢測(cè)的關(guān)鍵。在三相對(duì)稱電路中,取任意兩相電壓(本文取 UAB)和另一相電流(本文取 IA)，就可測(cè)量無(wú)功功率。不僅影響控制系統(tǒng)的可靠性和使用性，也將影響電網(wǎng)和用戶設(shè)備的安全運(yùn)行。 無(wú)功功率檢測(cè)許多無(wú)功補(bǔ)償控制器是以功率因數(shù)作為投切判據(jù),它以電網(wǎng)中反映電壓與無(wú)功相位差的功率因 作為控制信號(hào)來(lái)控制并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投切狀態(tài)。這里，可以定義無(wú)功功率為 2sQP??（）上述只反映能量的流動(dòng)和交換,并不反映能量在負(fù)載中的消耗。三相電路總的功率因數(shù)就等于各相功率因數(shù)。因此,本文只考慮三相對(duì)稱電路的功率因數(shù)及無(wú)功功率的計(jì)算。 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 無(wú)功補(bǔ)償原理及無(wú)功檢測(cè) 無(wú)功補(bǔ)償原理在三相電路中,影響功率因數(shù)的因素除了電壓和電流的相位差、波形畸變外,還有一個(gè)因素就是三相不對(duì)稱。（3）無(wú)功量實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)：投切判據(jù)，如何做到最優(yōu)化補(bǔ)償，取決于控制方法以何種參量作為 投切判據(jù)。 系統(tǒng)關(guān)鍵問題低壓 TSC 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是一個(gè)綜合運(yùn)用電力電子技術(shù)，微機(jī)控制技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)的工程技術(shù)領(lǐng)域，它要解決無(wú)功量實(shí)時(shí)檢測(cè)方法、大電流晶閘管開關(guān)技術(shù)、零電壓投入等關(guān)鍵技術(shù)，具體如下：（1）大電流晶閘管開關(guān)技術(shù)：觸發(fā)，散熱，可靠性，低成本。（2）利用單片機(jī)同步相位控制技術(shù)和自適應(yīng)晶閘管技術(shù)，當(dāng)實(shí)時(shí)檢測(cè)到電容器兩斷電壓與電網(wǎng)電壓的大小相等，極性一致時(shí)，瞬時(shí)投入電容器，電流過零時(shí)晶閘管自然關(guān)斷，從原理上實(shí)現(xiàn)了無(wú)過渡過程投切電容器。主控制電路采用電力電子器件可控交流電子開關(guān)技術(shù)和先進(jìn)的過零檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電容器組的過零平滑投切、無(wú)合閘涌流沖擊、無(wú)操作過電壓、無(wú)電弧重燃，電容器無(wú)需放電即可重新投入使用，并且不受投切次數(shù)的限制。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全補(bǔ)償，但實(shí)際上做不到，因?yàn)殡娙萜髦荒苡屑?jí)調(diào)節(jié)，投入多了又會(huì)過補(bǔ)償，實(shí)際投入的電容器容量一般小于無(wú)功負(fù)荷容量 Q。由檢測(cè)到負(fù)荷電流和電壓，計(jì)算出負(fù)荷的無(wú)功功率 Q。以往的無(wú)功補(bǔ)償裝置大都以功率因數(shù)作為控制量，這種控制方式的缺點(diǎn)是：在小負(fù)荷時(shí)容易出現(xiàn)投切振蕩，干擾電網(wǎng)；而在大負(fù)荷時(shí)又不易達(dá)到充分補(bǔ)償。其工作原理是：控制器不斷檢測(cè)負(fù)荷的無(wú)功分量，判斷是否要投切電容器并計(jì)算投切的容量，控制器輸出投切信號(hào)，觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管以投入相應(yīng)容量的電容器，或撤除相應(yīng)的晶閘管觸發(fā)信號(hào)以切除相應(yīng)的晶閘管觸發(fā)信號(hào)以切除相應(yīng)容量的電容器。 原理框圖本設(shè)計(jì)原理示意圖如下圖 所示，其電容器分為 6 組，全部采用三角形接線，容量比采用二進(jìn)制方案，控制電容器投切的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)采用 2 只反并聯(lián)的晶閘管，當(dāng)向主回路施加正向電壓且晶閘管的控制極有觸發(fā)脈沖時(shí)，晶閘管導(dǎo)通,把電容器投入電網(wǎng)；而當(dāng)去掉觸發(fā)脈沖后，電流過零或反相時(shí)，晶閘管截止，從電網(wǎng)上切除電容器。第 2 章 總體方案 總體方案介紹 主要技術(shù)要求設(shè)計(jì)的 TSC 無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)達(dá)到以下要求：（1）采用更有效的，對(duì)用戶和電網(wǎng)最有利的檢測(cè)方法和控制方式； （2）設(shè)計(jì)一種經(jīng)濟(jì)有效可靠的防止電容器投入時(shí)電流沖擊的電路，嚴(yán)格保證在各種情況下都可以在晶閘管兩端電壓為零時(shí)才使之觸發(fā)。晶閘管投切的技術(shù)難點(diǎn)是：在實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)的同時(shí)保證投切無(wú)沖擊。所謂“動(dòng)態(tài)”是指無(wú)功補(bǔ)償裝置快速地跟綜負(fù)荷變化，即當(dāng)無(wú)功負(fù)荷增大時(shí)，將電容器投入，當(dāng)無(wú)功負(fù)荷減小時(shí)，能立即切除部分電容器，以避免過補(bǔ)償。TSC 的關(guān)鍵技術(shù)問題是投切電容器時(shí)刻的選取，TSC 補(bǔ)償器可以很好的補(bǔ)償系統(tǒng)所需的無(wú)功功率，如果級(jí)數(shù)分得夠細(xì)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。比 SVC 更先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償裝置是靜止無(wú)功發(fā)生器。自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，在世界范圍內(nèi)其市場(chǎng)一直在迅速而穩(wěn)定地增長(zhǎng)，已占據(jù)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的主導(dǎo)地位。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置是以電力電子器件為無(wú)功器件的控制或開關(guān)器件的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。同步調(diào)相機(jī)能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償，至今在無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域中還在使用，而且隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，其控制性能還有所改善。特別是該裝置可良好的適用于軋鋼、吊車等沖擊性負(fù)載系統(tǒng)當(dāng)中。 新型無(wú)功補(bǔ)償裝置低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置是一種用晶閘管作為無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行電容器投切的快速動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。（3）可實(shí)現(xiàn)缺相、過電壓、欠電壓、過電流、短路等微機(jī)保護(hù)功能。 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展 新型無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)晶閘管可作為理想的無(wú)觸點(diǎn)投切開關(guān)，利用先進(jìn)的相位觸發(fā)技術(shù)通過晶閘管可實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器的無(wú)過度過程快速投切，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，大功率晶閘管器件性能價(jià)格比有較大的提高，特別是晶閘管器件生產(chǎn)技術(shù)條件的國(guó)產(chǎn)化日益成熟，為晶閘管投切電容器在我國(guó)的實(shí)用化推廣應(yīng)用提供了器件上的可靠保障，采用電力電子開關(guān)技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可實(shí)現(xiàn)零電壓投切，從而克服用機(jī)械開關(guān)所無(wú)法解決的巨大涌流沖擊問題，無(wú)開閘過電壓，無(wú)電弧重燃，不受投切次數(shù)限制，可以頻繁投切。這些投切方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化補(bǔ)償，有時(shí)出現(xiàn)過補(bǔ)償。（5）無(wú)法實(shí)現(xiàn)分相投切，無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化運(yùn)行，在三相不平衡時(shí)達(dá)不到補(bǔ)償效果，可能出現(xiàn)過補(bǔ)償，尤其是在午夜后電壓較高時(shí)向電網(wǎng)返送無(wú)功功率，引起電壓質(zhì)量問題。傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置是通過控制交流接觸器或空氣開關(guān)實(shí)現(xiàn)電容器組的投切，從技術(shù)原理上講它不適合作為投切電容器的開關(guān)，因?yàn)榻涣鹘佑|器無(wú)法實(shí)現(xiàn)按相位角瞬時(shí)投入、切除電容器，同時(shí)交流接觸器的觸頭動(dòng)作次數(shù)有限，不適合頻繁投切電容。不同應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)補(bǔ)償裝置容量的要求也不一樣。以上這些功能雖然是相互關(guān)聯(lián)的，但實(shí)際的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置往往只能以其中某一條或某幾條為直接控制目標(biāo)，其控制策略也因此而不同。低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置將極大的提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，為改善人民物質(zhì)生活起著極為重要的作用。隨著微機(jī)控制技術(shù)和功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展，用微機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、跟蹤負(fù)荷的無(wú)功功率的變化并自動(dòng)控制補(bǔ)償電路的投切，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確，快速的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，從而達(dá)到降低配電線路的線損、改善電網(wǎng)供電質(zhì)量的目的。須利用各種無(wú)功功率補(bǔ)償（以下簡(jiǎn)稱無(wú)功補(bǔ)償）設(shè)備在電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。同時(shí)，無(wú)功功率的不合理分配，也將造成線損增加，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。無(wú)功功率是電力系統(tǒng)一種不可缺少的功率。同時(shí)，無(wú)功功率的不合理分配，也將造成線損增加，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。無(wú)功功率是電力系統(tǒng)一種不可缺少的功率。 Voltagezero第 1 章 緒論 無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x電力系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率平衡決定了電壓水平，由于用戶中存在著大量無(wú)功功率頻繁變化的設(shè)備；同時(shí)，用戶中又有大量的對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性有高要求的精密設(shè)備如計(jì)算機(jī)，醫(yī)用設(shè)備等，因此需要對(duì)系統(tǒng)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。 Controller 。 Lowvoltage dynamic reactive power pensation。從無(wú)功補(bǔ)償原理出發(fā)，建立電容器自動(dòng)補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)控制方法，并且采用晶閘管無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)實(shí)現(xiàn)電容器組的快速自動(dòng)投切，它通過檢測(cè)晶閘管無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)兩端電壓為零作為觸發(fā)的必備條件，具有硬件閉鎖保護(hù)，避免了誤觸發(fā)造成的沖擊電流損壞元件，并且不會(huì)產(chǎn)生無(wú)功倒送。 目 錄摘 要 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????ⅠAbstract???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????Ⅰ第 1 章 緒 論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 無(wú)功補(bǔ)償 的作用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r ???????????????????????????????????????????????????????????????????2 傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償 裝置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????2 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展 ??????????????????????????????????????????????????????????????2第 2 章 總 體 方 案 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 總體方案介紹 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 主要技術(shù)要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????5 原 理 框 圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 概 述 系統(tǒng) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 系統(tǒng)主要特點(diǎn) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 系統(tǒng)關(guān)鍵問題 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 無(wú)功補(bǔ)償原理及無(wú)功檢測(cè) ????????????????????????????????????????????????????????7 零電壓投入 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????10第 3 章 主 電 路 設(shè) 計(jì) 與 元 器 件 選 擇 ????????????????????????????????????????????????????????11 主 電 路 設(shè) 計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 投 切 元 件 選 擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 電 容 器 接 線 方 式 的 選 擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????11 主 電 路 選 擇 問 題 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 主 電 路 概 述 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 主 電 路 圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 元 器 件 的 選 擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 電 容 器 組 的 確 定 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 晶 閘 管 的 選 擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????