谐波抑制和无功补偿装置

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1、第二章谐波抑制和无功补偿装置§2.1概述§2.3静止无功发生器（SVG）§2.2静止无功补偿装置（SVC）§2.4有源电力滤波器（APF）§2.1概述一、谐波和无功功率的产生阻感负载必须吸收无功功率才能工作；电力电子装置等非线性也要消耗无功功率；用电装置的非线性造成畸变电流；二、无功功率的影响和谐波的危害1、无功功率的影响（1）使设备容量增大，从而造成设备投资费用增大；（2）设备及线路损耗增加；（3）引起供电点电压波动。2、谐波的危害（1）谐波使公用电网中的元件产生附加谐波损耗，降低了发电、输电及用

2、电设备的效率；（2）谐波影响电器设备正常工作；（3）谐波会导致公用电网局部并联谐振和串联谐振，从而更放大了谐波，加剧了危害；（4）谐波导致自动装置误动作，使测量仪表不准确，干扰通信系统等。三、补偿无功、抑制谐波的途经1、提高用电设备自身的功率因数、减小谐波（1）增加整流电路相数，使网侧电流正弦化；（2）尽量使整流装置在较小的α下运行；（3）采用多重化技术波形迭加，消除低次谐波；（4）利用DＣ／ＤＣ技术（5）PWM整流器2、加补偿装置在电力系统中，常见的无功补偿装置有：（1）同步发电机调整励磁电流，使

3、其在超前功率因数下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。（2）同步调相机一种专门用来产生无功功率的同步电机，是一种不带机械负载的可以过励磁（经常的运行状态）或欠励磁（较少的运行状态）运行的同步电动机。（3）并联电容器可提供超前的无功功率，多装设于降压变电所内，也可就地补偿。（4）并联电抗用在超高压系统线路上吸收无功功率，防止末端电压升高。（5）静止无功补偿装置具有调相机的功能，使用广泛，但投资大。在电力系统中，常见的谐波抑制装置有：（1）LC滤波器（2）有源电力滤波器本章主要介绍适合于动态无功补偿的

4、静止无功补偿装置和适合于动态无功补偿、谐波抑制的有源电力滤波器。§2.2静止无功补偿装置(SVC)一、并联电容器补偿无功功率的原理二、静止无功补偿装置静止无功补偿装置，适用于无功负荷频繁变化的场合,它要求补偿装置具有快速性和无过渡过程。按其元件与结构的不同，主要有以下几种型式：1.自饱和电抗器型(SaturatedReactor——SR）静止无功补偿装置固定电容器组自饱和电抗器自饱和电抗器工作原理自饱和电抗器无功补偿装置依靠电抗器自身固有的能力来稳定电压，它利用铁心的饱和特性，使滞后的无功功率随端压

5、的升降而增减。工程上，一般将饱和电抗器的铁心设计在超过磁化曲线转折处运行，此时铁心完全饱和，饱和电抗器就象空心电抗器一样，电压与电流保持线性关系。当母线电压升高时，按特性曲线滞后电流增加，该电流在网络电抗XS上产生压降，从而维持系统电压不变；反之，当母线电压波动下降时，则超前电流增加，该电流在网络电抗XS上产生压升，从而维持系统电压不变。静止无功补偿装置2.可控饱和电抗器型(ControlledSaturatedReactor——CSR）静止无功补偿装置工作原理：它通过改变控制绕组中的电流大小来控制

6、铁心的饱和程度，从而改变工作绕组的感抗，以改变交流工作电流iL的大小。3.晶闸管控制电抗器型（ThyristControlledReactor——TCR）工作原理：通过改变晶闸管的触发相位角来控制了通过电抗器的电流，从而控制了装置吸收的无功功率。5.晶闸管开关电容器组加晶闸管控制电抗器（TSC+TCR）工作原理：按所需的无功补偿量投入适当组数的的TSC并略有过补偿，再通过TCR吸收的感性无功来抵消这部分过补偿的无功功率，实现全补偿。（TSC、TCR的工作原理与前面所述的相同）§2.3静止无功发生器（

7、SVG）一、SVG的发展史静止无功发生器（SVG）又称为全半导体型无功补偿器。1972年，日本学者首先提出了用半导体变流器实现无功补偿的基本思想；1976年，美国学者L.Gyugyi提出了SVG的拓朴结构；1980年，日本研制出了20MVA(SCR)无功补偿装置；1987年，美国研制出了1MVA(GTO)无功补偿装置；1991年，日本研制出了80MVA(GTO)无功补偿装置；1994年，美国研制出了100MVA(GTO)无功补偿装置；清华大学研制出了300KVA(GTO)无功补偿装置。§2.3静止无

8、功发生器（SVG）二、SVG的基本结构所谓静止无功发生器（SVG）是指采用自换相桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。其拓朴结构如下：用于减小交流侧谐波电流用于吸收换相过电压用于提供直流电压用于提供直流电流三、基本原理（以电压型为例）SVG基本原理通过调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或发出满足要求的无功电流，从而实现无功补偿。新型静止无功发生器（SVG）电压型SVG可等效为幅值与相位均可以控制的、与电网同频率的交流电压源，