当电网电压或电流中含有谐波时,如何定义各种功率是一个至今尚未得到圆 满解决的问题,这是一个关系到电量计算、分析及控制的重 要问题。如何使定义科学严谨,又能满足各种工程和管理的需要,还有许多问题 需要研究。传统的平均功率理论在系统存在谐波时不能完全 使用,容易造成诸如电能计量变差等问题。本文就针对有源电力滤波器APF而提出 的瞬时无功功率理论,该理论是解决谐波相关问题使用得 最为广泛的功率理论,当然该理论也并不是非常完美,也存在一点的问题,本论文 就提出了一种改进的瞬时无功功率理论。

电力无功补偿器接线图

改善电压调节。负载对无功需 求的变化,会引起供电点电压的变化,对这种变化若从电源端(发电厂)进行调节,会引起一些问题,而 补偿设备就起着维持供电电压在规 定范围内的重要作用。

电网输出的 功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功 ,这部分功率称 为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能是电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电 网中与电能进行 周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中 作功时,电流超前 于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃. 如果在电磁元件电 路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能 力,这就是无功补 偿的道理。

按上述调谐度配置电抗器,可满足滤除各次谐波。

(2)铁芯柱采用环氧树脂真空浇注,使铁饼间气隙被环氧树脂封闭在铁芯柱表面形成 一层树脂层,有效地减少了铁芯饼之间的震动,从而降低噪音,同时增强了铁芯与线圈的绝缘强度;

电力无功补偿器接线图

用电企业都有自身的特点,对设备有不同的要求,干式电抗器有噪音小、电抗器的线性度好、 机械强度高、安装简单等特点;油浸电抗器损耗小、占地面积小、线性度不好、噪音大。因此,采用什么样的电抗器应综合考虑。串联电抗 器主要作用是抑制谐波、限制涌流和滤除谐波。电抗率是电抗器的主要参数,电抗器的大小直接影响它的作用。

为提高补偿效果,低压无功补 偿设备一般需跟随负荷变化而调整补偿量,且因为容性设备容易产生电流冲击和谐波放大,属于配电网的“薄弱环节”。所以站在设备安全 、补偿效果好、设备性价比高等多个角度考量,需要针对主客观情况的不同,从中选择最佳的应用方案。

现如今,随着城市的发展 ,高层商业建筑不断增加,也就是我们通常所说的大厦建筑,在这些高层商业建筑的配电系统中,由于大量产生谐波的非线性负荷动力设备 及用电设施的广泛应用,如:采用电子整流的照明系统;个人电脑等现代化办公系统;数据交换系统(作为数据处理及交换存储平台的IDC 机房);采用变频驱动的大厦供水、供暖、新风、空调、电梯、消防系统;以及用于大厦安保的楼宇监控系统等等。大量的谐波电流注入到 配电网络中,并使电网电压也产生不同程度的畸变,这种谐波“污染”会对配电网络和用户产生严重的危害,构成了大厦供配电系统运行的 安全隐患;同时,大量无功谐波电流注入系统,占用了系统容量,增加了系统运行负担,在对系统造成危害的同时造成了电能的无谓浪费, 严重降低了电力系统的电能质量。

大厦配电系统中由于大量单相非线性负荷的使用,谐波分量均以3次为主,从而造成系统零线电流 过大。3 次及其倍数次谐波对三角形连接的变压器,会在其绕组中形成环流,使绕组过热;对全星形连接的变压器,当绕组中性点按地,而 该侧电网中分布电容较大或者装有中性点接地的并联电容器时,可能形成3 次谐波谐振,使变压器附加损耗增加;同时零线电流过大会在零 线小于相线承载能力的系统中突出表现为零线过热,损耗增加,当超过系统零线承载能力时,由于未设置零线保护断路器,将对系统造成更 大的危害及损失。

3.由谐波造成的损耗较大,浪费大量电能,造成损失;3.1 降低电流的功率因数,无用功比例增加;3.2 谐波无功自身损耗浪费大量电能;3.3 电气系统故障频发,各类用电设备老化严重、更新加速,耗费大量人力物力。

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3. 被动治理,既外加滤波器,阻碍谐波源产生的谐波注入电网,或者阻碍电力系统的谐波流入负载端。现在电能质量治 理主要是被动治理。如:采用无功滤波器PF,在谐波附近或公用电网节点装设单调谐及高通滤波器,可以吸收谐波电流,同时还可以进行无 功补偿,运行维护也简单;在谐波源附近和公用电网节点装设并联型和串联型电力有源滤波器APF,可以有效起到补偿或隔离谐波的作用, 并联型还可以进行无功功率补偿,但装置造价较高,补偿容量较小,电压等级偏低。而采用混合型有源电力滤波器,可以很好的兼顾PF成本 低廉、电压等级高、补偿容量大和APF性能优越的优点,属于APF的分支和发展。本问所论述的就是其许多种类的一种。

目前电力系统中应用最多,最为成熟的FACTS设备就是静止无功补偿器 (Static Var compensation, SVC)。它通常由负荷并联的电抗器和(或)电容器组合而成,且其中歪歪有一个可调的。可调电抗器包括晶 闸管控制的电抗器(TCR)或晶闸管投切的电抗器(TSR)两种形式。电容器则通常包括与谐波滤波器电路结合成一体的固定的电容器(FC) 或机械投切的电容器(MSC),或在需对电容进行高速或非常频繁投切时所采用的晶闸管的手段。以日本为例,截止2001年底,共生产了264 台容量高达9018Mva的并联无功补偿器,其中92%以上为基