《补偿滤波装置》word版

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1、无功补偿兼滤波装置　　一、无功补偿　　●无功补偿概述　　交流电在通过纯电阻的时候，电能都转成了热能，而在通过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。也就是说没有消耗电能，即为无功功率.当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载，这样电流在通过它们的时候，就有部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。　　电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消

2、耗的部分无功功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。也即减少无功功率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。这种做法称为无功补偿。　　电力系统的负载大多是电感性的，会消耗无功电力，使得负载电流相位滞后于电压，相角差越大，无功电力需求越大，要供给固定的有功功率，势必提高电流而增加线路损耗。同时，电力网络中的用电设备消耗的无功功率也必须从网络中某个地方获得，显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应该是在需要无功功率的地方产生无功功率。因此在配电系

3、统里几乎都使用电容器来补偿负载所需的无功功率，以改善功率因数。　　●无功补偿的发展历程　　传统的无功补偿技术　　1)发电机：进相(欠励磁)运行，降低发电机的有功出力，非常昂贵。　　2)同步调相机：无功功率发电机，可吸收或发出无功；设备投资大起动，运行，维护复杂。　　3)并联电容补偿：应用最广，可永久连接或用开关连接；不能连续调节，负载特性差（QC=ωCU2）对谐波有放大作用，只能发出无功。　　4) 并联电抗补偿：吸收充电功率，线路末端和中间；不能连续调节，只能吸收无功。　　5）静止无功补偿装置（SVC）：近年来获得了很大的发展，已广泛应用于

4、负载无功补偿。其典型代表是固定电容器＋晶闸管控制电路控制电抗器（FixedCapacitor＋ThyristorControlledReactor——FC＋TCR）。晶闸管投切电容器（ThyristorSwitchedCapacitor——TSC）也获得了广泛的应用。静止无功无功补偿装置的一个重要特性就是它能连续调节补偿装置的无功功率。这种连续调节是依靠调节TCR中的晶闸管的触发延迟角得以实现的。TSC只能分组投切，不能连续调节无功功率，它只能和TCR配合使用，才能整体调整无功功率的连续调节。由于具有连续调节的性能且响应迅速，因此SVC可以

5、对无功功率进行动态补偿，使补偿点电压接近维持不变。　　●无功补偿的原理　　无功补偿的原理是把负荷等效成电压源。通过“抵消”一部分的感性无功电流，使之注入上一级PCC（公共连接点）总的无功电流减小。（利用公式可更直观的解释：功率因素提高了）　　●无功补偿的作用　　使用无功补偿后，用用户可以收到以下效果：　　一、减少电力损失，一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况，其电力损耗约2%--3%左右，使用电容提高功率因数后，总电流降低，可降低供电端与用电端的电力损失。　　二、改善供电品质，提高功率因数，减少负载总电流及电压降。于变压器二次侧加装电容

6、可改善功率因数提高二次侧电压。　　三、延长设备寿命。改善功率因数后线路总电流减少，使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，因此可以降低温升增加寿命（温度每降低10°C，寿命可延长1倍）　　四、最终满足电力系统对无功补偿的监测要求，消除因为功率因数过低而产生的罚款。　　二、谐波滤波　　●谐波滤波概述　　谐波是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波，称为

7、非谐波（Non-harmonics）或分数谐波。谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40。　　●滤波的发现历程有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。到了50年代和60年代，由于

8、高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐