电力电子技术与无功补偿

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电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究

电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究

电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究摘要:随着社会的进步和市场的发展,人们对生产企业产品质量的要求越来越高,而企业生产设备为应对市场需求,对电力的消耗也持续增长,形成较大的成本。

为了有效降低生产成本,需要针对生产设备电力消耗问题进行改善,即通过无功补偿方式,降低生产能源消耗和提高设备运行效率,即通过降低输送线路和点变压器损耗,提高电网功率因素和电效率等,确保实现该区域电网的有效性和经济性。

关键词:无功补偿;自动控制;电力电子技术一、无功补偿装置在电力系统中的应用1.1电力系统无功补偿的应用效果随着社会生产对电力需求的增加,电力行业快速发展起来,电力系统规模也在不断的扩大,电力负荷的需求开始不断上涨。

在电力系统的运行中,无功补偿的运用可以起到重要的作用,它能够有效提高电网的运行效率,改善供电环境,同时还可以降低电力系统运行中变电器和输电线路的损耗。

将无功补偿装置安装与电力系统中,可以使电网的运营保持平衡的状态,安全稳定的运行,不仅大大的降低了电能消耗,同时提升了电能的质量。

1.2电力系统无功补偿应用的措施1.2.1无功补偿电力容器无功补偿电力容器从设计上来说,相对于其他的仪器是较为简单的,无论是容器的安装、运行,还是容器的维护等,其设计工作都不算复杂。

但无功补偿电力容器的使用较为复杂,由于我们通常使用的都是感性的无功补偿,因此不能做到持续性的调节。

在使用电力无功补偿电力容器的时候,也会产生一定的负电效应,负电效应会导致低电网电压有所下降,同时补偿电流也会下降,这就降低了电容器的补偿容量,使得电力容器所补偿的无功量快速的降低。

在这样的情况下,如果谐波的干扰较大,很可能会使无功补偿电力电容器被烧毁,造成一定的损失。

1.2.2无功补偿同步调相机同步调相机是一种发电机,它是同步旋转式的,属于无功率动态性补偿装置。

同步调相机的工作原理是通过对励磁系统的调节来发出感性或有容性的功率。

因为同步调相机是属于同步旋转式发电机,因此在运行过程中,它始终处于一种旋转的状态,这就会产生较大的噪声,造成一定的损耗。

电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用

电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用

电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用摘要:随着社会的发展以及经济的不断进步,我国企业生产也不断扩大,对产品的加工和生产有了更高的质量要求,同时对于产品生产加工及生产设备也提出了更高的要求。

企业用于加工及生产的设备在企业生产成本当中所占比重较大,为降低生产成本,就必须重视能源的节约及设备能源的消耗。

无功补偿因其可减少设备耗电量并提高设备运行效率而倍受业内企业的关注。

关键词:电力电子技术;无功补偿;自动控制;应用引言随着社会经济的发展和企业生产的持续扩大,产品加工的质量以及生产质量逐渐提高,由此对产品的生产设备也提出了较高的要求。

当前,生产加工企业中的相关设备占据了较大的生产成本比重,能源节约以及设备能源消耗的降低成为了生产企业应重点关注和及时解决的问题。

1无功补偿装置概述在电网的实际运行过程,许多设备的电力负荷属于感性负荷,电网中的相关设备,例如变压器、电动机等设备都需要吸收无功功率。

由此,无功补偿的方式可以减少电网感性负载。

我们可以看到,实际上无功补偿是实现减少设备磨损的补偿来达到降低设备损耗的。

电网无功补偿类型,常用分散安装配置中的高、低压并联电容器电路,并联电容器主要安装在变电站总线相关设备中,必不可少要安装并联补偿电容器,将并联的无功补偿电容器安装在生产车间的配电屏以及变压器低压一侧上,同时也应将并联电容器安装在单台的发动机位置,在实际的安装过程中,应注意在电力负荷较低的状况下,应避免过度无功补偿。

并联电容器的补偿是通过对电气设备的等效电路连接,提高了供电回路的功率因素实现的,并联电容器的补偿投资较少,效果也十分明显,由于其功率以及电压保持合格合理,同时还能进行分组投切。

针对当前我国具有较低配电网平均功率等多方面的因素,补偿元件静电电容器,实现电网的无功补偿,有集中补偿和就地补偿这两种方式。

集中补偿又有固定式以及自动跟踪式,可实现配电系统的共享化设计,提高系统的性价比;而就地补偿具有较好的补偿效果,但由于数量较多,致使安装不便,同时也将提高系统的运行成本。

电力电子技术在电网稳定中的应用

电力电子技术在电网稳定中的应用

电力电子技术在电网稳定中的应用电力电子技术是指在电力系统的输配电过程中采用电子技术设备和器件来进行电能的转换、控制和保护。

随着电力系统的规模和复杂性增加,电力电子技术在电网稳定中的应用变得越来越重要。

本文将从电力电子技术在电网稳定中的三个方面进行论述,分别是无功补偿、调度控制和电能质量控制。

一、无功补偿无功补偿是电力电子技术在电网稳定中的重要应用之一。

电力系统中的负载通常包含有功和无功两部分,其中无功功率是指电流通过电容器和电感器所消耗的电流能量。

通过无功补偿技术,可以对电力系统的无功功率进行调整,从而提高系统的功率因数,改善电网的稳定性。

无功补偿主要采用静态无功补偿装置,如静止补偿器(Static Compensator,简称STATCOM)和静止无功发生器(Static Var Generator,简称SVG)。

STATCOM能够根据电力系统的无功功率需求主动地提供或吸收无功功率,从而对电网的电压和无功功率进行调节。

SVG则能够根据电力系统的电压波动情况,主动地注入或吸收无功功率,以维持电网的电压稳定。

这些无功补偿装置基于电力电子技术的控制能力和快速响应特性,能够有效地改善电网的无功功率平衡,提高电网的稳定性。

二、调度控制电力电子技术在电网稳定中的另一个应用是调度控制。

随着电力系统的扩大和负载的增加,电力网络的稳定性和可靠性成为重要问题。

电力电子装置的应用可以提高电力系统的调度控制能力,实现对电力系统的精确控制和管理。

在电力电子技术的支持下,可以实现电力系统的柔性交流输电、可控特高压直流输电等高级调度控制策略。

柔性交流输电(Flexible AC Transmission System,简称FACTS)利用电力电子装置来控制电力系统中的电流、电压和相位等参数,以提高电力系统的稳定性和可靠性。

例如,可控电抗器(SVC)可以通过电流的调节来满足负载的无功功率需求,提高电网的稳定性。

而静止补偿器(STATCOM)则可以通过电压的调节来实现无功功率的补偿。

电力电子技术在无功补偿自动控制中的实践分析

电力电子技术在无功补偿自动控制中的实践分析

电力电子技术在无功补偿自动控制中的实践分析作者:吴毅张莉张土前来源:《无线互联科技》2021年第22期摘要:将电子技术应用到实际的无功补偿自动控制中,能够有效提升设备的实际工作效率,减少设备能源的消耗,对于提升生产加工质量和效率,都有着非常积极的作用。

文章提出在对无功补偿装置进行准确分析的基础上,探究电力电子技术在无功补偿自动控制中的实际应用,促使生产加工活动能够更加高效的开展。

关键词:电力电子技术;无功补偿;自动控制1 电力电子技术与无功补偿装置概述1.1 电力电子技术简介电力电子技术是电力领域中非常重要的基础组成,其主要是利用一些电力电子器件,实现对电能的转换和控制[1]。

将其应用在转换电能的过程中,其能够对一些较大、较小的电力进行转换,主要功能就是实现电力的转换。

一般情况下,电力电子技术主要可以分为期间制造技术、交流技术两种,该技术能够应用的范围主要包括:工业的交直流电机、电化学工业、交通运输中的电气化铁道、电力系统中的无功补偿、高压直流输电、家用电器中的变频空调。

该技术的应用能够解决传统技术、设备中存在的弊端,促进机电一体化产业的积极发展,保证能够更加高效地使用电能[2]。

在智能化需求不断增加的情况下,当前智能化的电力电子技术,也是其当前和未来的重点发展方向。

1.2 电力系统中的无功补偿装置概述当前很多电力系统中都会采用应用无功补偿设装置的方式,通过减少设备的磨损,减低设备的实际损耗情况,这种方式不仅能够对电网的供电环境进行有效改善,同时也可以减低变压器、输电线路的实际损耗情况,准确提升供电的效率。

相对来说,这种方式是节能减耗、提升电能质量的一种有效补偿方式。

电网中应用的无功补偿装置,一般会分散安装在高低电压的并联电容器电路内,一般情况下,能够应用在电力系统中的无功补偿方式,主要有以下几种:(1)在高低压配电线路中,实现对并联电通气的分散安装;(2)集中将并联电容器直接安装在变电所中的母线上;(3)安装在车间配电屏、配电变压器的低压位置上;(4)将并联电容器安装在单台电动机位置上[3]。

电力电子技术在静止无功补偿装置中的应用

电力电子技术在静止无功补偿装置中的应用

电力电子技术在静止无功补偿装置中的应用一、静止无功补偿1.电力系统无功补偿在电力系统中,电压是衡量电能质量的一个重要指标。

为了满足用电设备对使用电压的要求,必须使各输配电的母线电压稳定在一定的范围内,电压控制的主要方法之一就是对电力系统的无功功率进行控制。

理想情况下,应尽量使功率因数保持为“1”,这样就能使线路中电流只存在有功分量,从而可完全消除无功电流分量所引起的线路损耗,使电能得到充分利用,为了达到此目的,电力系统通常采用无功补偿设备。

2.静止无功补偿工业配电系统中,多采用电容器组实现功率补偿,但这样投切式补偿电容的方法只能进行有级调节,并且受机械开关动作条件的限制,响应速度慢。

静止无功补偿器(SVC)是相对于“旋转”式同步调相机和同步电动机而言,采用“静止不动”的电力电子器件和储能元件构成的无功补偿装置。

这种无功补偿装置能快速、平滑无级地调节容性或感性无功功率,从而实现动态补偿;并且它的体积比传统的补偿装置小,现场噪声也小。

二、静止无功补偿器的工作原理静止无功补偿装置有两种类型:晶闸管可控电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)。

1.晶闸管可控电抗器TCR单相原理图如下:α电抗器通过反并联晶闸管构成双向开关与交流电源相连,假设电抗器呈纯感性,则功率因数角φ=90。

,所以在0。

≤α≤90。

范围内,不能通过改变α来改变电感中电流从而改变TCR吸收的感性无功功率。

在90。

<α<180。

时,随着α德增大,电感电流基波分量相应减小,电抗器等效电感值随之可控,继而TCR吸收的感性无功功率可以平滑调节。

整个TCR 就像一个连续可调的电感,可以快速、平滑调节其吸收的感性无功功率。

另外,电力系统中,有时需要感性无功功率,有时需要容性无功功率,所以在实际应用中,可以在TCR两端并联固定电容器组。

2.晶闸管投切电容器TCR投切时的原理图如下:TSC由两个反并联晶闸管与电容器串联而成。

TSC实际上是断续可调地吸收容性无功功率。

浅谈无功补偿中的电力电子技术

浅谈无功补偿中的电力电子技术

浅谈无功补偿中的电力电子技术摘要:无功补偿具有稳定电压和降低能耗的作用,该技术在许多领域中都有所应用,尤其是在电力电子技术当中,无功补偿技术的应用不仅有效的降低了能耗,还能够对电力电子设备起到一定的保护作用,提高设备的运行效率。

本文研究的重点就是无功补偿中电力电子技术的应用,以进一步推动该领域的发展。

关键词:无功补偿;电力电子技术;应用方法;自动控制。

近几年,随着我国经济的不断发展,社会生产力不断提升,对科学技术也提出了更高的要求,在提高生产力的同时,也在要求不断的降低能源消耗,以有效的保护生态环境,保证经济的可持续化发展[1]。

无功补偿技术的应用在一定程度上提高了生产能力,而电力电子技术的加入将进一步提高该技术的应用效果,全面提升设备运行效率。

一、无功补偿技术简述电力系统中电网运行设备多属于感性负荷,也就是根据实际需求运行,其电力负荷会出现较大的波动,这就造成了无功功率的吸收。

近几年,随着我国供电系统的不断完善和扩大,电力负荷需求也出现了很大的提升,无功补偿技术的应用也更为广泛,此项技术可有效降低感性负荷,减少设备磨损,保证电网运行的安全性和稳定性,提高电力运输效率,减少电力损耗[2-4]。

通常情况下,无功补偿装置采用分散安装在高、低压并联电容器电路中的形式运行,虽然无功补偿电力容器的安装和使用都比较简单,但比较容易受到谐波干扰,难以实现持续性调节,所以,需有效避免无功补偿装置过度补偿问题。

二、电力电子技术概述电力电子技术是近几年新兴的一种技术,该项技术主要用于实现电子器件间的电能变换和控制,以确保电力设备运行的稳定性和安全性。

该项技术主要包括电力电子器件制造技术与交流技术两种,其应用领域主要有工业交直流电机、电气化铁道和电化学工业等等,在电力系统中,电力电子技术则主要用于无功补偿和高压直流输电。

而在家用电器中,电力电子技术也有所应用,例如节能灯和变频空调等等,该项技术的应用可以为信息电子装置提供充足的动力,减少了传统家用电器的一些弊端。

电力电子技术在无功补偿自动控制中的运用研究38

电力电子技术在无功补偿自动控制中的运用研究38

电力电子技术在无功补偿自动控制中的运用研究摘要:电力电子技术现在已经被众多领域所应用,并且取得了良好的效果,尤其是在电网中的应用,使得电网运行安全性与经济性更高。

基于我国电网建设现状,首先需要解决的即电压调整问题和无功补偿问题,而电力电子技术的应用,完全可以应对无功补偿问题。

本文基于无功补偿基本工作原理,对电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用要点进行了简单分析。

关键词:电力电子技术;无功补偿;自动控制电网内无功补偿可以提高电压稳定性,同时还能够将减少电网运行损耗,是电网建设需要重点关注的内容。

现在电力电子技术在无功补偿中的应用,可以有效发挥自动控制优势,更好的面对现在电网电气设备不断增多的情况,达到低能耗、低成本、高产出的目的。

一、电力系统无功补偿运行原理无功补偿即无功功率补偿,将其应用到电力系统中,面对的对象为运行设备,且均属于感性负荷,需要吸收一定量无功功率,尤其是现在我国电力系统建设日益完善,电网运行整体电力负荷增加。

为提高电网运行可靠性,并减少损耗,降低运行成本,便可以采用无功补偿的方法,可靠减少电网运行设备感性负荷,实际应用中已经取得了良好效果[1]。

基于实际应用现状来看,一般所选择无功补偿装置多分散在高、低压并联电容器电路内,安装维护技术性较低,但是要注意各影响因素造成的干扰,避免过渡应用无功补偿方式。

现在电力系统应用无功补偿主要目的是调整电压,将电路分为补偿器、系统以及负载三部分。

对无功补偿原理进行分析,可确定系统特性曲线为:=U0(1-△Q/Ssx) (1)其中,UO表示系统电压;sx表示系统短路容量。

推理可得系统电压变化量为△U=U-U0=U0(-△Q/Ssx) (2)根据公式可得,电力系统无功功率发生变化后,将会使得电压产生正比变化,并且系统所供给的无功功率值为负载加上补偿器无功功率之和,即△Q=QL+Qr。

电力系统正常运行状态下,如果负载无功功率QL发生变化,补偿器产生的无功功率QL可以有效应对无功功率变化要求,可得到△Q=Q2-Q1=0,并且无功功率Q不会发生改变[2]。

电力电子技术在电力质量改善中的应用

电力电子技术在电力质量改善中的应用

电力电子技术在电力质量改善中的应用电力质量是指电力系统中电能的适用性和稳定性,对于现代电力系统的可靠性和稳定性具有重要影响。

而电力电子技术作为一种能够改善电力质量的关键技术,在电力系统中发挥着重要的作用。

本文将重点探讨电力电子技术在电力质量改善中的应用。

首先,电力电子技术在电力系统中的无功补偿方面具有重要作用。

无功补偿是指通过控制电力电子设备来实现电力系统中无功功率的调节,从而提高电力系统中的功率因数。

同时,适当的无功补偿还可以减少线路损耗,提高电力系统的稳定性。

比如,在高压输电系统中,可采用静止无功发生器(STATCOM)进行无功补偿。

STATCOM通过电枢调控技术,能够迅速地响应电力系统中的无功功率需求,从而改善电力系统的电力质量。

另外,电力电子技术在电力系统中的谐波控制方面也具有重要作用。

谐波是指电力系统中频率不是基波频率(通常为50Hz或60Hz)的电压或电流信号。

谐波的存在会导致电力设备的过热、损坏以及电力系统的电压波动等问题。

电力电子技术可以通过谐波滤波器来控制和抑制谐波的产生和传播。

谐波滤波器利用电力电子器件的开关特性,能够选择性地消除电力系统中的谐波信号,保证电力系统的电压和电流波形符合国家标准,从而提高电力质量。

此外,电力电子技术在电力系统中的电压调节和容性补偿方面也发挥着重要作用。

电压调节是指通过电力电子设备对电力系统中的电压进行调节,以满足用户对电压稳定性的要求。

传统的电力压变器在电压调节方面存在效率低、体积大等问题,而电力电子技术通过采用IGBT等高效率开关器件,能够快速、准确地对电压进行调节。

容性补偿是指通过控制电容器的接入和退出来实现对电力系统中无功功率的调节,从而提高电力系统的电压质量。

电力电子技术在容性补偿方面具有快速响应、高效率等优势,能够有效地改善电力系统的电压稳定性。

除了上述应用之外,电力电子技术在电力质量改善中还有许多其他方面的应用。

例如,电力电子技术可以应用于电力系统中的电力电容器控制、可再生能源发电系统的控制等方面,进一步提高电力系统的可靠性和稳定性。

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电力电子技术与无功补偿张思建自动化 0303 班, 3039911161摘要:本文介绍了无功补偿技术在电力系统的发展情况。

将从无功补偿新技术、控制器、电容接线方式及投切开关等方面对无功补偿技术的发展现状作一简述。

关键字:无功补偿,电力电子技术Power Electronic Technology and Reactive Power CompensationAbstract: The paper introduces the development of reactive power compensation used in power system.The new technologies,control strategies,type of capacitance connection and its switches are discussed.Key words: reactive power compensation, power electronic technology0 、引言电能从发电厂送到用户要经过输电、变电、配电等环节,当电流通过这些环节时要产生有功和无功损耗。

无功功率是建立交流电、磁场而需的功率,无功功率同有功功率一样,是保证电力系统电能质量以及安全运行所不可缺少的部分。

在有功功率不变的情况下,无功功率的存在会使功率因数降低,视在功率增大,从而需要增大发、输电设备的容量,增加投资和电力损耗,增加运行费用,输电线路压降变大,不利于电力的输送与合理应用。

降低电能损耗,减少无功功率,采用无功补偿是最方便、经济有效的方法之一。

无功补偿技术发展到现在已经有几十年的历史,以前采用同步电机来产生无功功率,但随着电力电子技术的发展,无功补偿中的补偿控制器、无功检测装置、投切方式都有了很大的进步。

所以本文将从补偿控制器、无功检测装置、电容器的接线方式及投切开关等方面对无功补偿技术的现状作一简单的介绍。

1 、无功补偿的新技术低压补偿箱和补偿柜的技术改进和新技术应用归纳起来主要有以下几方面(1)采用智能型自动控制器,根据无功功率确定补偿容量而克服了根据功率因数补偿的一些缺点。

有些控制器还运用一些先进的算法,综合考虑无功功率和功率因数,控制补偿系统的运行。

(2)由三相共补到分相补偿。

以求达到更理想的补偿效果。

由于单相用电负荷的比例增加,三相不平衡程度增大,所以需要根据三相无功功率不平衡的情况,分相补偿。

(3)由单一的无功补偿发展为同时具有滤波及抑制谐波功能的补偿装置。

由于很多高级设备对电能的质量要求很高,而且有些补偿装置本身就会产生高次谐波,所以以前是单独采用滤波装置来消除高次谐波,但这往往增大了成本。

现在的无功补偿装置,就把这两种功能结合在一起,尽量减少因为无功补偿而给电网带来的“污染”(4)从采用交流接触器进行投切,到选用晶闸管开关电路进行投切,以及发展为等电压投、零电流切的最佳投切模式。

关于投切方式,后文将作详细的讨论。

(5)将低压无功补偿的功能纳人配电综合测试仪、箱式变电站、变台多功能箱、落地式封闭变台等设备的低压部分。

现在的配电箱功能都很齐全,而且由于有些地方的电力部门对减少无功功率使用方面有一套奖励措施,所以很多用户都希望加装补偿器。

所以这种新方法可以使配电箱功能更齐全,更容易管理。

2 、补偿控制器补偿控制装置的检测量主要有无功电流、系统某点电压有效值、功率因数 cosθ和无功功率Q四种。

其中,检测量为无功电流的控制器,优点是检测方法简单,不会发生振荡,补偿效果与电网电压波动无关;电压是线路无功功率的敏感参数,以电压为检测量,这种控制方式简单、可靠、实现起来也比较容易,但这种控制方式在系统大,系统内电抗X较小的情况下,控制灵敏度和精确度就受到了一定的限制;以功率因数为检测量的控制器,主要缺点是轻载时容易产生投切振荡,重载时又不易达到充分补偿。

故新型的控制器已不再选用以功率因数为检测量,而选用以无功功率为检测量的新型控制器。

2.1 功率因数控制功率因数控制就是以功率因数满足要求为控制目标,使电网的功率因数满足要求。

功率因数式控制器通过对电网的电压、电流进行采样检测,分析计算当前的功率因数值,用当前的功率因数值与设定的投切门限值进行比较,以确定是否投人、切除电容器,还是保持现有状态不变。

假设补偿前的功率因数 cos<0.9。

当将投人门限设定为cosa=0.9,控制器检测到当前的功率因数值小于0.9时,发出指令,投人一电容器组进行补偿。

如果补偿后的功率因数cos<0时,即无功功率向上级电网倒送,控制器便发出指令,切除一电容器组。

当检测到的功率因数介于0.9和1.0之间时,则不论实际的无功功率值是多少,都保持当前的补偿状态不变。

由于功率因数值是一个比例值,因此在重负荷或轻载时,补偿效果较差。

重负荷时,虽然功率因数满足0.9—1的要求,但电网所需的无功功率仍然很大,而电容无法投人电网进行补偿,最终达不到理想的降损节能效果。

功率因数控制的另一个问题是轻载下的投切振荡。

轻载时,功率因数较低,当无功功率小于 1组电容器的补偿容量时,按照补偿原理将投人1组电容器,补偿的结果是得到了超前的功率因数。

功率因数只要超前,就要立即切除一组电容器,而切除1组后功率因数又不够,因此形成振荡。

2.2 无功功率控制控制器以无功功率为控制对象,如果无功功率大于 1组电容器的补偿容量,则投人电容器组,当由上级电网输送来的无功功率小于1组电容器容量时,将不投人电容器组。

如果当无功功率向上级电网倒送时,则切除1组电容器。

这种补偿方法将会使电网中的无功功率(无功电流)始终保持在一个较低的水平上,因此,不会出现功率因数控制方式的弊端。

选用无功功率(无功电流)控制方式比功率因数控制方式优越。

2.3 检测点的设置方案检测点的设置有两种选择方案 :(1)控制器输人电压和电流的检测点设在补偿装置的前端 .如图1中的A点处(2)检测点设在补偿装置的后端如图中的B点处。

图 1 电流电压检测点的设置检测点 A由于不能直接检测负载的无功功率,不易实现多组电容器的一次快速投切,通常采用逐级渐进的投切方式,较慢地达到应补偿值,因此仅适用于负载运行较平稳,无大容量冲击负载,不需要快速动态补偿的场合。

如接于检测点B,其优点是仅根据负载的Q和IQ测得值,决定电容器投人组数,是一种只管投切,不控制补偿后实际效果的控制方式,其优点是控制方式简单,可一次投切多组电容器、缺点是静态补偿的精度较差。

而现在有些控制器在A、B两点都设置检测点,通过微机算法处理,再来控制电容器的投切。

3 、补偿电容器接线方式3.1 三相共补的接线传统的低压补偿都是采用三相共补的方式,根据控制器统一取样,各相投人相同的补偿容量,这种补偿方式的接线如图 2所示。

适用于三相负载基本平衡,各相负载的cos θ相近的网络。

图 2 三相共补接线3.2 三相分补的接线三相分补的方式如图 3所示,就是各相分别取样,各相分别投人不同的补偿容量。

适用于各相负载相差较大,其cos θ中值也有较大差别的场合。

与三相共补的不同特点是: a)单台并联电容器的额定电压为230 V,Y接。

b)控制器分相进行工作,互不影响。

当然其价格相对高于三相共补的装置。

图 3 三相分补接线3.3 - Y 共补与分补相结合的接线从经济的角度出发,也可以采用电容器Δ -Y接线,即二相共补与三相分补相结合的接线方式如图5所示。

三相共补部分的电容器为△接线,三相分补部分的电容器为Y接。

这种方式的补偿装置,运行方式机动灵活,其成套价格低于三相分补的并联电容器接线方案。

图 4 共补与分补的结合4 、并联电容器的投切开关4. 1 用交流接触器投切传统的补偿柜,都是采用交流接触器作为并联电容器的投切开关,迄今仍有沿用。

其缺点是:(1)投人电容时产生倍数较高的涌流,容易在接触器的触点处产生火花,烧损触头。

甚至形成接地故障;(2)切断电容时,容易粘住触头,造成拉不开;(3)涌流过大对电容器本身有害,会影响使用寿命。

虽采用适当选择额定容量较大的接触器,如用额定电流 40A 接触器投切15 kvar三相电容器,每台电容器加装串联小电抗器,用以抑制涌流等措施,但仍统计故障率较高。

4.2 双向晶闸管开关电路采用双向晶闸管的无触点开关电路取代交流接触器用于投切电容器的接线如图 5所示。

其优点是零电压投零电流切,无拉弧,动作时间短,可大幅度地限制电容器合闸涌流,特别适合于频繁投切的场合。

但也存在以下缺点:(1)采用双向可控硅制造成本高,晶闸管开关电路的补偿柜价格要比采用接触器的补偿柜贵70%-80%左右、(2)晶闸管开关电路运行时有较大的压降,运行中的电能损耗和发热较高,同时有功消耗的发热量还会增加整个补偿装置的温升。

(3)晶闸管电路本身也是谐波源,大量的应用对低压电网造成谐波污染。

因此除了对晶闸管开关电路加以改进外,还应使之在完成开合闸操作后退出。

仍由与之并联的接触器维持电容器的正常运行图 5 晶闸管双向反并联4.3 晶闸管和二极管反并联的开关电路1只晶闸管和1只二极管反并联的接线方案如图6所示与图5的接线方案对比,由于相同容量的功率二极管的价格低于晶闸管,故用1只晶闸管和1只二极管反并联的无触点开关电路制造成本较低,而技术性能相近。

但反应时间则较慢些,切除电容器时,如采取两个晶闸管反并联,从切除指令的输出到工作任务的完成,可以半周波内完成(即时间(t ≤ 10 ms)。

如采用下图的方案,由于二极管的不可控性,通常其切除时间t ≤ 120 ms。

图 6 晶闸管和二极管反并联电路4.4 等电压投、零电流切的新型无触点开关电路电路的接线如图 7所示。

图中K为交流接触器。

其运行操作顺序说明如下:当投入电容器时,微机发出信号给开关电路,使之在等电压时投入电容器,紧接着又发出信号给接触器,使其触点也闭合,将晶闸管开关电路短路,由于K 闭合后的接触电阻远小于开关电路导通时的电阻,达到了节能和延长开关电路使用寿命的目的。

当需要切除电容器时,微机先发出信号给K,使K触点断开,此时开关电路处于导通状态,并由开关电路在电流过零时,将电容器切除。

该方案的优点是:运行功耗低、涌流小、制造成本低,且开关电路和接触器的使用寿命长。

图 7 等电压投、零电流切的新型无触点开关电路5 、总结本文对现在无功补偿技术的应用情况作了简单的概述,并从无功补偿用到的一些新技术、补偿控制器、补偿电容接线方式、并联电容的投切开关等方面做了简单分析。

随着新型电力电子器件的应用以及电力电子技术的发展,将会出现更多无功补偿及滤波的新技术。

而且随着单片机以及 DSP等微处理器的应用,无功补偿的响应速度更快,控制方式越来越灵活,控制策略也越来越先进。

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