由于电力电 子技术具有灵活、快速、高效等优点,特别是今年来随着电力电子技术和半导体集成技术的发展,电力电子器件的性能不断 的提高,耐压和 功率等级迅速增大,加上计算机技术和控制技术的发展,使电力电子装置用于柔性交流输电系统(FACTS)已经成为了一种趋 势,下面就介绍 几种利用电力电子技术来实现电能质量控制的装置。

相移最小的有源滤波器

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。

二 是对负荷的补偿。低压电网负荷补偿是电力系统无功补偿中重要的组成部分,它着重于在负荷端对电网中负荷消耗的无功功率进行补 偿。

理论上说,无功功率的补偿包括对基波无功功率的补偿和对谐波无功功率的补偿。因此在设计允许的范围内,应 该把除基波有功分量以 外的所有谐波和基波无功都补偿掉。然而,在实际工程应用中,考虑到基波无功在所有无功损耗中的绝对比重,为了 降低开关频率,提高 体统容量,可以采用主要补偿基波无功的方式。

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(4)变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立,或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器,切断谐波电流。

COSΦ=(R + r)/ 电阻 r电抗x值在矿热炉运行时,一般不变动, 它们取决于短网和电极布置的设计和安装。电阻r与运行时短网上各 载 流部件的电流密度有关,变化较小,但电阻R却是矿热炉运行时决定矿 热炉功率因数的主要因数。

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。

广泛用于有色金属和黑色金属和熔炼、 加热。如熔炼生铁、普通钢、不锈钢、工具钢、铜、铝、金、银及合金等;透热锻造用途的钢件 、铜件,用于挤压成形的铝锭等;对金属进 行调质、淬火等热处理。中频炉加热装置具有体积小、重量轻、效率高、热加工质量优及有利 环 境等优点,正迅速淘汰燃煤炉、燃气炉、燃 油炉及普通电阻炉,是新一代的金属加热设备。

中频感应炉的电源系统是电力系统中数量最大的谐波源,常见的为中频炉和高频感应炉电源等。一般6脉冲中频炉,主要产生5、7、 11 、 13次特征谐波等;对于12脉冲换流中频炉,主要为11、13、23、25次特征谐波。一般情况下,小型换流装置采用6脉冲,较为大型采用12 脉 冲,如炉变压器接成Y/△/Y型,或者采用两台炉变压器供电。

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2.谐波使电能传输和 利用的效率降低,使电气设备过热,产生振动和噪声,并使其绝缘老化,使用寿命降低,甚至发生故障或烧毁;

配电系统中的大量负荷,如异 步电动机、感应电炉以及大容量整流设备等,在运行中都表现为感性,在实现有功电能转换的同时,也会 消耗大量的无功;同时,输配电网 络中的变压器、线路等的阻抗也表现为感性,在流过电流的时候也会消耗无功,导致系统功率因数降低 。 对于系统而言,负荷的低功率因数 ,会增加供电线路上的电能损失和电压损失,降低了电压质量,同时,无功电流也会降低发、输、供 电设 备的有效利用率;对于电力用户而 言,低功率因数会增加电费支出,加大生产成本。