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電能質(zhì)量
專家診治

把電能質(zhì)量問題交給領(lǐng)步400-056-5258

低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)分析及應(yīng)用

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2018-12-14分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂3

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的功率因數(shù)較低和諧波電流過大等電能質(zhì)量問題、節(jié)能降耗問題越來越受到人們的重視。無功功率在電網(wǎng)中傳輸會(huì)使電網(wǎng)損耗增加，且嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。而使用新型的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行就近和就地補(bǔ)償，則能有效地解決電能質(zhì)量問題。

一、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)
傳統(tǒng)的低壓無功補(bǔ)償技術(shù)，由于使用普通的接觸器投切電容器，存在浪涌電流大、補(bǔ)償時(shí)間慢、維護(hù)費(fèi)用高和使用壽命短等各方面的問題，已不能滿足現(xiàn)代化電網(wǎng)的要求。動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償是面向三相低壓配電系統(tǒng)，具有動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償無功功率和抑制用戶負(fù)荷諧波作用的新型無功補(bǔ)償技術(shù)。主要采用靜止無功發(fā)生器（SVG）和晶閘管分組投切電容器（TSC），實(shí)現(xiàn)三相低壓配電系統(tǒng)無功功率的動(dòng)態(tài)連續(xù)補(bǔ)償。TSC實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)平穩(wěn)無功的補(bǔ)償，SVG實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化無功的補(bǔ)償。
同時(shí)在電容器支路串聯(lián)適當(dāng)電抗器，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)用戶諧波電流的抑制，防止電容器對(duì)配電系統(tǒng)諧波發(fā)生放大現(xiàn)象。

二、補(bǔ)償回路主要部件

①TSC
  TSC主回路主要由電抗器，晶閘管開關(guān)，補(bǔ)償電容器等構(gòu)成；控制系統(tǒng)主要由控制器，觸發(fā)電路等構(gòu)成。由控制器對(duì)系統(tǒng)的電流電壓等參數(shù)進(jìn)行采樣、分析、計(jì)算，再根據(jù)系統(tǒng)的無功需量給觸發(fā)電路發(fā)出投切信號(hào)，由晶閘管開關(guān)完成電容器的投入或切除動(dòng)作。采用晶閘管開關(guān)的過零檢測(cè)、投切技術(shù)，可以抑制電路過電壓或涌流，實(shí)現(xiàn)快速、頻繁、無沖擊投切。其核心技術(shù)包括動(dòng)態(tài)采樣控制技術(shù)，動(dòng)態(tài)觸發(fā)技術(shù)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)投切技術(shù)以及補(bǔ)償濾波器件等。
②SVG
  SVG即靜止無功發(fā)生器，是柔性交流輸電技術(shù)（簡(jiǎn)稱FACTS）的主要裝置之一，代表著現(xiàn)階段電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)新的發(fā)展方向。它既可提供滯后的無功功率，又可提供超前的無功功率。基本原理是利用全控型開關(guān)器件組成自換相橋式電路，輔之以小容量?jī)?chǔ)能元件，通過電抗器或者變壓器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)輸出電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。
③控制器
  控制單元采用高速DSP采集現(xiàn)場(chǎng)的電壓、電流信號(hào)，在每一個(gè)電網(wǎng)周期對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算處理后發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制功率單元的運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)測(cè)功率單元運(yùn)行狀況。

三、技術(shù)路線和實(shí)施方案
1、無功補(bǔ)償技術(shù)的分類
根據(jù)電壓等級(jí)——低壓補(bǔ)償/中壓補(bǔ)償/高電壓補(bǔ)償。
根據(jù)安裝位置——集中補(bǔ)償/線路補(bǔ)償/隨機(jī)補(bǔ)償。
根據(jù)補(bǔ)償裝置——機(jī)械開關(guān)式補(bǔ)償器/靜止補(bǔ)償器。
該技術(shù)從補(bǔ)償裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來講的。機(jī)械開關(guān)式補(bǔ)償器是指補(bǔ)償裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，如接觸器、開關(guān)等。靜止補(bǔ)償器是指補(bǔ)償裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，如SVC、STATCOM等。其中STATCOM又分為電壓源逆變器型和電流源逆變器型，目前使用的STATCOM多為電壓源逆變器型。
根據(jù)補(bǔ)償方式——動(dòng)態(tài)補(bǔ)償/靜態(tài)補(bǔ)償。
該技術(shù)從補(bǔ)償原理上來講的。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是指補(bǔ)償電流能自動(dòng)跟隨負(fù)荷無功電流的變化而連續(xù)變化；靜態(tài)補(bǔ)償是指補(bǔ)償容量在相對(duì)比較長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)（譬如1 min以上）是固定不變的。一般而言，靜止補(bǔ)償器屬于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
2、LBSVG系列靜止無功發(fā)生器
LBSVG系列靜止無功發(fā)生器，可以補(bǔ)償基波無功電流，也可同時(shí)對(duì)諧波電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償。主電路主要包括控制統(tǒng)，IGBT 功率變換器和濾波電抗器三部分。LBSVG 首先通過軟起接觸器和軟起電阻進(jìn)行軟起動(dòng)，再經(jīng)過 PWM 調(diào)制使電容電壓升至額定值，而FPEA控制器提取出所有的諧波或無功電流，使 LBSVG 吸收或發(fā)出滿足需求的無功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?

無功補(bǔ)償?shù)囊饬x
在交流電網(wǎng)中，功率分為有功功率、無功功率和視在功率。電壓瞬時(shí)值U和電流瞬時(shí)值I的乘積為瞬時(shí)功率，一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)功率的平均值稱有功功率，即P=UIcosΦ。瞬時(shí)功率的最大值，即電源與整個(gè)電路之間能量交換的最大速率稱無功功率，即Q=UIsinΦ。交流電路的電壓有效值和電流有效值的乘積稱為視在功率，即S=UI。有功功率P與視在功率S的之比稱為功率因數(shù)，用cosφ表示，即cosφ=P/S?？梢姡?dāng)有功功率P一定的情況下，當(dāng)cosφ的值比較小時(shí)，視在功率S就要加大。視在功率加大，就意味著供電線路和變壓器的容量均要加大，這樣，勢(shì)必增加供電投資，增加線路網(wǎng)損。所以，提高用電設(shè)備的功率因數(shù)cosφ，就可以讓電網(wǎng)盡可能的傳送有功功率，減少設(shè)備向電網(wǎng)索取無功功率，從而提高電網(wǎng)效率和安全性。

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