無功補償及諧波治理課件

1、SVC靜止式無功補償及諧波治理主要內(nèi)容1、無功補償基礎(chǔ)知識2、傳統(tǒng)無功補償設(shè)備技術(shù)分析3、 LLJ-SVC靜止式無功補償系統(tǒng)4、 LLJ_TSC概述5、 典型應(yīng)用實例1、無功補償基礎(chǔ)知識1.1 基本概念及公式 根據(jù)傳統(tǒng)電工理論，交流電氣負(fù)載分為感性、阻性及容性，這些負(fù)載在工作時產(chǎn)生電流與電壓相位上的差異，電功率相應(yīng)分為有功功率及無功功率。下圖給出相關(guān)的電工學(xué)基本公式。 由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，當(dāng)用電企業(yè) cos越小，其視在功率越大，為滿足用電的需要，供電線路和變壓器的容量也越大，這樣，不僅增加供電投資，降低設(shè)備利用率，也將增加線路網(wǎng)損。 負(fù)載的功率因數(shù)低，對電力系統(tǒng)不利。 1

2、)負(fù)載的功率因數(shù)過低，供電設(shè)備的容量不能充分利用。例如：一臺容量為 60KVA 的單相變壓器，設(shè)它在額定電壓，額定電流下運行，在負(fù)載的功率因數(shù)等于 1 時，它傳輸?shù)挠泄β蔖=60cos=60KW，它的容量得到充分利用，負(fù)載的 cos=0.8 時，它傳輸?shù)挠泄β式档?8KW，容量的利用較差，cos越小，容量利用的越不充分。 2)在一定的電壓下向負(fù)載輸送一定的有功功率時，負(fù)載的功率因數(shù)越低，通過輸電線的電流越大，導(dǎo)線電阻的能量損耗和導(dǎo)線阻抗的電壓降落越大，所以功率因數(shù)是電力經(jīng)濟中的一個重要指標(biāo)。 全國供用電規(guī)則規(guī)定：在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時，用戶的功率因數(shù)應(yīng)達到的標(biāo)準(zhǔn)：高壓用電的工業(yè)用戶和高壓用電裝有

3、帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為 0.9 以上；其它 100KVA 及以上電力用戶和大中型電力排灌站，功率因數(shù)為 0.85 以上；農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為 0.80 以上。凡功率因數(shù)達不到上述規(guī)定的用戶，供電部門會在其用戶使用電費的基礎(chǔ)上按一定比例對其進行罰款（力率電費），要提高企業(yè)的用電功率因數(shù)，必須進行無功補償，并做到隨其負(fù)荷和電壓的變動及時投入或切除，防止無功電力倒送。 無功功率并不是無用的功率，交流工頻電網(wǎng)中如電動機、變壓器等電力負(fù)荷都是電磁轉(zhuǎn)換工作原理，我們在使用這些設(shè)備完成電能向需要的機械能、熱能、光能等能量方式轉(zhuǎn)換的同時必須有相應(yīng)的無功功率交換才能實現(xiàn)。在理想狀態(tài)下無功功率只用

4、于負(fù)載勵磁在負(fù)載與電網(wǎng)之間反復(fù)交換而不進行其它能量方式的轉(zhuǎn)換，但由于載流體電阻及導(dǎo)磁體磁阻的原因?qū)е聼o功電流在流動過程中產(chǎn)生電能向熱能轉(zhuǎn)換從而出現(xiàn)不期望的能量損失。1.2 無功功率補償?shù)幕驹?把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時，感性負(fù)荷吸收能量；而感性負(fù)荷釋放能量時，容性負(fù)荷卻在吸收能量。能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣感性負(fù)荷所需要的無功功率可從容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補償，這就是無功功率補償?shù)幕驹?1.3 無功功率補償?shù)姆椒?無功功率補償?shù)姆椒ê芏?，采用電力電容器或采用具有容性?fù)荷的裝置進行補償。 1) 利用過激磁的同步電動機，改善用電的功

5、率因數(shù)，但設(shè)備復(fù)雜，造價高，只適于在具有大功率拖動裝置時采用。 2) 利用調(diào)相機做無功率電源，這種裝置調(diào)整性能好，在電力系統(tǒng)故障情況下，也能維持系統(tǒng)電壓水平，可 提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，但 造價高，投 資大，損 耗也較高。每 kvar 無功的損耗約為 1.85.5 % ，運行維護技術(shù)較復(fù)雜，宜裝設(shè)在電力系統(tǒng)的中樞變電所，一般用戶很少應(yīng)用。 3) 異步電動機同步化。這種方法有一定的效果，但自身的損耗大，每 kvar 無功功率的損耗約為 419%，一般都不采用。 4)電力容器作為補償裝置，具有安裝方便、建設(shè)周期短、造價低、運行維護簡便、自身損耗?。縦var 無功功率損耗為 0.30.4 % 以

6、下）等優(yōu)點,是當(dāng)前國內(nèi)外廣泛采用的補償方法。 電力電容器作為補償裝置有兩種方法：串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。 1) 串聯(lián)補償是把電容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。這種補償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器，應(yīng)用于高壓遠(yuǎn)距離輸電線路上，用電單位很少采用。 2) 并聯(lián)補償是把電容器直接與被補償設(shè)備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補償方法所用的電容器稱作為并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補償方法。并聯(lián)電容器的補償：電容器的補償形式，應(yīng)以無功就地平衡為原則。電網(wǎng)的無功負(fù)荷主要是由用電設(shè)備和輸變電設(shè)備引起的。除了在比較密集的供電負(fù)荷中心集中裝設(shè)大、中型

7、電容器組，便于中心電網(wǎng)的過電壓控制和穩(wěn)定電網(wǎng)的電源電壓質(zhì)量之外，還應(yīng)在距用電無功負(fù)荷較近的地點裝設(shè)中、小型電容器組進行就地補償。2、傳統(tǒng)無功補償設(shè)備技術(shù)分析 電網(wǎng)對無功補償設(shè)備的剛性需求極大地促進了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)的無功補償用電容器柜使用非常普及，但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大量工業(yè)電力客戶配置的無功自動補償柜運行狀況非常糟糕，有一些從安裝后就沒能正常運行，更多的在運行一段時間后出現(xiàn)了故障，特別是自動控制功能基本失效，相信許多廠礦企業(yè)的相關(guān)人員都有同感。究其原因，有設(shè)備制造方面的問題，但更重要的還是傳統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)缺陷導(dǎo)致的。2.1 傳統(tǒng)無功自動補償設(shè)備測量方法及局限性在我國工業(yè)及民用配電變壓器大都采用D/Y

8、-XX接線方式，無功補償設(shè)備通常并聯(lián)安裝在低壓母線上，下面給出簡化的連接示意圖。無功自動補償通過實時檢測變壓器低壓側(cè)出線上的電壓、電流、無功功率及功率因數(shù)等參數(shù)并據(jù)此控制電容器組的投切來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的無功補償控制器大都采用普通的單片機來實現(xiàn)，限于單片機的運算速度，無法實現(xiàn)快速的交流采樣，因此傳統(tǒng)的無功補償控制器基本上都采用直流采樣的方式。 傳統(tǒng)測量方法的局限性有以下幾點： 1) 傳統(tǒng)方法功率因數(shù)的檢測采用比較電壓與電流的過零點時間差來實現(xiàn)，我們知道在諧波干擾嚴(yán)重時電網(wǎng)電壓的波形發(fā)生畸變，電流的情況更加嚴(yán)重，波形過零點非常模糊，在此情況下使用該方法很難準(zhǔn)確檢測出功率因數(shù)。 2)傳統(tǒng)方法對一路線電壓

9、及一相電流取樣信號經(jīng)整流、濾波后進行直流采樣，再通過電壓、電流及功率因數(shù)來計算三相總的無功功率。顯而易見，一方面在功率因數(shù)不能準(zhǔn)確測量的情況下無功功率的計算也是不準(zhǔn)確的；另一方面，采用一路電壓及一相電流來計算三相功率的前提是三相電壓及負(fù)載必須嚴(yán)格平衡，這在三相四線制系統(tǒng)中是很難滿足的。 低壓無功自動補償設(shè)備一般根據(jù)系統(tǒng)的功率因數(shù)或無功功率來控制并聯(lián)電容器的投退。因為根據(jù)功率因數(shù)控制的方法實現(xiàn)起來相對簡單，傳統(tǒng)的無功自動補償設(shè)備大都選用這種方式。傳統(tǒng)控制方法的局限性有以下幾點： 1)功率因數(shù)是無功功率的關(guān)聯(lián)量，它由無功功率及有功功率來決定。當(dāng)負(fù)荷較輕時，功率因數(shù)低于設(shè)定值時實際的無功缺額往往很小

10、，這時補償設(shè)備投入一組電容器可能引起過補償，控制器檢測到過補以后又將切除一組電容器，這樣就導(dǎo)致電容器不斷地投入、切除，補償設(shè)備進入不穩(wěn)定的運行狀態(tài)。2.2 傳統(tǒng)無功自動補償設(shè)備控制方法及局限性 2)當(dāng)負(fù)載很重時，微小的功率因數(shù)變化將對應(yīng)很大的無功功率，由于功率因數(shù)采集及計算誤差可能導(dǎo)致部分電容器在系統(tǒng)需要時不能及時投入運行。2.3 傳統(tǒng)無功自動補償設(shè)備保護方法及局限性 為保證無功補償設(shè)備安全、可靠、長期運行，設(shè)備本身應(yīng)具備完善、靈敏的保護及自檢功能并應(yīng)提供相應(yīng)方式的告警信號。傳統(tǒng)的無功自動補償設(shè)備大都只是采用熔斷器或熱繼電器保護方式，不能為補償電容器組提供完備的保護功能，而且在熔絲熔斷后無法自

11、動恢復(fù)。傳統(tǒng)保護方法的局限性有以下幾點： 1)采用熔斷器或熱繼電器保護方式的設(shè)備，不能提供過壓、欠壓保護，由于負(fù)載及電網(wǎng)的波動，電網(wǎng)電壓經(jīng)常出現(xiàn)波動，而國產(chǎn)電容器只允許在1.05倍電容器額定電壓下工作，在1.1倍額定電壓下只能短時運行24小時，當(dāng)電網(wǎng)電壓過高時，將引起電容器內(nèi)部有功功率損耗顯著增加，使電容器介質(zhì)遭受熱力擊穿，影響其使用壽命，而傳統(tǒng)自動補償設(shè)備不能實時檢測電容器電壓，極容易造成電容器的燒毀。 2)采用傳統(tǒng)熔斷器保護方式的設(shè)備當(dāng)發(fā)生過流或短路現(xiàn)象造成熔斷器熔斷時，由于熔斷器熔絲不能恢復(fù)，只能更換熔斷器，造成極大的浪費。2.4 傳統(tǒng)無功自動補償設(shè)備投切方式及局限性 傳統(tǒng)無功自動補償設(shè)

12、備中大都采用交流接觸器作為電容器組的投切開關(guān)。交流接觸器由于其機械結(jié)構(gòu)的限制其動作延時較大而且一致性差，無法對其進行精確的動作時間控制，這導(dǎo)致電容器在投入電網(wǎng)時會引起較大的沖擊電流，所以采用交流接觸器投切時電容器組的容量不能選配的很大，而且為抑制沖擊電流往往還需額外配置1%左右的串聯(lián)電抗器。為減小沖擊電流、避免過電壓產(chǎn)生，在運行電容器切除后必須等待電容器放電才能再次投入。較長的電容器放電延時及交流接觸器機械結(jié)構(gòu)的限制使傳統(tǒng)設(shè)備無法實現(xiàn)快速變化的無功需求進行跟蹤補償。 傳統(tǒng)投切方式的局限性： 沖擊大、響應(yīng)慢、噪音大、 由于交流接觸器其機械結(jié)構(gòu)的限制不能實現(xiàn)快速、頻繁的動作，限制了傳統(tǒng)無功補償裝置

13、投切的響應(yīng)速度。3、 LLJ-SVC靜止式無功補償及濾波系統(tǒng)LLJ-HSC復(fù)合開關(guān)控制無功補償成套設(shè)備LLJ-TSC晶閘管控制無功自動補償成套設(shè)備LLJ-TCR可控電抗器式無功補償技術(shù)與設(shè)備LLJ-MCR磁閥電抗器式無功補償技術(shù)與設(shè)備LLJ-TSF晶閘管控制無功補償及濾波成套設(shè)備 從用電客戶端考慮，有效的無功補償及諧波治理是實現(xiàn)節(jié)能、高效用電的重要途徑之一。針對傳統(tǒng)產(chǎn)品在技術(shù)與實現(xiàn)手段方面存在的不足及缺陷，我公司的LLJ-SVC靜止式無功補償及諧波治理系列產(chǎn)品充分利用檢測技術(shù)、控制技術(shù)、半導(dǎo)體電力器件、數(shù)字信號處理技術(shù)等相關(guān)學(xué)科方向發(fā)展的新果，對傳統(tǒng)產(chǎn)品的不足一一進行了改進，并在此基礎(chǔ)上極大地

14、豐富了產(chǎn)品的功能，在提升該類產(chǎn)品自動化運行水平的基礎(chǔ)上，更加提升了設(shè)備維護與管理的智能化水平。 與傳統(tǒng)方法不同，LLJ-SVC采用32位高速數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320F2811做為核心控制單元對三相交流電壓(UA、UB、UC)、三相系統(tǒng)總電流(ias、ibs、ics)、三相無功補償電流(iac、ibc、icc)進行實時采集。各路模擬量采集均采用快速交流采樣技術(shù)及快速傅里葉變換技術(shù)(FFT)獲取，實時有功功率、無功功率、功率因數(shù)基于瞬時功率理論計算，這從本質(zhì)上克服了傳統(tǒng)采樣技術(shù)的缺陷。特別的一點，LLJ-SVC設(shè)備在進行各路模擬量采集時，首先通過交流采樣及FFT變換技術(shù)，將每一路模擬量

15、進行諧波分析，在精確獲得基波量的同時分解出2-31次諧波量的實時值，并基于此精確獲取各分相及總的實時基波有功功率、無功功率及基波功率因數(shù)。并在此基礎(chǔ)上計量電能。1）LLJ-SVC 檢測技術(shù) LLJ-SVC系統(tǒng)在補償及濾波中實現(xiàn)的各種控制、保護及狀態(tài)識別等功能均基于它準(zhǔn)確、全面的檢測結(jié)果。很明顯，LLJ-SVC采用的檢測手段完全克服了電網(wǎng)諧波、三相不平衡等因素的影響。概括起來，具有以下鮮明的特點： 1)基于交流采樣及諧波分析技術(shù)克服了電網(wǎng)諧波的影響。 2)通過對各側(cè)、各相參數(shù)全面檢測克服了三相不平衡的影響。 3)采用瞬時采樣及FFT變換技術(shù)實現(xiàn)相關(guān)參數(shù)快速檢測，為實現(xiàn)高效的補償控制與保護奠定了基

16、礎(chǔ)。 4)四象限電能累計及統(tǒng)計力率計算為客戶提供更直接、快捷的評價依據(jù)。 2）LLJ-SVC 控制技術(shù) 電網(wǎng)中無功功率、功率因數(shù)、電壓是一組相關(guān)的物理量，無功補償與濾波控制的動作域一般要有電壓、功率因數(shù)、剩余無功等條件來綜合確定。電壓上限約束及電壓預(yù)測補償控制 在系統(tǒng)感性負(fù)載無功較大時，投入補償電容器減小無功缺額的同時會起到抬高系統(tǒng)電壓的作用，過高的系統(tǒng)電壓會影響用電設(shè)備的正常工作，嚴(yán)重時會導(dǎo)致設(shè)備損壞，所以在無功補償時增加電壓上限約束條件，當(dāng)系統(tǒng)電壓超過設(shè)定值時應(yīng)相應(yīng)切除投入的電容器組。電壓預(yù)測補償控制可以防止在電壓臨近邊界時出現(xiàn)電容器組的投切震蕩產(chǎn)生。剩余無功功率約束 從電網(wǎng)安全穩(wěn)定方面考

17、慮，要求無功補償限制過補的情況產(chǎn)生，防止用電戶向電網(wǎng)側(cè)倒送無功。但從高供高計的用電單位考慮，當(dāng)在低壓側(cè)采取無功補償措施時，補償?shù)姆秶⑽窗ㄉ隙俗儔浩鞯臒o功功率在內(nèi)，為做到精確補償，可以變壓器的無功功率為參考整定剩余無功功率約束條件(DQ)，該數(shù)值可根據(jù)不同地區(qū)無功管理的要求來設(shè)置。很容易理解，當(dāng)整定為適當(dāng)?shù)臄?shù)值時，可以通過低壓側(cè)電容器從一定程度上補償變壓器的無功損耗，從而進一步改善該用電客戶的統(tǒng)計力率。功率因數(shù)約束及功率因數(shù)預(yù)測補償控制 為加強無功管理，不同地區(qū)采取的方法也不盡相同。部分地區(qū)在對低統(tǒng)計力率進行考核的同時也限制力率過高的情況。為適應(yīng)這種無功管理的要求，在無功補償控制規(guī)則中增加功

18、率因數(shù)上限約束，當(dāng)功率因數(shù)達到或超過設(shè)定的上限時應(yīng)相應(yīng)切除投入的補償電容器。采用功率因數(shù)預(yù)測補償控制可以防止在功率因數(shù)上限臨界值處發(fā)生電容器組投切震蕩現(xiàn)象。對于當(dāng)?shù)毓╇姴块T沒有力率上限約束的情況可以將此數(shù)值整定為1， 相當(dāng)于在控制域中開放此約束條件。3）LLJ-SVC 靈活電容器組配置及自組織優(yōu)化控制技術(shù) 傳統(tǒng)的無功補償設(shè)備一般都要求電容器組等容量配置，也有的設(shè)備要求電容器容量按8421編碼方式配置，這主要是為方便控制器控制考慮的，這種傳統(tǒng)的電容器配置要求對設(shè)備制造及設(shè)備維護、升級帶來一定的限制。LLJ-SVC系統(tǒng)采用了靈活電容器配置方案，在允許的電容器總組數(shù)及最大容量限制內(nèi)可以根據(jù)實際需要靈

19、活配置電容器容量。而且，在設(shè)定電容器組的額定容量下根據(jù)實際運行電壓實時進行電容器容量校正，在此基礎(chǔ)上根據(jù)無功需量進行控制輸出的自組織優(yōu)化及邊界預(yù)測，從而實現(xiàn)快速、精確、穩(wěn)定的無功補償控制。4）LLJ-SVC 晶閘管投切技術(shù) LLJ-SVC系統(tǒng)TSC投切組件除采用獨特的電壓瞬變抑制、雷擊震蕩波抑制、專門的熱力學(xué)設(shè)計及過熱保護等有效措施保證可靠性外，采用了獨特的零壓零流驅(qū)動技術(shù)真正實現(xiàn)了電容器殘壓與系統(tǒng)瞬時電壓零壓差投入，避免了常規(guī)機械開關(guān)投入補償電容器是引起的過電壓及涌流出現(xiàn)，LLJ-SVC系統(tǒng)TSC組件與LLJCC系列專用無功補償控制器配合使用，其動態(tài)響應(yīng)時間可達一個電壓交變周期（對50HZ工

20、頻系統(tǒng)為20毫秒）,從而可以對快速變動的無功需求實現(xiàn)即時補償，這一點是任何機械型開關(guān)都無法做到的。5）LLJ-SVC 系統(tǒng)保護及自檢功能 從安全、可靠地長期運行的角度考慮，LLJ-SVC無功補償及濾波成套設(shè)備配置完善的保護及自檢功能，對補償及濾波成套設(shè)備長期運行中出現(xiàn)的各類異常情況進行快速、全面的響應(yīng)。這些功能主要包括過壓保護、欠壓保護、短路保護、基波及諧波過流保護、三相電流不平衡保護、諧振檢測及諧振干擾控制、電容器容量在線辨識與故障預(yù)警等。LLJ-SVC系統(tǒng)所提供的這一系列快速、準(zhǔn)確、完備的保護功能從根本上避免設(shè)備在中復(fù)雜的電網(wǎng)工況下進入異常運行狀態(tài)，并有效防止在異常電網(wǎng)狀況下設(shè)備相關(guān)元件遭

21、受損害，是整套設(shè)備實現(xiàn)安全、可靠、長期有效運行的有力保障。3.1 LLJ-HSC復(fù)合開關(guān)控制無功補償成套設(shè)備 LLJ-HSC復(fù)合開關(guān)控制無功自動補償成套設(shè)備是LLJ-SVC系統(tǒng)的一種基本應(yīng)用方案，適用于對無功補償響應(yīng)速度要求不高的場合，是傳統(tǒng)機械開關(guān)投切無功補償柜的經(jīng)濟型替代設(shè)備，也可在大容量無功補償系統(tǒng)中與LLJ-SVC系統(tǒng)的其他方案聯(lián)合使用，用來滿足慢速變換的無功補償需求。 復(fù)合開關(guān)投切方式(HSC)是在傳統(tǒng)低 性能、低價格的機械類開關(guān)投切方式(MSC) 與高性能、高價格的晶閘管投切方式(TSC) 進行的一種折中方案，適用于對無功補償響 應(yīng)時間要求較低的場合。右圖給出復(fù)合開 關(guān)投切方式(H

22、SC)的示意圖，簡單地說， HSC方式通過雙向可控硅與機械開關(guān)聯(lián)合 實現(xiàn)。 為克服傳統(tǒng)機械開關(guān)的投入涌流及過電壓，HSC在投入補償電容器時，先通過控制雙向可控硅導(dǎo)通實現(xiàn)無涌流投入，此后再驅(qū)動機械開關(guān)動作投入正常運行，由于雙向可控硅器件只在初投電容器的很短時間內(nèi)通過全部電流，在并聯(lián)的機械開關(guān)閉合后便被短接旁路，因此對于相同容量的電容器組來講，HSC方式比TSC方式中的SCR元件額定電流可以低很多，短時工作方式也可以極大地簡化SCR的散熱問題。單純從投入方式上考慮，電容器在切除后也不需要放電等待時間，但由于HSC中機械開關(guān)動作時間限制，HSC的投切操作頻度及相應(yīng)時間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于TSC方式。 3.2

23、LLJ-TSC 晶閘管控制無功自動補償成套設(shè)備 LLJ-TSC晶閘管投切式無功自動補償成套設(shè)備是LLJ-SVC系統(tǒng)中具有代表性的一種應(yīng)用方案，由于其良好的可控性能及快速的響應(yīng)特性，可以滿足各類型場合對無功補償?shù)囊螅貏e是對負(fù)載變動隨機性強、幅度大、頻度高的場合，通過合理的補償容量配置及補償系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定可以取得優(yōu)異的補償效果，是傳統(tǒng)無功補償用電容柜的理想替代產(chǎn)品。 根據(jù)客戶的具體情況，LLJ-TSC晶閘管投切式無功自動補償成套設(shè)備可以單獨使用，也可與LLJ-SVC系統(tǒng)的其他配置類型設(shè)備一起構(gòu)成復(fù)合型無功補償及濾波綜合系統(tǒng)，滿足復(fù)雜現(xiàn)場的高效補償與濾波要求。 181920電源GNDLN備用IAI

24、AIB IBIC IC電容電流P2開出接口P1開入接口電源工作12345678910測量電流測量電壓UNUAUBUCIC*ICIB*IBIA*IALLJCC20測控裝置111213141516173.3 LLJ-TCR可控電抗器式無功補償技術(shù)與設(shè)備 不難看出，前面說明的LLJ-HSC、LLJ-TSC兩種類型的設(shè)備是以向電網(wǎng)提供容性無功功率為目的的；從擴大補償范圍的需求考慮，LLJ-SVC系統(tǒng)整體方案提供幾類感性無功功率發(fā)生設(shè)備 LLJ-TCR可以定義為感性無功發(fā)生器，在整個無功補償系統(tǒng)中用作微調(diào)。由于我們平時所用負(fù)載大多數(shù)為感性負(fù)載，所以說我們平時所說的無功功率大多數(shù)為感性無功功率。在用TSC

25、系統(tǒng)對電網(wǎng)進行無功補償時，會有以下兩種情況： 1)A、B、C三相負(fù)荷不平衡時，投入電容器組后有可能會出現(xiàn)有一相或兩相出現(xiàn)過補得現(xiàn)象，造成電網(wǎng)某一相過補償。 2)由于電容器組搭配不恰當(dāng)，投入某一組電容器組會造成過補，不投入又達不到要求的情況。 以上兩種情況發(fā)生時，我們可以利用LLJ-TCR系統(tǒng)進行解決，由于LLJ-TCR采用Y型接法（參考下圖），因此我們可以分相投切，從而有效的解決了某相過補的問題。當(dāng)出現(xiàn)過補現(xiàn)象時，我們也可以三相投切電抗器組，把電網(wǎng)的無功功率由容性“拉”回感性。 右圖給出LLJ-TCR設(shè)備 工作原理示意圖。該類設(shè)備 根據(jù)設(shè)計容量配置電抗器L (根據(jù)補償需要可采用D型或 Y型)，

26、經(jīng)雙向可控硅接入電 源，通過調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通 角度可以平滑調(diào)節(jié)電抗器的 實際工作電流，也就是實現(xiàn)了在0，QLE范圍內(nèi)感性無功功率的連續(xù)平滑調(diào)節(jié)。當(dāng)補償電抗器采用D型接法時，一般通過三相同步調(diào)節(jié)實現(xiàn)三相共補。當(dāng)補償電抗器采用Y型帶中線接法時，通過三相獨立控制可以很容易實現(xiàn)分相補償，這在三相負(fù)載不平衡的場合是非常有用的。3.4 LLJ-MCR磁閥電抗器式無功補償技術(shù)與設(shè)備 LLJ-MCR磁閥電抗器式無功補償系統(tǒng)是LLJ-SVC系統(tǒng)中又一類以提供可連續(xù)平滑地向電網(wǎng)提供感性無功功率的設(shè)備。此系統(tǒng)跟TCR功能相似，也用于無功微調(diào)。區(qū)別在于MCR系統(tǒng)中晶閘管所承受電壓為系統(tǒng)電壓的1%左右，因此此系統(tǒng)可用于

27、10KV以上高壓的無功補償系統(tǒng) MCR 磁閥電抗器基本特點： 高可靠性，可以實現(xiàn)30年的基本免維護運行。 具備在惡劣環(huán)境下的運行能力。 快速響應(yīng)能力，速度可以達到10ms。 調(diào)節(jié)范圍大，可以達到100倍以上的調(diào)節(jié)范圍。 過載能力強，可實現(xiàn)100%過載30秒，40%過載30分鐘。 大容量MCR，損耗小于0.5%，一般可以實現(xiàn)0.8-1.5%。 過壓能力強，并具有天然的自動限壓能力。3.5.1 諧波背景資料1) 什么是諧波 從嚴(yán)格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效

28、分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波 。3.5 LLJ-TSF晶閘管控制無功補償及濾波成套設(shè)備2)諧波的來源及危害 電力系統(tǒng)本身包含的能產(chǎn)生諧波電流的非線性元件主要是變壓器的空載電流，交直流換流站的可控硅控制元件，可控硅控制的電容器、電抗器組等。但是，電力系統(tǒng)諧波更主要來源是各種非線性負(fù)荷用戶，如各種整流設(shè)備、調(diào)節(jié)設(shè)備、電弧爐、軋鋼機以及電氣拖動設(shè)備。各種低壓電氣設(shè)備和家用電器所產(chǎn)生的諧波電流也能從低壓側(cè)饋入高壓側(cè)，對于這些設(shè)備，即使供給它理想的正弦波電壓，它的電流也是非正弦的，即有諧波電流存在。非線性負(fù)載其諧波含量決定于它本身的特性和工況，基本上與電力系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)

29、，因而可看作諧波恒流源。這些用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流注入電力系統(tǒng)，使系統(tǒng)各處電壓含有諧波分量。 諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。3）如何治理諧波 目前常用的諧波治理的方法無外乎有兩種，無源濾波、有源濾波。 無源濾波器的主要是用電感器與電容器構(gòu)成，無源濾波裝置的成本較低，經(jīng)濟，簡便，因此獲得廣泛應(yīng)用。 3.5.3 LL

30、J-TSF 無功補償及濾波技術(shù) LLJ-TSF晶閘管控制無功補償及濾波 成套設(shè)備是LLJ-SVC系統(tǒng)專門針對非線性負(fù)載比例重、諧波電流含量高的場合推出的一種設(shè)備配置方案，同時兼顧諧波治理及無功補償?shù)墓δ?，是LLJ-SVC系統(tǒng)代表性的應(yīng)用方案之一。由于晶閘管良好的可控性能及快 速的響應(yīng)特性，LLJ-TSF晶閘管控制無功補償及濾波成套設(shè)備可以實現(xiàn)對快速變換的諧波及無功的即時補償，是傳統(tǒng)無功補償用電容柜及傳統(tǒng)LC串聯(lián)諧振濾波柜的理想替代產(chǎn)品，也是目前實現(xiàn)低成本、大容量諧波治理的首選方案。 工作原理：晶閘管投切濾波器LLJ-TSF它兼有傳統(tǒng)和電力濾波器的優(yōu)點，當(dāng)濾波器投入運行時，整個補償電容器支路對諧

31、波源基波仍呈容性保持其無功補償作用不變。而對某些需要濾除的高次諧波補償支路對其呈低阻性，這些高次諧波能夠輕易流入濾波回路并返回諧波源，從而有效的濾除諧波。并且該支路還可抑制因負(fù)載變動而引起的電網(wǎng)電壓波動。在基波頻率下，TSF的基波阻抗呈容性，可向系統(tǒng)輸出無功功率，并且其大小可通過晶閘管進行調(diào)節(jié)。 對于系統(tǒng)中常見的主要的諧波，可接近諧振并呈現(xiàn)很低的阻抗，使諧波電流流入濾波器，從而可同時達到無功補償和濾除諧波的目的。由于系統(tǒng)中存在的諧波電流通常有多個頻率，若采用單調(diào)諧濾波器來濾除諧波，則需安裝多個濾波器。 LLJ-HSC、LLJ-TSC、LLJ-TSF、LLJ-TCR及LLJ-MCR是LLJ-SVC無功補償與諧波治理系統(tǒng)的五種基本設(shè)備，前面分別簡要介紹了它們的基本工作原理及特點。根據(jù)具體的補償要求，以上設(shè)備可以單獨使用，也可以聯(lián)合使用組成基于控制局域網(wǎng)(CAN)的網(wǎng)控型高性能無功補償及諧波治理復(fù)合系統(tǒng),下面給出典型的LLJ-SVC復(fù)合系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。 該系統(tǒng)以LLJ-HSC、LLJ-TSC、LLJ-TSF、LLJ-TCR或LLJ-MCR為獨立的系統(tǒng)組成單元，通過工業(yè)控制局域網(wǎng)連接