《并联补偿技术》PPT课件

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1、第八章并联补偿技术§8-1概述1电力牵引负荷的特点三相不平衡功率因数低谐波含量丰富（主要是奇次）上述电力牵引自身具有的技术特点，不仅使牵引供电系统自身的技术指标变恶劣，还使系统电能质量受到损害。供电系统2无功功率对系统影响造成设备的容量利用率下降额外占有供变电设备（主要是变压器和输电线）的容量，使其容量的有效利用率下降。若电力牵引负荷的功率因数为0.8（滞后），则无功功率占总容量的60%，有功功率占总容量的80%。供电系统无功电流将增大电网的功率损失若分别记有功电流为，无功电流为，当功率因数为0.8（滞后）时，通过供变电设备造成的功率损耗正比于，即正比于

2、，比仅有有功电流造成的功率损失大56.25%。2无功功率对系统影响供电系统增加用户用电点的电压损失由前几章的学习知，电压损失主要来自无功电流与供变电设备电抗之积，即可见，当经过供变电设备传输大容量、快速波动的无功时，用户用电点处将产生较大的、相应变化的电压损失。2无功功率对系统影响供电系统提高供变电设备的容量利用率降低电网功率损失改善用户的电压水平降低牵引供电系统的不对称运行程度滤除高次谐波3并联补偿的综合效益供电系统有源补偿无功补偿无源补偿4补偿技术的分类串联补偿并联补偿电容补偿电抗补偿(混合)无功补偿根据调节手段分类根据接入方式分类根据采用元件分类可

3、调不可调采用电力电子器件构成的电压型或电流型变流器作为补偿元件。由于技术、成本等原因，有源补偿在高压系统中的应用范围有限。由电力电容器(组)、电抗器(组)和电阻器(组)这类无源器件构成。目前在高压、大容量集中补偿的场合应用广泛。供电系统串联补偿主要用于电压水平补偿即调压，对无功也有少量的补偿作用。并联补偿有可调的和不可调的两种，其中由于技术和经济的原因，不可调并联补偿的应用比可调并联补偿广泛，特别对用户的并联补偿尤为如此。4补偿技术的分类供电系统串联电容补偿（SCC）主要用于调高电压或改变系潮流。串联电抗补偿（SIC）主要用于限流、调低电压或改变系统流。

4、并联电容补偿（PCC）主要用于向系统提供感性无功，改善电压水平，补偿不平衡电流。并联电抗补偿（PIC）主要用于补偿长大线路的充电（超前）无功，以降低电压的过分升高，或用来补偿负序电流。4补偿技术的分类供电系统并联无功补偿（PRC）的最佳场合是具有无功补偿要求的不对称负荷，如电力牵引负荷、电弧炉等。因为电气化铁道的负序和谐波也都与无功同时产生，所以只要将并联补偿作适当安排就能达到综合补偿的目的。4补偿技术的分类供电系统§8-2并联电容补偿及相关分析1臂负荷（变电所）功率因数的提高由于变电所平均功率因数与臂负荷的平均功率因数相等，所以下面以臂负荷功率因数的提

5、高为例说明并联电容补偿的相关计算。考虑如图所示变电所的一个供电臂，电压、负荷电流和功率因数分别为、和。供电系统若将供电臂功率因数提高到，计算所需投放分补偿容量。以为参考相量做相量图和功率图。求得需补偿的容量为供电系统2功率损失的减少供电系统在牵引端口的三角接等效电路如图中方框内的部分所示，其中为归算到牵引端口的三相系统短路阻抗与牵引变压器等值阻抗之和，且。供电系统则当三相负荷对称时，由于负荷电流引起的三相功率损失为式中，——供电系统相阻抗的电阻部分；——变压器次边绕组电流；——绕组电流的有功分量；——绕组电流的无功分量。当采用并联电容补偿（且不发生过补偿

6、至原感性无功水平）时，系统电流的有功分量大小不变，而无功分量减小，从而使功率损失相应减小。供电系统则当三相负荷电流不对称时，由于负荷电流引起的三相功率损失为式中，、、——系统三相电流有效值；、、——系统的正、负、零序电流；、——正序电流的有功、无功分量。对于电牵引供电系统，则不存在零序分量。设置适当的并联电容补偿可减小负序电流和正序电流的无功分量，从而减小总的功率损失。供电系统3变电所母线电压的提高以YN，d11牵引变电所为例，考虑三个端口都有并联电容的情形。假设牵引端口无负荷，臂电流为、和，即补偿电容电流；对应的绕组电流为、和。供电系统设引前，可画如右

7、所示的端口电气相量图。下面主要关注绕组电流及其在引起的压降和压损。供电系统以端口1为例，绕组电流所产生的牵引母线的电压降为则电压损失为化简后得由于上式中第一项接近于零，所以端口1的母线电压约提高了。供电系统4并联电容补偿对负序电流的抑制基本方法：计算变电所合成牵引负序电流。设置并补容量，设法使补偿装置的合成负序电流与反向。已知：以原边相电压为基准所画的负序相量图中，各相负荷电流和并联电容的负序电流分量的相位关系如表所示：相别abc机车电流电容器供电系统特例：取负荷电流、产生的负序分量为、，则牵引电流的合成负序电流为，三相并联电容补偿电流产生的负序分量分别

8、为、、。分三种情况讨论。供电系统（1）此时，，即牵引电流在系统侧的负序分量基本为