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無功補償技術論文

時間:2023-01-26 06:16:06

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇無功補償技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

無功補償技術論文

第1篇

1穩態補償和迅速跟蹤補償相結合的方式

穩態補償和迅速跟蹤補償相結合的方式,是目前電力系統無功補償的一個新趨勢,它對于一些大型的重工鋼鐵企業等用電量較大的工業用電有著很好的節能降耗作用,特別是在這種工業設備用電量大、負載變化頻率快、波動的幅度大的情況下,其能夠及時的進行跟蹤無功補償,具有較好補償效果。這種無功補償的方法不僅給企業降低了能耗和成本,而且能夠很好的擴充設備的容量,提高其功率效率,從而提高其生產產量。

2改進電力系統無功補償的投切方式

智能復合投切開關智能復合投切開關,其是結合了固態繼電器與交流接觸器的優點,并通過并聯的方式連接,其很大程度上降低了能耗,還能夠快速的進行投切。機電一體智能真空投切開關機電一體智能真空投切開關,其是采用低壓真空消弧空室和永磁的操作機構,其能夠很好的適應電容器串聯電抗回路的投切,且其具有使用壽命長,高可靠性的特點。過發觸發固態繼電器投切開關過零觸發固態繼電器投切開關,其在投切過程中對電網無沖擊、動態響應快、且無涌流出現,其使用壽命一般也比較長,但其有一定的功耗。

3采用智能無功控制策略

采用智能無功控制策略的意義對于目前的新的技術環境來說,其具較強的復雜性與變化性的特點,這對電網技術的升級與改造來說,是一個新的挑戰與機遇。采用智能無功控制策略,對于目前的電網負載來說,是一個新的升級改造的技術革新的過程,它必定會對我國的電網電力系統的發展貢獻出新的力量。

4無功補償技術在電網中的應用

無功補償技術在電力自動化技術中的應用有著重要的作用,其對電力系統中無功負荷的補償,很大程度上降低了電力系統的電能損耗,有利于節約能源。隨著電力系統自動化智能化建設的加快,無功補償技術也必將迎來新的技術發展。首先對于傳統的老舊元器件來說,由于其有著一定的功耗,而且效率低,所以其必將會被新的技術所淘汰。新時期下,淘汰落后無功補償技術與設備,推廣最新的無功補償技術新思想,實現新的電力系統的無功布局,以消除傳統無功補償技術的低效能、高功耗的問題是電力系統無功補償技術發展的新趨勢。無功補償技術作為一種降低電網能耗的技術手段,其效能的發揮對于電網在運行中的損耗值的大小起著關鍵性的作用。所以要加快對電力系統智能化無功補償技術的布局和引入,對智能化無功補償技術的布局,要從思想上對其有一個全新的認識,其就是對電網元功平衡要做到實時、實地、零傳輸的要求。電網無功補償的零功率平衡是指,在任何一個地方,任何一個瞬間,無功功率都可以自動調節平衡,從而保證輸變電站線路及電壓層級之間的元功率傳輸為零,這樣才能真正做到無功功率的真正的平衡。在電網的發展與應用中,要提升電網的運行效率,就要不斷對電網的無功補償技術進行改進和更新。對電網無功補償技術的改進和更新,要從整個電網的整體布局與運行進行設計與控制,同時還要引入現有的自動化智能化控制系統,從整體上根據電網中各種物理數據之間的動態變化與關系,通過自動化智能化控制系統進行調控補償,真正使得電力系統的無功補償做到實時實效的功能特點。

5結語

要做好電力自動化系統中的無功補償的控制,首先要革新傳統的無功補償技術,更換老舊的無功補償器件,從整體上把控無功補償的設計與布局,才能真正使無功補償發揮其功效。對于新形勢下,電力電網布局的發展與變化,電力系統的無功補償還要根據無功負荷的變化與特性,進行適當的調整與更換,其包括技術的調整,布局的改變、調控策略的改變等。

作者:王晨艷 單位:江蘇省電力公司檢修分公司蘇州分部

第2篇

【關鍵字】縣級供電區域 無功補償 ESVG

中圖分類號:U223 文獻標識碼: A 文章編號:

一、ESVG原理介紹

靜止無功發生器(Energy Static Var Generator以下簡稱ESVG)是一種用于動態補償無功的新型電力電子裝置,它能對大小變化的無功進行快速和連續的補償。是電力系統無功補償的第三代產品,其補償過程是:無功發生器先將系統電壓整流成直流并保存在一組直流電容器內.同時經過一組逆變器將此直流逆變成交流電壓.通過連接電抗.與系統連接.如果所逆變的電壓高于系統電壓。則逆變器就像一組電容器那樣向系統提供無功功率;如果電壓低于系統電壓它將消耗無功功率。

二、ESVG與傳統固態電容補償技術的比較

(一)、可靠性對比:

ESVG動態補償采用全模塊設計,安裝、調試工作量小,基本免維護。通過控制控制柜進行自動控制,因此可實現連續可調,并且從最小容量到最大容量的過渡時間很短,因此可以真正實現柔性補償。

傳統的電容補償裝置中電容對系統諧波放大,系統存在具巨大隱患。同時需要定期的檢查電容,并按時間更換,對電力系統有極大隱患。電容有經常漏油,鼓肚等現象且在投入電容時產生倍數較高的涌流,容易在接觸器的觸點處產生火花,燒損觸頭。切斷電容時,容易粘住觸頭,造成拉不開。涌流過大對電容器本身有害,會影響使用壽命。

(二)、安全性比較

ESVG是可控電流源,不會產生過電流、不會產生諧波電壓放大。其中ESVG保護類型包括:母線過壓、母線欠壓、直流過壓、過流、輸入缺相保護、輸入錯相保護、IGBT元件損壞檢測等保護功能。傳統無功補償只有普通的器件保護,目前國內出現無線補償引起的電氣事故大部分是因電容對諧波放大,電容質量問題引起巨大隱患。

ESVG的響應速度快安全性高,可以實時跟蹤沖擊型負荷的波動,進行快速跟蹤補償。當ESVG裝置投入以后,所有的負荷無功都由ESVG裝置提供,系統提供的無功為跟蹤系統無功變化,響應速度為0.5us完全達到快速補償波動負荷的目的。

三、臺區補償現狀

(一)、臺區補償前后基本情況

內黃縣供電有限責任公司供電區域內最普遍最具代表性的典型農村街變100KVA的臺區做該補償實驗項目。該臺區主要低壓負荷類型有:照明用電、空調、電機、電焊機、照明、烤箱等,如附表1低壓用電需求明細表所示。耗電高峰期在每日12點及18點左右。原有臺區無功補償采用固態電容靜態補償50Kavr。采用固定投切裝置,平均有效使用壽命5年。在臺區安裝靜止無功發生器后臺區功率因數提高到0.95,實現動態快速調節無功的目的。在安裝后可降低供電線路的損失,提高電壓質量,提高供電設備的有效利用率,同時具有抗諧波能力,更保證系統安全。

四、臺區應用ESVG新型無功補償后的經濟效益分析

在新型無功補償裝置的產品壽命周期(十年)內,通過對比產品投入成本與投入后節省成本得出該項目的投資可行性。

節省總成本包含:臺區提高的供電量+低壓線損提高后提高的售電量+替代原有固態電容成套設備成本。

(一)、臺區提高供電量

提高的變壓器供電容量:對于原有供電變壓器設備來講,同樣的額度容量下,cosΦ提高,視在功率不變,有功電流增加,無功電流減少,有功功率增加,無功功率減少。進行無功補償后,便可提高用電承載率,變壓器可滿負荷運行。 無功補償后增加變壓器容量:P=S*(1-cosφ1/cosφ2)。按根據測量數據保守估算功率因素提高十個百分點帶入公式的:增加供電容量:10(KW)。累積計算年增加供電量:10*12*30*24*10=864000 (KWH)。

(二)臺區補償后情況

降低變壓器可變損耗:

當功率因數由cosφ1,提高到cosφ2時,可變損耗降低的百分數可由下式求得:

P1=P1RX10-3/U1 cos2φ1 (KW)

P2=P2RX10-3/U2 cos2φ2 (KW)

(P)%=( P1-P2)/P1X100%=(1-cos2φ1/cos2φ2)X100%

cosφ1 ----補償前的功率因數

cosφ2 ----補償后的功率因數

P1----補償前的有功損耗

P2----補償后的有功損耗

(P)% ----補償后損耗降低的百分數

P1取75%平均額定負荷電流情況下,P1變壓器的銅損 100KVA的銅損 1.8225(KW)

由上式可以算出功率因數提高時降低可變損耗的值 有上述參數帶入計算得:

P1*(P)%=0.6865927 (KW)

累計計算周期內的節省電量;10*12*30*24*0.6865927 =59321(KWH)

合計:提高總的供電量是提高的變壓器供電容量加上降低變壓器可變損耗。即:提高總的供電量:864000+59321=923321(KWH)

(三)、低壓線損提高后提高的低壓售電量

(補償前的平均低壓線損-補償后的平均低壓線損)×月平均低壓售電量

根據實際數據帶入公式得:(5.6%-4.6%)×40000=400 (KWH)

累計計算周期內的節省電量: 10*12**400 =48000(KWH)

(四)、替代原有固態電容成套設備成本

如傳統的電容無功補償裝置產品壽命一般在五年。交流接觸器不斷頻繁投切且使用壽命也有限。傳統電容器無功補償設備在五年內相當于主體部件需要進行更換一次,而ESVG補償裝置使用壽命保守估計都在10年以上,則5年使用壽命器件將節省設備維護投資費用可以清楚計算出來:50Kvar電容無功補償裝置設備主體及附屬部件全套價格4000元,10年可節省替代2套原有設備成本在8000元以上。

五、新型臺區補償裝置投入后效益分析

(一)、經濟效益分析

在靜止無功發生器在該臺區投入使用后的節省成本:節省電費+替代成本

節省電費=(提高供電量+提高的售電量)×均價

節省電費=(923321+48000)×0.50=485660 (元)

投入該產品將來帶來潛在收益總額:

周期內十年間節省總成本:485660+8000=493660元

投入該產品價格30000元:按年利率5%折算該投資十年后折算:

30000(1+0.05)10=48866元

顯然493660元遠遠大于48866元,投資該項新型補償裝置可靠運行十年經濟效益是正向收益的。該項投資是可行的。

(二)、管理社會效益分析

應用該產品減少以往固態電容頻繁手工投切的操作危險隱患,使得無功投切管理更加智能化便捷化,減少供電所臺區管理人員的工作量提高了工作效率。

社會效益分析:靜止無功發生補償器在國外是已經成熟的應用技術,在國內市場推廣應用還非常少。安陽市供電區域的試點在農村典型臺區安裝該新型補償裝置,取得的成功經驗可以推廣應用,該產品在臺區標準化治理中的示范引領作用顯著。

【參考文獻】

第3篇

對于用電設備的功率因數,其用途可以對測算電能損失。在實際中現場技術可以對達不到標準的功率因數進行調整,使其滿足電路要求,實現節約電能的目的。本文分析了無功補償的作用和近年來無功補償得應用方式,對于無功補償技術的應用,在低壓的電網中和耗電設備中節約電能達到提高功率因數的目的已成為一種必然趨勢。

【關鍵詞】

無功補償;補償手段;功率因數

1 無功補償的基本知識

無功補償的原理

有功功率,無功功率為電網輸出功率的內容。機械設備通過能的轉化直接將電能轉化為人們日常所需的機械能、熱能、化學能或聲能,并利用這些能直接為人們工作,通過用電器做功的形式,其中能的轉化功率稱為有功功率!若電能可以與其他形式的能在電網中進行往復性的相互轉換,必要時候還可為電氣設備做功提供一定的能!則此過程的轉化功率稱為無功功率,此電能大多于電磁元件建立磁場,電容器建立電場時所占用。電流在電感,電容元件中做功時,電流電壓不同相位!電流滯后電壓90℃。是電流在電感原件中做功。若超前則是于電容元件中做功。同一電路中,電感可通直隔交,而電容則通交隔直,所以二者電流反向相位反向。利用此原理,若于電磁元件電路中合理配置電感,電容元件,利用其電流方向的性質,讓其電流相互抵消,使相位差縮小,即可達到更加有效的利用電能做功的目的,這就是無功補償的道理。

在電路中,需要無功功率的都是感性負荷,感性元件和容性元件接入同一電路中既為無功補償。因容性裝置儲能多,在電路中釋放能量,釋放的能量由感性負荷吸收。在此過程中能量得到轉化。因為感性負荷需要的無功功率能從容性裝置中得到補償,這個過程稱為無功補償。(1)

2 無功補償設備及無功補償的方式

根據補償方式的不同,有三種劃分,調感式設備,調容式設備及靜止無功發生器設備。前二種屬于無源式補償裝置,靜止無功發生器屬于有源發生裝置。現今使用較廣的是無源補償裝置,而以調容式為主,因為調感式裝置一般裝有鐵芯,而采用調容裝置一般占地較小,成本較低。此外,要想改變晶閘管的補償容量可調整晶閘管的導通角,此種方式既為調感式補償,而電網中,大多時候都是需要補償容性的無功功率,采用調感式須串聯比較大的電容,因此,負荷側主要采用調容式,比較大的電能傳輸系統則采用調感式。靜止無功發生器是較為新型的補償裝置,其可補償容性無功功率,又可補償感性無功功率。是新一代的無功補償裝置。(4)

2.1 交流斬波無功補償器

在傳統并聯無功補償電容的基礎上,在電網和電力電容器之間加入一個交-交變頻接口電路的控制,得到一超前電網電壓90°,可通過對對容性電流的幅值調節。實現對交流網側感性無功功率的連續動態的補償。最終使得網側功率因數為1.交流斬波無功補償器主要由網側濾波器,交-交斬波器及補償電容器組成。

2.2 動態補償的晶閘管投切電容器(TSC)

對于電網中的無功功率進行的方法有多種,而大多采用裝設補償晶閘管投切電容器。因為晶閘管電流的特殊性,將二個晶閘管反并聯即可將電容器和電網分開的作用,此法用于晶閘管投切電容器設備中。當電網的無功功率欠佳時,晶閘管導通,電容器接到電網中,對無功功率進行補償。若晶閘管關斷,則電容器脫離電網,此時電路不需要補償。

晶閘管投切電容器的優點在于對無觸點開關方式的實現,如高頻率的開通與關斷,且在開通和關斷過程中,沒有觸點可避免開通與關斷過程中產生的電弧,燃燒觸點。而且因其響應速度快,控制精度得以有效提高。晶閘管投切電容器由于其他開關在于,晶閘管響應要快得多,可以提高控制精度。更加方便的實現零電壓投切控制,另外,出于其響應速度的提高,一些最新的投切控制理論,也可以方便的用于實踐中(2).

2.3 以補償感性無功功率的混合靜止同步無功補償器[HSTATCOM]

[HSTATCOM]由無源和有源部分組成,晶閘管投切電容器結構(TSC)為無源部分主要內容,投切開關為晶閘管與二極管反并聯組成的雙向開關。可保證電容器組無過度投切。抑制涌流,防止諧波放大的實現可通過于電容器回路中串聯電抗器。有緣部分(STATCOM)采用電壓源型逆變器,直流側利用電容器維護電壓恒定,逆變器與電抗串聯接入系統。為得到逆變器輸出的連續可調的感性,容性及無功電流保持系統頻率因數的100%,可根據系統電壓,負荷電流及電流信號控制逆變器的電壓的幅值和相位。

2.4 動態無功補償器(DSTATCOM)

近年來一種新型補償器在配電網無功補償和電網電能質量調整中得到了廣泛的應用,即動態補償器,動態補償器憑借其補償能力強,補償范圍廣,性價比高,且可對電網電壓閃變,電壓跌落,三相不平衡等電壓質量問題進行補償等特點奪穎而出!最為顯要的是其能綜合補償負載端的功率因數低的問題。

在不考慮電阻和電感損耗的情況下動態無功補償器不需要從電網吸收有功功率故系統電壓和逆變器的交流側電壓同相位,通過改變二者得相位差就可以改變連接電抗器上的電壓,進而控制其電流的大小和方向。而實際應用中由于連接電抗器和開關器件本身的損耗,及輸電線路得阻抗,管壓降等原因,系統電壓和逆變器交流側電壓,不可能等相位。由此帶來的損耗,歸算到交流側等效電阻,逆變器本身不需要消耗有功能量,這個能量由電網電壓提供。若想利用動態補償器補償無功功率的大小和性質,可通過改變動態無功補償器的輸出交流電壓幅值的大小及與電網電壓的相位的差值。以達到目的。

3 結論

文中主要介紹了無功補償技術的原理,介紹了現今社會對于無功補償技術的應用手段,對于近年來較為先進的無功補償方式的介紹,及各種補償方式對功率因數的影響以達到補償技術的經濟性、合理性、安全可靠性,達到節約的目的。

【參考文獻】

[1]賈時平,劉桂英編著.靜止無功功率補償技術[M].北京中國電力出版社,2006

[2]李耀斌.基于DSP的TSC型動態無功補償裝置的研究[D].西安科技大學碩士學位論文,2009

第4篇

論文摘要:本文主要閘述縣級供電企業如何通過無功電壓的管理來降低線損。

一、引言

線損是反映供電企業管理水平和經濟效益的重要指標,減少線路無功負荷的輸送、實現無功負荷的就地平衡是降低線損的重要手段;由于無功平衡情況也影響到電網的電壓水平,而電壓質量又影響到電網的線路損耗和變壓器鐵損。因此,通過對無功電壓的優化控制以減少網絡損耗、提高電壓質量,具有特別重要的意義。

無功功率在電網中的傳輸和有功功率一樣在電網中產生電能損耗,通常用功率因素cosφ來表示電網傳輸無功功率的情況。當cosφ=0.7時,無功功率和有功功率基本相當時,此時電網中由負荷電流引起的電能損耗有一半是由無功功率引起的。

通常負荷引起的損耗(包括線路損耗和變壓器損耗)與電壓平方成反比,而變壓器鐵損與電壓平方成正比,因此在高峰負荷時由于負載損耗大于變壓器鐵損,所以提高電壓能夠取得明顯的降損節電效果。反之,在低谷負荷時,變壓器的鐵損大于負載損耗,所以適當降低電壓能夠取得明顯的降損節電效果。

二、縣級供電企業無功電壓管理現狀

縣級供電企業大部分的無功補償均是采用35kV變電所內集中補償,35kV部分功率因數較高,主網線損較低。10kV及0.4kV配電網,無功補償的容量很少,其無功管理狀況不完善。超過一半的10kV線路月平均功率因素低于《南方電網公司農村電網電壓質量和無功電力管理辦法》中規定的0.9,個別線路甚至低于0.7。許多線路電壓損失很大,高峰時線路末端電能質量極差。功率因數低,電壓損失大,使線損增大,給企業造成損失,而且限制了售電量的增長。所以,加強配網無功電壓管理,提高功率因數,降損節電勢在必行。

三、無功電壓管理不善的原因

(一)縣級供電企業無功管理起步較晚,管理人員無功管理的意識不強,力度不夠,責任心不強,業務水平有待提高。還沒有建立起無功管理的網絡,管理辦法和考核辦法雖然制定出來,但也還沒有正真地落到實處。

(二)受資金影響,10kV及以下配電網,無功補償的容量很少。進行無功補償的10kV線路只占全10kV線路的百分之十幾甚至更少;進行無功補償的公用配變也只有十幾臺甚至于幾臺,而整個縣級供電企業公用配變數一般都有二、三千臺。無功補償的容量只是杯水車薪,因而不能分區、分壓進行補償,就地平衡。進行的無功補償大多數也只是靜態補償,基本上沒有進行動態補償。

(三)管理人員對無功管理沒有足夠的重視,縣級供電企業有三分之二左右的配變臺區沒有安裝無功表,沒有安裝無功表就根本無從知道配變臺區無功電量和功率因素的情況,更別說對臺區的功率因素進行考核了。有些配變臺區安裝了無功表,但也沒有進行抄表。故如要進行配變臺區的無功補償,就沒有相應的配變臺區的無功電量的基礎數據,造成補償容量不夠準確。

(四)10kV線路及以下配電網的電容器損壞較多,可用率不高。對電容器沒有進行日常的巡視,疏于管理起不到減少電壓損失,降低線路損失的作用。

(五)因線路的發展而使10kV線路電容器的安裝位置不合理,或是配變臺區負荷的發展而使電容器的容量過小。

(六)電力需求發展很快,無論是有功電量還是無功電量上升都很快,沒有做好電量增長的預測,以至于沒有預先做好無功補償工作,造成功率因素低。

(七)我國現行的《功率因數調整電費辦法》只對100kVA及以上用戶的功率因數標準作了規定,并執行功率因數調整電費,而100kVA以下用戶的功率因數沒有標準,這些用戶大多沒有安裝無功補償設備,在設計中亦不考慮無功補償。但積少成多,這些用戶也是一個龐大的無功電量用戶的群體。

(八)配網用戶初裝時為節省一次投資,逃避功率因數獎懲的考核,將單臺大容量變壓器申請為多臺小容量變壓器供電。如果在我們的營業管理中有所疏忽,就使之成為用戶無功管理中的漏洞。

(九)用戶對無功管理不夠重視,對無功管理不理解,造成應安裝無功補償設備的未安裝或已安裝的未裝無功表而沒考核。

(十)變電站的主變基本上是無載調壓,不能實時地對電壓進行調整。

(十一)農村線路的供電半徑較長,負荷波動較大,使得線路末端的電壓在負荷重時較低,線路前端的電壓在負荷輕時較高。

四、幾點建議

(一)實施功率因數提高與無功補償減少線損。及時調整配電線路的功率因數,實現電容器自動補償與隨器、隨機、分散就地補償相結合,提高功率因數和改變電壓質量,提高配變供電能力和設備出力,降低電能損失,從而達到降低線損的目的。10kV線路無功補償裝置應選擇距離線路前端三分之二位置處安裝,經過實際測算和運行中發現的問題對比分析,這樣才真正起到補償效果,達到預期目標。選擇無功補償裝置時,要首先考慮質量好、科技含量高、自動投切及時,反應靈敏的尖端產品。

(二)新增用戶配變必須進行合理無功補償:《供電營業規則》第四十一條規定,無功電力應就地平衡。凡功率因數不能達到規定要求的電力用戶,供電企業可拒絕接電。該條對所有用戶的功率因數標準都做出了規定。所以,對新增變壓器無論大小必須要求做好無功補償設計,并嚴格把好驗收關,保證用戶無功就地平衡。

(三)加強無功表計安裝管理和電費抄表、核算管理

1、未加裝無功表的老用戶要重新加裝,進行功率因數考核,刺激用戶主動加裝無功補償設備,提高功率因數。

2、新增用戶必須加裝無功表,進行考核,保證無功設備的投運率和可用率。

3、嚴格考核抄表、核算人員的工作質量,做到有表必抄,抄表必算,保證功率因數調整電費的有效執行。

(四)建立無功電壓目標管理、考核激勵機制。根據無功電壓管理中存在的問題,首先要健全無功電壓管理工作機制,成立無功電壓管理領導小組,各個相關部門都有相應的無功電壓管理專(兼)責,形成無功電壓管理網絡。把無功電壓管理作為公司長期的工作重點來抓,形成良好的工作氛圍。二是將各供電所的無功電壓管理同供電量、售電量、售電均價、電費回收、安全生產、精神文明等指標進行掛鉤,參照經營指標進行百分制量化,簽訂合同書,實行目標管理,對各項指標按月考核、按季抽查、半年進行一次考核兌現。三是建立了激勵機制,對無功電壓管理較好的專(兼)責,按照無功電壓管理的好壞給予數額的獎勵。

(五)開展專業培訓,搞好技術交流。結合工作崗位,依據培訓教材制定培訓計劃,落實培訓對象,對各部門的無功電壓專(兼)責開展無功電壓的專業知識培訓,使其了解無功電壓的專業知識,并在工作中熟練運用。為斷加強無功電壓專業管理的技術交流活動,總結和推廣應用新技術、新成果、新經驗,積極開展技術革新活動。

(六)大量采用有載調壓設備可以在不同的負荷情況下合理地調整電網的運行電壓。提高電網電壓水平,主要是搞好全網的無功平衡工作,其中包括提高發電機端口電壓,提高用戶功率因數,采用無功補償裝置等。在無功平衡的前提下調整變壓器的分接頭。在10kV配電網中,由于空載損耗約占總損耗的50%~80%,特別是在深夜時,因負荷低,則空載損耗的比例更大,所以應根據用戶對電壓偏移的要求,適當降低電壓運行。對于低壓電網其空載損耗很少,宜提高運行電壓。

(七)改變迂回線路,消除卡脖線,縮短供電半徑,合理選擇變壓器分接頭進行電壓調整。

(八)在負荷功率不變的條件下。電網元件中的負荷損耗部分隨電壓等級的提高而減少,提高電網電壓,通過電網元件的電流將相應減小,負載損耗也隨之降低。升壓是降低線損很有效的措施。升壓改造可以與舊電網的改造結合進行,減少電壓等級,減少重復的變電容量,簡化電力網的接線,適應負荷增長的需要,以顯著降低電力網的線損。

(九)加大宣傳力度。提高管理人員和用戶對無功的重視程度,使無功管理工作逐步走向正軌。

參考文獻:

[1]《農村電網電壓質量和無功電力管理培訓教材》 中國電力出版社 2005.1

第5篇

關鍵詞:自動化,無功補償,技術

中圖分類號:TU855文獻標識碼:A 文章編號:

Abstract: with the improvement of our country economy and the rapid development of electronic electrical technology and then promote the development of the electric automation industry speed. However, due to electrical automation equipment single-phase electric traction in load change very complex and nonlinear factors and the strengthening, therefore, the reactive power compensation are particularly important. This paper the electrical automation of reactive power compensation on technology.

Keywords: automation, the reactive power compensation, technology

一.無功補償技術概述

(一)無功功率

無功功率從本質上講較為抽象,其主要是用于各電路中電場與磁場的交換,并用來在電氣設備中建立及維持磁場的功率。無功功率本身對外是不進行作功的,而是轉化為其他的能量形式。一般情況下,只要電氣設備中帶有電磁線圈,并且要建立磁場的,就必然會消耗無功功率,通常用符號Q來表示無功功率,其單位是乏和千乏。所謂的無功功率并非無用的功率。以電動機為例:電動機工作過程中,需要建立及維持旋轉磁場,以此來使轉子轉動,進而帶動電動機內的機械運動,其中電動機的轉子磁場主要是靠從電源中取得的無功功率而建立的;再如變壓器,它在工作過程中也需要無功功率,從而使一次線圈產生磁場,并在二次線圈感應出電壓。所以,如果沒有無功功率,那么電動機不會轉動,變壓器則也無法變壓。因此,在正常的情況下,用電設備不僅需要從電源中獲得有功功率,而且還需要從中獲得無功功率。一旦電網中的無功功率出現供不應求時,便會導致用電設備因為缺少無功功率而無法建立正常的電磁場,換言之,這些設備將無法維持在額定情況下的工作,此時便會造成設備端電壓下降,從而影響正常運行。

(二)無功補償工作原理

將具有感性功率負荷的裝置與容性功率負荷的裝置并聯接于同一電路中,能量會在這兩種負荷之間相互交換。在這樣的前提下,感性負荷所需的無功功率便可由容性符合輸出的無功功率來補償。這一過程實質上就是將原本應該由變壓器或電網提供的無功功率,改為由交流電力電容器來進行提供。

二、無功補償的基本類型

按照無功補償裝置所處的位置情況,可大致將其分為以下幾種類型

集中補償

集中補償是目前較為常用的一種無功補償方式,它是通過將并聯的電容器組安裝于變電站的母線上,以此來改善功率因數,從而提高變電站的終端電壓,并對主變壓器中的無功損耗進行補償。正常情況下,補償裝置可按照負荷情況的大小來進行自動投切,借此來提高功率因數。該方式最主要的優點就是補償效率高,并且還易于維護和管理。

(二)就地補償

就地補償顧名思義就是指將補償裝置直接安裝在電氣設備上對其進行無功補償,補償裝置通常采用的都是并聯電容器。電容器可以就近供給電氣設備負載時所需的無功功率,進而消除設備中的無功電流,降低線路損耗。此外就地補償還能夠有效地改善電壓質量,降低電壓損失,以此來改善用電設備的啟動以及運行條件。該補償方式的優點是成本低、裝置小易于安裝在空間狹小的位置上、節能效果較好。

分散補償

分散補償主要是就供配電線路而言的,電容器組一般多安裝在線路的具體用電點上或是距離供電設備位置較近的地方,在進行實際安裝時可按照分級補償原則來確定具置。分散補償又分為以下三種方式,每種方式分別具有各自的特點:

1.跟蹤補償。主要是以無功補償投切裝置為保護裝置,母線與電容器之間采取并接的方式。其優點是補償效果較好、運行方式安全、可靠;缺點是前期投入成本較大。

2.隨機補償。是將電容器組經過熔斷器與電動機并接,再利用相應的控制裝置與電動機同時投切。其優點是易于安裝、便于維護、可控性高、故障率低。

3.隨器補償。是一種補償配電變壓器空載無功的補償方式。其優點是經濟適用性較高。缺點是局限性較大。

三、無功補償技術在電氣自動化中的應用

近年來,我國的電氣自動化方面對于無功補償技術和諧波綜合治理方法進行了多種深入研究,其中大部分都是力求在基波下補償牽引負荷的感性無功功率,對于提高電氣的功率因數、降低負荷以及構成有效的濾波通路、濾除、抵消指定諧波有著重要作用

(一)無功補償技術應用特點分析

1.真空斷路器投切電容器。這個設備的主要特點是簡單并且投資較小,但是卻具有一定的缺點,那就是在合閘時,電容器上會產生很高的過電壓,可能會導致設備的損壞,此外還由于開關壽命的限制,所以不能對其進行頻繁的投切,最終影響了動態補償的效果。

2.固定濾波器和晶閘管調節電抗器。反并聯晶閘管與電抗器串聯,使其與并聯濾波器中多余的容性無功補償電流相抵消,最終達到平衡,以滿足其對功率因數的要求,其特點是固定濾波器可以長期投入使用,而所需要的晶閘管數量卻比較少,響應的速度也較快,其缺點是會產生諧波現象。

3.固定濾波器、可控飽和電抗器 主要通過調節飽和電抗器的磁飽和程度來改變流入回路的感性電流,然后讓感性電流與并聯濾波器中的多余容性無功功率相抵消,最終達到一個平衡點,其特點是固定濾波器的并聯濾波支路可以長期投入,但是會產生諧波,對于設備來說有一定的損耗,噪聲也相對較大。

4.有源濾波器。有源濾波器是使用電力電子裝置產生與負荷中的諧波電流以及和負序電流相位相反的電流,讓其得到相互抵消,最終滿足電源對總諧波和無功電流的要求,其方案特點:補償比較靈活,調節速度較快,而且不會和系統發生諧振現象,不過有一點要注意,那就是電力電子設備的價格比較昂貴。

5.固定濾波器、電容器和電抗器的調壓。其主要是通過調節降壓變壓器的低壓側母線電壓來調節、連接低壓母線上的濾波器或者電抗器電壓的,以最終而改變其無功出力為根本II的,在調節的過程中,利用品閘管通斷和分接開關的無載調節,從電氣壽命理論上來說是不受限制的,但是在實際的應用過程中,可以通過加裝來提供穩定的無功功率以及實現濾波作用。

6.有源濾波器和無源濾波器。對于這一無功補償技術的應用而言,不得不承認尚處于研究階段,在采用有源濾波器產生和負荷中諧波電流相反的諧波電流的基礎上,使得其相互抵消,最終滿足電源對總諧波電流的要求,其特點是充分利用了無源補償大容量和有源補償的靈活性、可控性的特性。盡管,就我國的當前形勢分析,已經有很多無功補償技術得到了廣泛的應用,但是伴隨著我國電氣自動化設備中單相電力牽引負荷變化的不斷復雜化和非線性因素的不斷增強,迫切要求人們對無功補償技術應用方面有更加深入的發展與應用。

(二)無功補償技術應用前景

1.無功補償技術是隨著電氣自動化設備中的單相電力牽引負荷變化復雜和非線性因素增強而迫切需要被深入研究的。

2.新階段,為了提高電氣的功率因數、降低負序以及構成有效的濾波通路,或者濾除、抵消指定的諧波,一些電氣自動的變電站已經在無功補償技術和諧波綜合治理方面提出了更多的無功補償技術應用方案。

3.基于諧波注入式并聯混合有源濾波器的無功補償技術具有很強的可行性,因為其設計的實現方案充分的利用了無源補償大容量、有源補償靈活性和可控性兩個優點。

參考文獻

[1]周海濱.冷兆云.馬博.杜正春.郎祖強.配電網無功補償點選擇方法研

究[A].中國高等學校電力系統及其自動化專業第二十四屆學術年會論文集[C].2008(10).

[2]任丕德.劉發友.周勝軍.動態無功補償技術的應用現狀[J].電網技術.2008(04).

[3]王杰.阮映琴.傅樂.計及動態負荷的電力系統靜止無功補償器(SVC)與發電機勵磁控制[N].中國電機工程學報.2006(04).

第6篇

關鍵詞:電網,降損,技術措施

 

1、 概 述

降低電網的損耗可以從兩方面抓起:一是管理線損的降低,即通過管理和組織上的措施來降低線損;二是技術線損的降低,即通過各種技術措施來降低線損。降低網損的技術措施包括需要增加一定投資對電力網進行技術改造的措施和不需要增加投資僅需改善電網運行方式的措施。其實質內容就是降低變電、配電、用電設備中的有功電能、無功電能的損耗。本文僅討論降低網損的主要技術措施。

2、電力網的改造

由于各種原因電網送變電容量不足,電壓過低、壓降過大出現”卡脖子”、供電半徑過長等。這些問題不但影響了供電的安全和質量,而且也影響著線損。

(1)調整不合理的網絡結構,改造原有不合理線路,架設新的輸配電線路,縮短送電距離,避免近電遠送和迂回供電。盡量加大導線截面,處理好線路接點的接觸電阻以減少接點發熱損失。采用低損耗變壓器并合理配置變壓器的容量,杜絕大馬拉小車。

(2)電網升壓,簡化電壓等級和變壓層次,減少重復的變電容量。

(3)盡量避免孤網運行。

3、電力網及設備的經濟運行

3.1電力系統和電力網的經濟運行

電力系統的經濟運行主要是確定機組的最佳組合和經濟地分配負荷。這時考慮的是全系統的經濟性,線損不是決定性的因素。因此,在系統有功負荷經濟分配的前提下,做到電力網及其設備的經濟運行是降低線損的有效措施。

(1)無功功率的合理分布:

在有功功率合理分配的同時,應做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安排減少無功遠距離輸送。應對各種方式進行線損計算制定合理的運行方式;應當合理調整和利用補償設備提高功率因數。

(2)確定環網的合理運行方式:

是合環運行還是開環運行,以及在哪一點開環都是與電網的安全、可靠和經濟性有關的問題。從增強供電可靠性和提高供電經濟性出發應當合環運行,但是合環運行會導致繼電保護復雜化,從而使可靠性又受影響。開環運行應根據網損計算結果選擇最佳解列點。

(3)電力網的合理運行電壓:

電力網的運行電壓對電力網中元件的空載損耗均有影響。一般在35kV及以上供電網絡中,提高運行電壓1%,可降損1.2%左右。提高電網電壓水平,主要是搞好全網的無功平衡工作,其中包括提高發電機端口電壓,提高用戶功率因數,采用無功補償裝置等。在無功平衡的前提下調整變壓器的分接頭。

在10kV配電網中,由于空載損耗約占總損耗的50%~80%,特別是在深夜時,因負荷低,則空載損耗的比例更大,所以應根據用戶對電壓偏移的要求,適當降低電壓運行。

對于低壓電網其空載損耗很少,宜提高運行電壓。

由此可見,在電網運行中,大量采用有載調壓設備可以在不同的負荷情況下合理地調整電網的運行電壓。

(4)調整負荷曲線、平衡三相負荷:

負荷峰谷差大,在供電量相同的情況下線損大。變壓器的三相負荷不平衡時,特別是低壓網絡,既影響變壓器的安全運行又增加了線損。

3.2變壓器的經濟運行

變壓器的損耗占全系統線損總量的30%~60%,降低變壓器的損耗是電網降損的重要內容。變壓器的空載損耗取決于變壓器的結構與質量,與負載大小無關,負載損耗則與負載電流的平方成正比,科學地調整變壓器的負載率,可使變壓器的總損耗最小,即運行方式最經濟,一般除選用節能型變壓器外,還要適當選擇變壓器的容量,避免變壓器輕載或滿載及過載,提高變壓器的功率因數,在變電所內應安裝兩臺以上的變壓器并聯運行。這樣既提高了供電的可能性,又可以根據負荷合理停用并聯運行變壓器臺數,降低變壓器損耗。

4、電網的無功補償

4.1功率因數與無功及有功的關系

(1)功率因數與無功功率的關系

功率因數是供用電系統的一項重要技術經濟指標,用電設備在消耗有功功率的同時,還需大量的無功功率由電源送往負荷,功率因數反映的是用電設備在消耗一定的有功功率的同時所需的無功功率。對于農村用電負荷來說,主要是一些小加工業及照明負荷,其中大部分用電設備為感性負載,其功率因數都很低,影響了線路及配電變壓器的經濟運行。通過合理配置無功功率補償設備,以提高系統的功率因數,從而達到節約電能,降低損耗的目的。

為了提高功率因數,必須增加無功功率補償設備以減少無功功率。由于靜電電容器具有重量輕,安裝方便投資少,故障范圍小,有功功率損耗小,易于維護,能實現自動投切控制等優點。所以,安裝靜電電容器提高功率因數的方法目前在供用電系統中得到廣泛的應用。

(2)輸配電線路的有功功率損耗與功率因數的關系

由于線路使用的導線存在著電阻,電流通過線路時,線路自身要產生有功功率損耗,其有功功率損耗又與電流平方成正比,線路在輸送一定的有功功率時,線路的電流又與功率因數成正比。所以,線路在輸送一定的有功功率時,線路自身產生的有功功率損耗與功率因數的平方成反比,提高功率因數就能降低線路的有功功率損耗。

(3)變壓器的有功功率損耗與功率因數的關系 變壓器在運行中,輸出一定的有功功率時,其銅損耗與變壓器所帶負荷視在功率的平方成正比,而視在功率又與變壓器的功率因數成反比。由于變壓器在輸出一定有功功率時,其需用容量(視在功率)與變壓器的功率因數成反比,所以當變壓器輸出一定有功功率時,功率因數提高就能減少變壓器的需用容量,從而提高變壓器的供電能力。

4.2提高負荷的功率因數

提高負荷的功率因數,可以減少發電機送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸的無功功率,使線損大為降低,而且還可以改善電壓質量、提高線路和變壓器的輸送能力。

4.3裝設無功補償設備

應當根據電網中無功負荷及無功分布情況合理選擇無功補償容量和確定補償容量的分布,盡可能在電網電壓低的地方進行就地補償,這樣就可以減小負荷電流進一步降低電網損耗。

5、結論

通過上面的分析可以看出,提高功率因數對于節約電能,降低損耗,提高變配電設備的供電能力是極其有利的,特別是對于當前正在進行的農村電網改造來說,除了應該按《農網改造工程技術原則》的要求進行踏勘、設計、施工外,還應該根據農村用電負荷的特點,合理配置無功功率補償裝置同農網改造工程建設一并進行設計、施工,顯得更加重要。電網的經濟運行是降低供電成本的有效途徑。合理選擇降低網損的技術措施,是一項極為重要的工作。電網管理工作者除了懂得各種技術措施外,還需要根據電網實際需要,選擇比較合適的降損措施,以使事半功倍。

第7篇

關鍵詞:線損,降損措施

 

小水電站自供區電網的線損管理是電站經營管理的一項重要工作,強化線損管理不只是一項單純的技術管理工作,更是集安全、經濟,減輕用戶負擔,展示單位良好形象于一體的系統工程。

1.小水電站自供區電網線損高的原因

目前農村小水電站大多數投產于七十年代和八十年代,發出的電量一部分向大電網輸出,一部分向附近小企業及農村用戶輸出。有些自供區并沒有納入國家農網改造范圍,單位雖然投入一定資金進行改造,但只是改造一部分。目前,自供區電網呈現出以下特點:一是分散性 即點多、面廣、路長、供電半徑大; 二是薄弱性,即線細且超期限、桿劣、絕緣低;三是運行不經濟,即無功大、有功小、力率低、峰谷差高、末端電壓低;四是三相負荷不平衡,農村照明、農副加工、生活用電和小型鄉鎮企業除三相動力負荷外,單相負荷居多。加之廣大農村用戶由于資金短缺,動力均無無功補償,且大都是高能耗動力設備,配變利用率低,多半時間為空載或輕載運行。供區電網線損過大、小水電站損失嚴重,這是供區用電存在的一個普遍性問題。據統計,低壓損耗較為嚴重,有的供區損失率高達60%。造成這種局面的主要原因表現在:(1)供區電網結構不合理。低壓網絡延伸過長,供電半徑過大,低壓網絡的質量差,線路過長,導線截面小,年久負荷過重,迂回倒送和T接供電線較多,交叉供電線路大量存在,安全隱患多,事故時有發生,因此線路損耗大。免費論文。(2)電力線路不合格。農村低壓線路都由用戶自建,許多用戶為了省線,選用廢舊導線,有的甚至分匝接線,使得導線線徑過小,線路電阻大,漏電現象也較嚴重。(3)無功嚴重不足。在農村用電設備中,感應電動機的比例大,它和變壓器一樣需要一定的無功,而目前農網的無功補償還比較落后,無功缺額較大,、功率因數低,線路末端電壓過低。(4)負荷率低。供區用電主要以照明為主,一些經濟還不太發達的村負荷非常小,但配電變壓器容量較大,存在“大馬拉小車”現象。許多變壓器近似空載運行,負荷率低,損耗大。(5)負荷不平衡。農村單相負荷較多, 由于三相負荷不平衡,零線電流大,所以損耗也大。(6)管理不嚴。私接亂掛嚴重,違章用電普遍。在用電高峰期的夏、秋、冬3季,特別是春節,臨時線路多,私拉亂接更為突出,增大了線損。另外,存在“關系電”、“人情電”等不正之風,竊電現象無人查處。

2.農村低壓線路的線損構成

(1)低壓線路線損;(2)接戶線線損;(3)電能表線損;(4)電動機等元件的損耗。

3.各種線損計算方法

⑴線路損耗計算方法:

①三相三線線路。免費論文。損失電量為

A =3I2RT×10-3KW.h

式中R――線路的電阻,Ω;

I――線路的電流, A;

T――線路運行時間,h.

②三相四線線路。損失電量為

A=3.5I2RT×10?3kw.h

③單相線路損失電量為

A=2I2 RT×10-3KW.h

⑵接戶線損失計算公式:

①單相接戶線電能損失可按下述公式進行計算

A =2I2Rt×10-3KW.h

式中I―平均電流,A;

R―一根接戶線的電阻,Ω;

t―用電時間。

②三相和三相四線接戶線。

三相接戶線電能損耗的計算公式是

A=3I2 Rt×10-3KW.h

A=3.5I2Rt×10?3kw.h

一般,在計算低壓網損耗時,對單相第個接戶線取0.21KW.h/月,三相接戶線取1.5KW.h/月 。

⑶電能表損耗計算

在計算時單相取1KW.h,三相取2KW.h, 三相四線取3KW.h。

⑷電動機的電能損耗計算

電動機的額定輸入功率與額定輸出功率的差值即為其損失功率(包括鐵損、銅損等),乘以當月運行小時數即為其電量損失,其計算公式為

A==(3Ux cos¢n一Pn)xtx10-3

式中:u一電動機的額定運行電壓,kV

In一電動機的額定電流,A

COS¢n一電動機的額定功率因數

t一電動機的月運行時間,S Pn一電動機的額定功率因數 kw 。

4.針對線損高的原因,應采取以下措施

⑴推廣使用低損耗節能變壓器。近幾年來,農村配變逐步更新使用SLT,s9系列節能變壓器,逐步淘汰了高能耗變壓器。

⑵合理布置變壓器位置,優化電網結構。免費論文。一確定臺區負荷中心的最佳位置,減少或避免超供電半徑供電的現象。農網線路供電半徑的一般要求是:400V線路不大于0.5km,對一些負荷長期不足50%的配電變壓器進行及時的更換調整,可適當增加一些小型單相配電變壓器。二調整配變三相負荷。應調整好農村電網負荷,降低低壓電網三相不平衡,調整好布局,減小供電半徑,進而減少迂回供電。三對三相負荷電流定期進行測量和負荷調整,確保合理供電。四按經濟電流密度選擇供電線路的截面面積,選擇導線要考慮經濟性和安全性。

⑶提高供電網電壓水平,其中包括提高發電機端中電壓,提高用戶功率因數,采用無功補償裝置等,降低線損。進行無功補償可起到補償電力系統所需的無功功率、降低電網中的功率損耗或電能損耗、減少電網中的電壓損失的作用,從而提高電壓質量、節約設備容量、提高電網輸送功率的能力。

⑷定期開展表計現場校驗工作,及時更換不合格計量裝置。一定要換掉國家明令禁止的老型號電能表,新更換的電子表安裝位置應遵循方便抄表,同時避免為用戶竊電帶來便利條件的原則,更換后實行雙封印。在雷雨季節,檢查雷擊表,發現故障應及時更換。

⑸開展反竊電活動。依法定期向農民群眾進行用電政策宣傳,用不定期不定時突擊檢查的辦法,依法嚴懲竊電者,并通過新聞媒體曝光,對竊電者起到震懾作用。強化管理人員的工作責任心,對明知供電計量裝置失靈而隱瞞不報的人員,加大處罰力度。一方面要加強職工隊伍的素質教育,培養愛崗敬業精神;一方面要加強抄、核、收的透明度,經常性地深入工作區域,多調查、多了解,同時要加強執行力建設,加強對電站規章制度的考核監督,正本清源,消滅人情電現象,嚴格處罰竊電行為,掃除線損工作的障礙。

⑹對線損波動較大的臺區實行交叉復抄制度。一方面在抄表人員按周期抄表的同時,單位負責人還要組織人員進行旬抄,及時掌握該臺片線損情況,發現問題及時派專人處理。

⑺發現臺區內故障表,必須及時處理。對零用電量用戶實行動態管理,并積極查找出無電量原因,具體問題具體分析,區別對待。如是計量失準,須及時輪換,如是常年不在家居住的用戶,可停止供電,減少不明損耗,如超過六個月零用電量的可終止供電,給予銷戶。

參考文獻

[1]李洪濤,李超等編.用電與營業管理.

第8篇

關鍵詞:電力電子技術;電網諧波;治理;新技術

1 前言

隨著電力電子技術的發展,各類電力電子設備,如變頻器等在企業的應用越來越廣泛,大大提高了企業的生產效率,但變頻器工作時會產生大量的諧波電流,諧波電流在電網阻抗上產生壓降,會使電壓波形也變成非正弦。這樣,連接在同一點的其它設備上就會被施加了含有諧波成分的非正弦電壓而產生不利影響。

2 諧波對企業的危害主要表現在以下幾個方面

(1)諧波使企業電網中的設備產生附加諧波損耗,降低電網、輸電及用電設備的使用效率,增加電網線損。在三相四線制系統中,零線會由于流過大量的3次及其倍數次諧波電流,造成零線過熱。

(2)諧波會產生額外的熱效應從而引起用電設備發熱,使絕緣老化,降低設備的使用壽命。

(3)如果企業電網中裝有補償電容器,諧波容易使電網與補償電容器之間發生并聯諧振或是串聯諧振,使諧波電流放大幾倍甚至數十倍,造成過電流,引起電容器和與之相連的電抗器、電阻器的損壞。

(4)諧波會引起企業中一些敏感的自動化設備誤動作,同時也會導致電氣測量儀表計量不準確。

(5)諧波會對附近系統的信號傳輸產生干擾,輕者引入噪聲,重者導致信號丟失,使系統無法正常工作。

以上危害在有些企業中表現的比較突出,而在一些工業企業中表現的不是很明顯,然而諧波危害的隱患依然存在,特別是工業企業的自動化程度比較高,如果諧波含量超標會對系統運行的穩定性造成極大的威脅,一旦表現出來,必然造成巨大的損失。

3 諧波治理

對于企業來講,進行諧波治理是一項非常有意義的工作。首先,它可以提高企業設備的供電質量,提高設備運行的可靠性,減少因設備誤動作而造成的經濟損失;其次,可以減少諧波電流在輸配電線路上產生的熱損,同時降低用電設備發熱,減少絕緣老化,從而提高設備的使用壽命,減少設備的維護費用;第三,諧波治理會減少企業電網中裝設的補償電容器的諧振機率,同時減少諧波對系統信號傳輸的影響,增加系統的可靠性;最后,可以減少諧波對公共電網的污染。

有源電力濾波器是一種用于動態抑制諧波和補償無功的新型電力電子裝置。其基本原理是從補償對象中檢測出諧波電流,由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流,從而使電網電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償,且補償特性不受電網阻抗的影響。

采用有源電力濾波器可以獲得比傳統方式更好的補償性能,可以克服無源濾波器的各項缺點,并且具有以下優點:

(1)它在對頻率和大小都在變化的諧波以及無功電流進行補償時,對補償對象的變化有很快的相應,可實現動態補償。

(2)可同時對諧波和無功電流進行補償,補償程度連續可調。

(3)補償無功功率時理論上不需要儲能元件,補償諧波電流時所需的儲能元件也不大。

(4)受電網阻抗的影響很小,不易和電網阻抗發生諧振。

(5)目前有源電力濾波器已成為電力諧波抑制和無功補償的重要手段。

4 有源電力濾波器的工作原理

并聯型有源電力濾波器系統構成的原理圖如圖1所示。圖1中,負載為諧波源,并聯型有源電力濾波器由指令電流運算電路、電流跟蹤控制電路、驅動電路及主電路四部分組成。其中后三部分共同構成了并聯型有源電力濾波器的補償電流發生電路。基本工作原理是檢測

補償對象(即圖1中負載)的電壓與電流,經指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號,該信號經補償電流發生電路放大,得出補償電流。補償電流與負載電流中要補償的諧波及無功電流相抵消,最終得到期望的電源電流。例如,當只補償負載產生的諧波時,可使補償電流與負載電流的諧波分量大小相等、極性相反,兩者相抵消,流入電源的電流即等于負載電流的基波分量,成為正弦波。

指令電流運算電路:

以三相電路瞬時無功功率理論為基礎[3],通過計算ip、iq可以得出三相電路諧波和無功電流的檢測方法。該方法[4]的原理圖如圖2所示。圖中、iLa、iLb、iLc為負載電流瞬時值,esa為電源a相電壓,LPF為低通濾波器。

正弦信號sinωt和對應的余弦信號-cosωt可通過正、余弦信號發生電路得到,根據式(1)和(2)可計算出ip、iq,經低通濾波器LPF濾波后得出其直流分量 、 。將 、 反變換可得到負載電流的基波分量。然后用負載電流減去其基波分量就可得到負載電流中的諧波分量,該諧波分量反極性后即作為補償電流的指令電流信號。

5補償實例

我們對某煙廠低壓變電所2號變壓器、3號變壓器出線端分別進行了測試,測試結果如圖3、圖4所示:

圖4 變電所3號變壓器出線端A相補償前電流、電壓波形

從測試的技術數據分析來看,電流畸變率非常嚴重,THDi的數據在15%到30%之間,電流波形已經完全變形。這是非線性負載(變頻器)工作運行的結果,這些非線性負載就是諧波電流源。必須進行諧波治理。

圖5和圖6分別給出了加裝有源電力濾波器后的補償效果示意圖。從圖中可以看出,使用有源電力濾波器取得了良好的補償效果。

4 結語

第9篇

【關鍵詞】功率因數;諧波抑制;瞬時無功功率

0 引言

電力電子技術在推動電力系統發展,靈活高效地利用電能的同時,其設備又成為電力系統中最主要的諧波源,同時消耗無功功率[1-2]。諧波的危害是多方面的,主要體現在:1)對供配電線路的危害:主要是影響線路的穩定運行和電能質量;2)對電力設備的危害:包括對電力電容器的危害、對電力變壓器的危害和對電力電纜的危害;3)對用電設備的危害:包括對電動機的危害、對低壓開關設備的危害和對弱電系統設備的干擾。4)對人體和電力測量準確性的影響:目前采用的電力測量儀表當諧波較大時將產生計量混亂,測量不準確。諧波污染對電力系統安全、穩定、經濟運行構成潛在的威脅,給周圍的電器環境帶來極大影響并對人體健康存在潛在危害,被公認為電網的危害和人體生命的殺手。

1 電力諧波的定義

目前國際普遍定義諧波為:諧波是一個周期電氣量正弦波分量,其頻率為基波頻率的整數倍[3]。以正弦波電壓為例,可以表示式(1):式中U是電壓有效值,θ是初相角,ω是角頻率,T為周期;對于周期為T的非正弦波信號,在滿足狄里赫利的條件下,可分解為如式(2)的傅立葉級數。

2 基于PQ法的諧波電流和無功電流檢測設計

2.1 三相瞬時無功功率理論

2.3 PQ檢測仿真設計和驗證

3 結論

本文以現代電力生活中大量非線形負荷造成的諧波現象為背景,提出了諧波電流抑制這個現實而急切的問題。本文揭示了諧波的產生原因和危害,重點分析了基于PQ法的諧波電流和無功電流檢測法。該方法主要是將三相電流電壓通過帕克轉換到兩相坐標上,利用向量的有關性質,在坐標系中可得到電源電流與兩相電流的關系以及電源電壓和兩相電壓的關系,從另一側面表達出電流與功率的關系,將無功功率與有功功率分開來分析。最后以一三相電輪為實例作出仿真設計,證明了PQ法在同時檢測諧波電流和無功電流時具有無延遲性。

【參考文獻】

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第10篇

論文摘要:結合實際闡述電能質量的幾種改善方法與措施;無源濾波器、有源濾波器、靜止型無功補償裝置,介紹了它們的基本組成和原理,這些方法可以有效地解決穩態時的電壓質量問題;文章還就電能質量技術的改進與提高,提出系統化綜合補償技術是解決電能質量問題的“治本”途徑,以解決動態電能質量問題。

一、電能質量指標

電能質量的定義:導致用戶設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。這個定義簡單明晰,概括了電能質量問題的成因和后果。隨著基于計算機系統的控制設備與電子裝置的廣泛應用,電力系統中用電負荷結構發生改變,即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負荷造成對電能質量的污染與破壞,而電能作為商品,人們會對電能質量提出更高的要求,電能質量已逐漸成為全社會共同關注的問題,有關電能質量的問題已經成為電工領域的前沿性課題,有必要對其相關指標與改善措施作討論和分析。

電能質量指標是電能質量各個方面的具體描述,不同的指標有不同的定義,參考IEC標準、從電磁現象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現象分類如下:

(1)低頻傳導現象:諧波、間諧波、電壓波動、電壓與電流不平衡,電壓暫降與短時斷電,電網頻率變化,低頻感應電壓,交流網絡中的直流;(2)低頻輻射現象:磁場、電場;(3)高頻傳導現象:感應連續波電壓與電流,單向瞬態、振蕩瞬態;(4)高頻輻射現象:磁場、電場、電磁場(連續波、瞬態);(5)靜電放電現象。

對于以上電力系統中的電磁現象,穩態現象可以利用幅值、頻率、頻譜、調制、缺口深度和面積來描述,非穩態現象可利用上升率、幅值、相位移、持續時間、頻譜、頻率、發生率、能量強度等描述。

保障電能質量既是電力企業的責任,供電企業應保證供給用戶的供電質量符合國家標準;同時也是用戶(擁有干擾性負荷)應盡的義務,即用戶用電不得危害供電;安全用電;對各種電能質量問題應采取有效的措施加以抑制。

電能質量指標國內外大多取95%概率值作為衡量依據,并需指明監測點,這些指標特點也對用電設備性能提出了相應的要求。即電氣設備不僅應能在規定的標準值之內正常運行,而且應具備承受短時超標運行的能力。

二、電能質量標準

綜合新頒布的電磁兼容國家標準和發達國家的相關標準,中低壓電能質量標準分5大類13個指標。

(1)頻率偏差:包括在互聯電網和孤立電網中的兩種;

(2)電壓幅值:慢速電壓變化(即電壓偏差);快速電壓變化(電壓波動和閃變);電壓暫降(是由于系統故障或干擾造成用戶電壓短時間(10ms~lmin)內下降到90%的額定值以下,然后又恢復到正常水平,會使用戶的次品率增大或生產停頓);短時斷電(又稱電壓中斷,是由于系統故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失(3min,電壓中斷使用戶生產停頓,甚至混亂);長時斷電;暫時工頻過電壓;瞬態過電壓;

(3)電壓不平衡;

(4)電壓波形:諧波電壓;間諧波電壓;(由較大的波動或沖擊性非線性負荷引起,如大功率的交一交變頻,間諧波的頻率不是工頻的整數倍,但其危害等同于整數次諧波)。

(5)信號電壓(在電力傳輸線上的高頻信號,用于通信和控制)

三、電能質量污染的治理

1、治理的基礎性工作

首先要掌握供電網絡運行狀態,對電能質量開展實時監測,以掌握其動態;第二是分析診斷其變化,即在詳細分析電能質量數據的基礎上,利用仿真軟件對電網結構的固有諧振特性進行計算與分析,排除虛假的諧波干擾;第三是開展系統的合理設計和改造,變電站的設計和投運以及新的電力用戶投運之前都要進行諧波源負荷及電能質量要求等方面的技術咨詢,線路網絡改造和建設也要結合運行負荷的特點和措施,以降低線損,降低設備損失事故,最后才是開展濾波裝置或無功補償裝置的研制、調試和現場測試,以了解治理后的效果,并總結經驗。

2、SVC裝置

近些年來發展起來的SVC裝置是一種快速調節無功功率的裝置,已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負荷的補償,它可使所需無功功率作隨機調整,從而保持在非線性、沖擊性負荷連接點的系統電壓水平的恒定。

Qi=QD+QL-Qc(2)

式(2)中Qi、QD、QL、Qc分別為:系統公共連接點的無功功率、負荷所需的無功功率、可調(可控)電抗器吸收的無功功率、電容器補償裝置發出的無功功率,單位均為kvar。

當負荷產生沖擊無功QD時,將引起

Qi=QD+QL+Qc(3)

其中Qc=0,欲保持QC不變,即Qi=0,則QD=-QL,即SVC裝置中感性無功功率隨沖擊負荷無功功率作隨機調整,此時電壓水平能保持恒定不變。SVC由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯而成,主要有四種型式:

(1)可控硅閥控制空芯電抗器型(稱TCR型)SVC,它用可控硅閥控制線性電抗器實現快速連續的無功功率調節,它具有反應時間快(5~20ms)、運行可靠、無級補償、分相調節,能平衡有功,適用范圍廣,價格便宜等優點。TCR裝置還能實現分相控制,有較好的抑制不對稱負荷的能力,因而在電弧爐系統中采用最廣泛,但這種裝置采用了先進的電子和光導纖維技術,對維護人員要專門培訓提高維護水平。

(2)可控硅閥控制高阻抗變壓器型(TCT型),優點與TCR型差不多,但高阻抗變壓器制造復雜,諧波分量也略大一些。由于有油,要求一級防火,只宜布置在一層平面或戶外,容量在30Mvar以上時價格較貴,不能得到廣泛采用。

(3)可控硅開關控制電容器型(TSC):分相調節、直接補償、裝置本身不產生諧波,損耗小,但是它是有級調節,綜合價格比較高。

(4)自飽和電抗器型(SSR型):維護較簡單,運行可靠,過載能力強,響應速度快,降低閃變效果好,但其噪音大,原材料消耗大,補償不對稱電爐負荷自身產生較大諧波電流,無平衡有功負荷的能力。

3、無源濾波裝置

該裝置由電容器、電抗器,有時還包括電阻器等無源元件組成,以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路,以達到抑制高次諧波的作用;由于SVC的調節范圍要由感性區擴大到容性區,所以濾波器與動態控制的電抗器一起并聯,這樣既滿足無功補償、改善功率因數,又能消除高次諧波的影響。

4、有源濾波器

雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結構簡單及維護方便等優點,在現階段廣泛用于配電網中,但由于濾波器特性受系統參數影響大,只能消除特定的幾次諧波,而對某些次諧波會產生放大作用,甚至諧振現象等因素,隨著電力電子技術的發展,人們將濾波研究方向逐步轉向有源濾波器(ActivePowerFliter,縮寫為APF)。

APF即利用可控的功率半導體器件向電網注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流,使電源的總諧波電流為零,達到實時補償諧波電流的目的。它與無源濾波器相比,有以下特點:

a.不僅能補償各次諧波,還可抑制閃變,補償無功,有一機多能的特點,在性價比上較為合理;

b.濾波特性不受系統阻抗等的影響,可消除與系統阻抗發生諧振的危險;

c.具有自適應功能,可自動跟蹤補償變化著的諧波,即具有高度可控性和快速響應性等特點。

第11篇

論文摘要:風能是一種清潔,安全,可再生的綠色能源,利用風能對環境無污染,對生態無破壞,環保效益和生態效益良好,對于人類社會可持續發展具有重要意義。進入20世紀70年代,在世界范圍內爆發的能源危機告誡人們,要生存就要尋找開發新能源,此后各國政府紛紛制定能源政策支持新能源的開發利用。現今調整能源結構、減少溫室氣體排放、緩解環境污染、加強能源安全已成為國內外關注的熱點。國家對可再生能源的利用,特別是風能開發利用給予了高度重視。

近年來,世界風力發電事業蓬勃發展,截至2006年年底,全世界風力發電裝機容量已達7422萬千瓦,預計到2010年全世界風力發電裝機容量將達到149.5吉瓦。

我國風能資源豐富。據中國氣象科學研究院的初步測算,我國陸地10m高度處可開發儲量為2.53億kW,海上可開發儲量為7.5億kW,總計約10億kW,風能利用潛力巨大。2005年以來我國每年的風電新增裝機容量連年翻番,2005年裝機容量126萬KW,2006年裝機容量260萬KW,2007年裝機容量590萬KW,至2008年底風電裝機容量已超過1000萬KW。國家規劃,到2020年中國風電裝機規模將達3000萬kW。在國家政策和資源優勢的推動下,中國風能開發利用取得了長足進步。

風力發電在并網時由于沖擊電流的存在,會對電網電壓產生影響。由于風力發電是一種間歇性能源,風電場的功率輸出具有很強的隨機性,所以為了保證風電并網以后系統運行的可靠性,需要額外安排一定容量的旋轉備用以響應風電場的隨機波動。各種形式的風力發電機組運行時對無功功率的需求不同,依靠電容補償來解決無功功率平衡問題,發電機的無功功率與出力有關,由此也影響電網的電壓。

大型風力發電機組的投入運行,使大規模風力發電場的建設成為可能,風電事業正逐步向產業化邁進。在某些地方,風力發電已經在電網中占有了相當的比重,它的運行狀況直接關系到整個電網的安全性和可靠性。為了更加安全、充分的利用風力資源,迫切需要深入研究大規模風電場并網運行的相關技術問題,是保證并入大規模風電場后電力系統仍然可以正常穩定運行的重要前提。

國內外研究現狀

過去很長一段時期以來,由于結構簡單、運行可靠,風力發電系統主要采用恒速恒頻發電方式,但采用恒速恒頻方式的風力發電機組發電效率較低,而且機械承受的應力較大,相應的裝置成本較高。近年來,隨著大規模電力電子技術的日趨成熟,同時為實現不同風速下實現最大風能捕獲從而高效發電,國內外正在采用變速恒頻發電方式,變速恒頻發電方式可以大范圍內調節運行轉速,來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化,可以最大限度的吸收風能,因而效率較高;控制系統采取的控制手段可以較好的調節系統的有功功率、無功功率,但控制系統較為復雜;低風速下風機轉速相應下降,從而大大降低了系統的機械應力和裝置成本,近年來變速恒頻風力發電機組成了大容量風力發電設備的主要選擇方向。

恒速恒頻風力發電機組的并網包括同步發電機的并網和異步發電機的并網。同步發電機在重載情況下并網,若不進行有效的控制,常會發生嚴重的無功振蕩和失步,對系統造成嚴重的影響。用于風力發電的同步發電機與電網并聯運行時,常采用自動準同步并網和自同步并網方式。前者由于風速的不確定性,通過該方法并網比較困難;后者的并網操作相對簡單,使并網在短時間內完成,但要克服合閘時有沖擊電流的缺點。異步風力發電機控制裝置簡單,而且并網后不會產生振蕩和失步,運行比較穩定。然而,異步發電機直接并網時會產生發電機額定電流5-7倍的沖擊電流,不僅對電網造成沖擊而且影響機組壽命;另外異步發電機本身不發無功功率,需要進行無功補償。[

變速恒頻風力發電系統有多種,例如同步發電機交/直/交系統的并網運行和雙饋發電機系統的并網運行。在變速恒頻風力發電的眾多種方案中,最具優勢的方案是采用雙饋感應發電機的并網型交流勵磁變速恒頻風力發電機組。

同步發電機交/直/交系統并網運行時,由于采用頻率變換裝置進行輸出控制,因此并網時沒有電流沖擊,對系統幾乎沒有影響。由于同步發電機組工作頻率與電網頻率是彼此獨立的,風輪及發電機的轉速可以變化,不必擔心發生同步發電機直接并網運行可能出現的失步問題。在風電系統中使用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來調節輸出負荷,可使風力發電機組按最佳效率運行,向電網輸送更多的電能。

雙饋發電機系統并網運行時,風力機起動后帶動發電機至接近同步轉速時電網,并網時基本上無電流沖擊。風力發電機的轉速可隨風負載的變化及時做出相應的調整,產生最大的電能輸出。而且通過調節雙饋發電機勵磁電流的頻率、幅值和相位,可以保證發電機在變速運行的情況下發出恒定頻率的電力,并可以調節無功功率和有功功率。

交流勵磁變速恒頻風力發電系統中,發電機和電網之間是一種柔性連接,尤其對無刷雙饋電機而言,對發電機轉子側交流勵磁電流的調節與控制,就可在變速運行的任何轉速下滿足并網條件,實現變速恒頻無沖擊電流的高效并網。其勵磁繞組與電網間的雙向變頻器功率,僅為發電機系統的一小部分功率。可以預見,在未來幾年內,無刷雙饋電機在變速恒頻發電系統中將會獲得廣泛的應用,對全國的風力發電等機電產品的更新換代起推動作用,產生顯著的經濟和社會效益。

研究(設計)內容

對主要風力發電機組類型進行對比研究,不同機型的發電機原理、結構、運行特性和對電力系統的影響不盡相同,有必要進行研究。

對風力發電機組并網方式進行比較分析研究,主要是同步發電機的并網方式和異步發電機的并網方式進行比較分析,并對目前主流的變速恒頻風力發電機組中的雙饋感應發電機進行重點探討。

電壓水平是電力系統穩定運行的重要指標,研究了風力發電并網運行后電力系統的電壓特性。

從風電場接入地區的中樞點電壓水平、風電系統負荷的輕重、風電場的無功補償容量大小等各個方面分析探討影響風電機組最大注入功率的各種因素。

綜合分析幾種常用風力發電機的并網控制技術,分析比較它們各自應用于風力發電上的優缺點。并提出風力發電技術今后的發展趨勢。

研究(設計)方法及技術路線

首先建立幾種常用風力發電機的數學模型,建立風速、風力機模型,并利用已建立的數學模型對發電機原理進行探討,研究各風力發電機的運行特性,并就各種發電機并網時對電網的影響進行理論探討,特別是與電網有功、無功交換功率及對電網電壓的影響進行探討,找出合適的并網運行控制方案。

本課題研究的難點有:1)風力發電機數學模型的建立;由于風力發電機類型較多,不同電機的數學模型不一樣,不能建立統一的、適應各種機型的數學模型。2)該課題的探討主要停留在理論上,并進行適當的仿真計算,難以進行實驗驗證時間安排

第九周

詳細地了解設計題目、設計任務、設計要求、預期效果。本周內主要完成:①明確設計任務的具體內容。②完成開題報告。③編制初步設計方案

第十周

通過分析設計任務,提出各自的問題。

第十一周、第十二周

①將設計任務再次細化,提出更加具體的問題。②開始設計預期目標的整體方案,包括相關硬件、軟件方案,提出可行性。

第十三周、第十四周

①設計方案更加具體化,使之更加清晰,明確提出可達到的預期效果。②再次論證方案的可行性。③對設計方案各部分進行系統的分析計算,解決設計中出現的具體問題。

第十六周

總結前兩個階段的工作成果,編寫設計說明書。

第十七周

①妥善保存設計系統。②修改畢業論文,并完成打印。③準備答辯

預期成果

預期成果為幾種常見風力發電機組的并網運行控制方案,并以論文論文的形式表達出來。可能的創新點為:考慮充分利用電力存儲或者能量存儲技術,降低風能資源的隨機性對電網造成的不利影響,改善風能資源的利用條件,盡可能達到可控的目的。

主要參考文獻

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第12篇

【關鍵詞】 高速鐵路 負序 諧波 PRC

眾所周知,鐵路供電系統由牽引供電系統和電力供電系統兩部分組成。牽引供電系統是從電力系統接引電源,經過降壓轉換后提供給電力機車供電的電力網絡,主要是由牽引變電所與接觸網兩部分組成。而電力系統是三相高壓供電系統。牽引變電所是將電力供電系統的高壓輸電線輸送的電能,按照對電流和電壓不同的電力牽引要求,轉換為適合電力牽引的電能,再輸送給沿線上架設的接觸網,提供給沿線行駛的電力機車。

1 鐵路供電系統存在的問題分析

鐵路供電系統的自耦變壓器(AT)以單相供電方式供電,勢必在牽引所的高壓三相側產生電流不平衡,并輸入負序電流給上一層電力系統。該負序電流的大小因此和牽引變壓器相關。牽引變壓器是一種將三相高壓交流電轉化為較低壓的單相交流電的變壓器。鐵路供電系統中的三相高壓電力系統的負序電流大小由牽引變壓器和電力機車運行情況兩個方面決定。

目前,高速鐵路電力系統的電能存在負序、諧波等兩個主要問題,從而危害電力設備的正常運行并增加損耗,以至于造成電力事故,使得牽引供電系統本身和上級電力系統的安全得不到保障。負序電流使同步電機附加損耗和轉子發熱增大,而且引起附加震動。一旦負序電流偏大,以負序分量啟動的電力系統繼電保護裝置將出現誤工作,引起三相電流不平衡,同時出現不平衡的三相電流,并出現一相電流最大額度限制變壓器的額定處理,從而是的變壓器的有效利用率降低,而且,會增加變壓器的漏磁和局部過熱。當該電流流過電力網絡,也使得電能損耗,增加線損,造成電網的電能輸送質量降低。而諧波將增加電線的損耗,縮短輸電線的正常使用時間;電力電容器出現諧振,損壞電力電容器,從而增加旋轉電機與變壓器的損耗。

因此,我們采用實效的電能質量控制技術,綜合治理諧波和負序兩個主要問題,從而提高鐵路電力系統的電能質量具有非常重要的經濟意義。

2 RPC原理

鐵路功率調節器(Railway Static Power Conditioner,簡稱RPC)采用兩個電壓源變流器背靠背結構,交流側分接于變電所兩供電臂和直流側共用電容。該調節器具有平衡功率,補償無功,穩定電壓和有源濾波等功能。RPC在抑制電壓波動,平衡系統電壓,以及過濾諧波都具有良好的效果,并且在無功補償的同時能實現有功功率的轉移,而且有有源濾波的功能。RPC的結構如圖1所示。

RPC的結構含四個單相逆變H橋,其中的兩個H橋共用一個直流電容,形成了背靠背結構,類似若干個H橋結構并聯,通過降壓變壓器和輸出電感接入三相V/v牽引變壓器的兩個二次輸出端。RPC屬于有源裝置,其對兩個H橋進行合適控制,能夠達到負序補償,無功補償和抑制諧波抑制。RPC調節器轉移三相V/v變壓器的二次側兩供電臂有效功率,使部分負荷有功功率從功率大的一端轉移到功率偏小的一端供電臂,實現了兩供電臂具有相等的有功負荷,而且為了達到補償負序電流的作用,在兩供電臂會出現補償部分無功功率。RPC調節器通過產生諧波來消除諧波來實現諧波抑制。

3 鐵路電力系統RPC的運用

RPC中要實現鐵路電力系統中的負序和諧波補償,就需要使得調節器中兩變流器跟蹤負序和諧波電流補償這兩個參考量。當兩變流器獲得穩定的直流側電壓時,才能正常工作。RPC的兩個變流器單元都有無功補償、抑制諧波和整流的功能,它們通過一個直流電容鏈接起來,一定程度上,可以理解為兩個單獨的變流器。RPC調節器的直流側電壓通過這兩個變流器共同釋放或補充有功。兩變流器在直流電壓比參考電壓低時,共同給RPC充電;兩變流器在直流側電壓比參考電壓高時,會向電網釋放電能,這樣使直流側電壓得到穩定。兩供電臂一起承擔了功率模塊開關損耗,從而確保了RPC兩變流器兩側功率相等,最終實現三相電流的對稱。

4 RPC的功能分析

RPC的補償參考電流是在最初負序和諧波參考電流的基礎上,累加一個直流側電壓和有功電流分量。直流側電壓的誤差經過調節后,在RPC有功指令下,和負序和諧波補償電流指令累加,得到RPC實際電流參考指令。為了確保兩變流器的兩側功率平衡,需要通過直流側電壓和兩變流器共同維持,功率損耗由兩臂分擔。為了實現兩變流器有較快的速度,RPC調節器選用了環控制方法。RPC實際上需要采用電流內環和直流側電壓外環的雙閉環控制策略。開關控制信號在電流跟蹤誤差較大時,會出現信號變化頻繁。而跟蹤誤差在環寬較大時也相應較大。RPC調節器在兩供電臂功率不等時,應當合理設置滯環環寬,采用的方式是通過比較合適的功率調整,使得兩供電臂的功率調整為相同值,最終達到抑制兩供電臂諧波和消除三相電流負序電流的目的,因此補償效果明顯。

5 結語

鐵路電力系統中采用RPC可以通過平衡兩供電臂的功率,包括有功和無功功率,完全消除三相電流的負序電流。實際上,RPC對對高次諧波的抑制較弱,而對低次諧波的抑制較好。

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