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。

无功补偿电容场强单位

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。

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

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静止同步补偿器作为基于电压源变流器的并联补偿装置,其概念自 20世纪80年代一经提出立刻得到了各大电器制造公司的广泛关注,纷纷投入巨大的资金和人力进行开发,但由于当时电力电子技术发展的限 制一直没有正式的样机投入运行。20世纪90年代高压大功率可关断器件的迅速发展从硬件上为作为电力系统一次回路设备的大功率STATCOM 的开发提供了可能,1992年日本三菱公司研制的世界第一台±80Mvar的工业装置于日本犬山投入商业运行,开创了基于同步变流器装置的 FACTS技术的新纪元,随后各大公司纷纷推出自己的产品。我国清华大学和河南省电力局合作研制的±20MvarSTATCOM也于1998年投入运行。 到目前为止,已有数十台装置投入到了商业运行,是新一代FACTS装置中最早,也是得到最广泛应用的同步补偿装置。

统一潮流控 制器(Unified power flow controller,UPFC)将一个由晶闸管换流器产生的交流电压串入并叠加在输电线相电压上,使其幅值和相角皆 可连续变化,从而实现线路有功和无功功率的准确调节,并可提高输送能力和阻尼系统振荡。美国西屋电气公司研制出一种简化的UPFC称为 串联潮流控制器(Serial power flow controller,SPFC),其基本结构和SVC类似,区别是其输出变压器串联接入输电线。SPFC造价明显 低于UPFC,但功能可与之相比且优于SVG。中国电力科学研究院、东南大学、清华大学等单位也进行了理论研究和仿真实验,研究结果表明 :UPFC具有良好的效果和功能。

对于大负荷用电企业,按照无功补偿的种类又分为高压集中补偿,低压集中补偿和低压就地补偿。在补偿容量相等的情况下,低压 就地补偿减低线损最有效,其原因是这种方法就地补偿了负荷的感性部分,使流经线路和变压器上的无功电流大大减小,显然此种方法所取 得的经济效益最佳。

近年来,随着我国医疗卫生事业的发展和医疗体制改革的 推动,全国卫生机构总规模和服务质量追念提高。随着医疗条件的改善,医院病房、门诊急诊、输液、科研试验各大楼普遍使用了中央空调 系统,病人看病的环境更加舒适,这也带动了电力需求的增长,使医院的用电量比以前翻番,医院已成为城市用电大户之一。与此同时,谐 波、三相不平衡等一系列电能质量问题随之而来,带来的用电安全隐患极大。

(2)信号线采用屏蔽线,且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离(至少20cm以上),切断辐射干扰。

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由于矿热炉比其它电冶炼炉的电阻弱,故其功率因数相应地也降低些。除了一般小型矿热炉的自然功率 因数能达到0.9以上,而容量在 10000KVA以上的中、大型矿热炉的自然功率因数都在0.9以下,矿热炉容量越大,功率因数越低。这是由于大 容量矿热炉的变压器感性负载 越大,短网越长,电极插入炉料较深增加了短网的电抗,因而降低了矿热炉的功率因数。

此技术属于将原来成熟的就地补偿技术应用到矿热炉的二次低压侧,由电容器产生的无功功率 ,通过短线路,一部分通过矿热炉变压器 由系统吸收,另一部分补偿矿热炉变压器,短网和电极的无功损失,增加了输入矿热炉的有功功率 。同时采用了分相补偿,使矿热炉内三相 电极上的有功功率相等,达到提高功率因数,减小三相功率不平衡和改善生产指标的效果。