靜止無功補償控制裝置設計

❶ 什麼是無功補償裝置

無功補償裝置是改善電能質量措施涉及面很廣，主要包括無功補償、抑制諧波、降低電壓波動和閃變以及解決三相不平衡等方面。
目前用於無功補償和諧波治理的裝置如：無源電力濾波器，該設備兼有無功補償和調壓功能，一般要根據諧波源的參數和安裝點的電氣特性以及用戶要求專門設計；靜止無功補償裝置（SVC）裝置是一種綜合治理電壓波動和閃變、諧波以及電壓不平衡的重要設備。有源電力濾波器（APF），APF是一種新型的動態抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和幅值都發生變化的諧波和無功電流進行補償，主要應用於低壓配電系統。
其中無功補償技術的發展經歷了從同步調相機→開關投切固定電容→靜止無功補償器（SVC）→直到今天引人注目的靜止無功發生器SVG（STATCOM）的幾個不同階段。
根據結構原理的不同，SVC技術又分為：自飽和電抗器型（SSR）、晶閘管相控電抗器型（TCR）、晶閘管投切電容器型（TSC）、高阻抗變壓器型（TCT）和勵磁控制的電抗器型（AR）。
隨著電力電子技術，特別是大功率可關斷器件技術的發展和日益完善，國內外還在研製、開發一種更為先進的靜止無功補償裝置靜止無功功率發生裝置（SVG），雖然它們尚處在開發及試運行階段，目前尚未形成商品化，但SVG憑借著其優越的性能特點，在電力系統中的應用將越來越廣泛。
各種無功設備各自特點如下：
1）同步調相機：響應速度慢，噪音大，損耗大，技術陳舊，屬淘汰技術；
2）開關投切固定電容：慢響應補償方式，連續可控能力差；
3）靜止無功補償器（SVC）：目前相對先進實用技術，在輸配電電力系統中得到了廣泛應用；
4）靜止無功發生器SVG（STATCOM）：目前雖然有技術上局限性，屬少數示範工程階段，但SVG是一種更為先進的新型靜止型無功補償裝置，是靈活柔性交流輸電系統（FACTS）技術和定製電力（CP）技術的重要組成部分，現代無功功率補償裝置的發展方向。

❷ 靜止型動態無功補償裝置有哪幾部分組成

SVG主要由預充電櫃（旁路櫃）、功率櫃、控制櫃這幾部分組成。

❸ sr型靜止無功補償器的工作原理

飽和電抗器型無功補償裝W (SR) 飽和電抗器(SaturatedR eactor-SR)分為自飽和電抗器和可控飽和電抗器兩種，相應的無功補償裝置也就分為兩種。具有自飽和電抗器的無功補償裝置是依靠電抗器自身固有的能力來穩定電壓，它利用鐵心的飽和特性來控制發出或吸收無功功率的大小。可控飽和電抗器通過改變控制繞組中的工作電流來控制鐵心的飽和程度，從而改變工作繞組的感抗，進一步控制無功電流的大小。
SR 型靜止無功補償裝置屬於第一代靜止補償器，它具有快速、可靠、過載能力強、產生諧波小和一定的抑制三相不平衡的能力等優點。但是由於這種裝置中的飽和電抗器造價高，約為一般電抗器的4倍，並且電抗器的硅鋼片長期處於飽和狀態，鐵心損耗比並聯電抗器大2-3倍，另外這種裝置還有振動和雜訊，而且調整時間長，動態補償速度慢，由於具有這些缺點，所有飽和電抗器
的靜止無功補償器目前應用的較少，一般只在高壓輸電線路才有使用

❹ 靜止無功補償器的工作原理及結構

無功補償器是一種補償裝置，

原理：在電子供電系統中所承擔的作用是提高電網的功率因數，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網路的損耗，使電網質量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統，電壓波動，諧波增大等諸多因素。

結構電路參考下圖：

❺ 無功功率補償的裝置

除發電機和輸電線外的無功電源主要有：①並聯電容器組是一種靜態的無功補償裝置。用它進行的補償稱為並聯電容補償。②同步調相機；③靜止無功補償器。後兩者屬於動態的無功補償裝置。3種無功補償裝置的性能比較見表。
另外，在遠方水電站和坑口火電廠等的出線母線上，長距離輸電線的兩側線路上，以及長距離輸電線的開關站等地方接有並聯電抗器，也是一種無功補償裝置。用其進行的補償稱為並聯電抗補償。遠方電站出口母線上的並聯電抗器主要是吸收發電機所發的無功功率，以使發電機能運行在合理的功率因數下而又避免無功的長距離輸送。長距輸電級上配置的並聯電抗器，主要是吸收線路空載和輕載時的充電功率，使沿線電壓分布合理並降低工頻穩態和暫態過電壓。
智能電容器集成智能控制模塊、快速投切開關和電容器保護，設計結構精巧，可以靈活配置以滿足用戶對無功補償的需求。智能電容器構成的無功補償系統與常規電容器產品構成的無功補償系統比較見下表1。 常規電容器構成無功補償系統 智能電容器構成無功補償系統 無功補償裝置 常規電容器、熔斷器、復合開關或機械式接觸器、熱繼電器、智能控制器 智能電容器（1台獨立使用或多台聯機使用） 控制方式 自動控制或手動控制 自動控制或手動控制，實現過零投切（自動控制無需配置控制器） 參數測量 測量電壓、電流、無功功率、功率因數 測量電壓、電流、無功功率、功率因數、各台電容器三相電流、電容器體內溫度 狀態監視 電容器投切狀態、過欠補狀態、過欠壓狀態 電容器投切狀態、過欠補狀態、過欠壓狀態、保護動作類型、自診斷故障類型 保護類型 電流速切、過流保護、過壓保護、欠壓保護 電流速切、過流保護、過壓保護、欠壓保護、電容器過溫保護、斷相保護、三相不平衡保護 人機對話 數碼管與按鍵 顯示界面與按鍵、信息內容豐富 安裝使用 元件總類多，數量多，結構復雜 產品結構簡潔，安裝接線簡單方便 系統組成及擴展 產品整體性設計、一次性投資。產品成形後的補償容量調整困難。 產品為模塊化設計，補償容量擴展方便，可實現分期投資。 外形及重量 體積龐大、重量非常大 結構精巧、重量輕。
可以直接安裝在配電櫃內。

❻ matlab模擬——靜止無功補償裝置（TCR型SVC）模擬源程序或電路圖，內部的控制器模塊和觸發模塊電路圖

matlab自帶有這部分，自己去找吧，help-demos-simpower systems里有

❼ 求靜態無功補償器原理

2 工作原理
單獨的TCR由於只能提供感性的無功功率，因此往往與並聯電容器配合使用。並聯上電容器後，使得總的無功功率為TCR與並聯電容器無功功率抵消後的凈無功功率，因而可以將補償器的總體無功電流偏置到可吸收容性無功的范圍內。另外，並聯電容器串上小的調諧電抗器還可兼做濾波器，以吸收TCR產生的諧波電流。通過控制與電抗器串聯的反並聯晶閘管的導通角，既可以向系統輸送感性無功電流，又可以向系統輸送容性無功電流。由於該補償裝置響應時間快（小於半個周波），靈活性大，而且可以連續調節無功輸出，所以目前在我國的輸電系統和工業企業中應用最為廣泛。
TCR+FC型SVC的基本原理圖如圖1，補償前及補償後電壓電流示意圖如圖2、圖3。單相的TCR由兩個反並聯的晶閘管與電抗器串聯而成，而三相一般採用三角形接法。圖中，QS為系統供給的無功功率；QL為負載無功功率，它是隨機變化的；QC為濾波器提供的容性無功功率，是固定不變的；QR為TCR提供的感性無功，它是可以調節的。
QS=QL+QR-QC
當負荷發生擾動變化時，SVC通過調節晶閘管的觸發角從而調節TCR發出的感性無功，使得QR 總能彌補QL的變化。這樣的電路並入到電網中相當於△QS=△QL+△QR=0。這就是TCR+FC型靜止無功補償裝置對無功功率進行動態補償的原理。
將此電路並聯到電網上，就相當於交流調壓器電路接入電感性負載，此電路的有效相移范圍為90o～180o。當觸發角α=90o時，晶閘管全導通，導通角δ=180o，此時電抗器吸收的無功電流最大。根據導通角與補償器等效導納之間的關系式：
BL=BLmax(δ-sinδ)/π
其中BLmax=1/XL。可知，增大導通角即可增大補償器的等效導納，這樣就會減小補償電流中的基波分量，所以通過調整觸發角的大小就可以改變補償器所吸收的無功分量，達到調整無功功率的目的。

圖1 TCR+FC型SVC的基本原理圖

圖2 SVC投入前欠補償，電壓超前電流45°，cosφ=0.707

圖3 SVC投入後完全補償，電流、電壓重合，cosφ=1

3 應用領域
（1）電弧爐作為非線性及無規律負荷接入電網，將會對電網產生一系列不良影響，其中主要影響有：導致電網三相嚴重不平衡，產生負序電流，產生高次諧波，其中普遍存在如2、4偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更為復雜化，存在嚴重的電壓閃變，功率因數低。
SVC具有快速動態補償、響應速度快的特點，它可向電弧爐快速提供無功電流並且穩定母線電網電壓，最大限度地降低閃變的影響，SVC具有的分相補償功能可以消除電弧爐造成的三相不平衡，濾波裝置可以消除有害的高次諧波並通過向系統提供容性無功來提高功率因數。
（2）軋機及其他大型電機對稱負載引起電網電壓降及電壓波動，嚴重時使電氣設備不能正常工作，降低了生產效率，使功率因數降低；負載在傳動裝置中會產生有害的高次諧波，主要是以5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻，會使電網電壓產生嚴重畸變。安裝SVC系統可解決上述問題，保持母線電壓平穩，無諧波干擾，功率因數接近1。
（3）城市二級變電站（66kv/10kv）:在區域電網中，一般採用分級投切電容器組的方式來補償系統無功，改善功率因數，這種方式只能向系統提供容性無功，並且不能隨負載變化而實現快速精確調節，在保證母線功率因數的同時，容易造成向系統倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設備及系統穩定性等問題。
TCR結合固定電容器組FC或者TCR+TSC可以快速精確的進行容性及感性無功補償，穩定母線電壓、提高功率因數。並且，在改造舊的補償系統時，在原有的固定電容器組的基礎上，只需增加晶閘管相控電抗器（TCR）部分即可，用最少的投資取得最佳的效果，成為改善區域電網供電質量的最有效方法。
（4）電力機車供電:電力機車運輸方式在保護環境的同時也對電網造成了嚴重的「污染」，因電力機車為單相供電，這種單相負荷造成供電網的嚴重三相不平衡及較低的功率因數，目前世界各國解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當位置安裝SVC系統，通過SVC的分相快速補償功能來平衡三相電網，並通過濾波裝置來提高功率因數。
（5）礦用提升機：提升機作為大功率、頻繁啟動、周期性沖擊負荷以及採用硅整流裝置對電網造成的無功沖擊和高次諧波污染等危害不僅危及電網安全，同時也造成提升機過電流、欠電壓等緊停故障的發生，影響了礦井生產。因此對提升機供電系統進行無功動態補償和高次諧波治理，對於提高礦井提升機和電網的安全運行可靠性、提高企業的經濟效益意義巨大。
提升機單機裝機功率大，在礦井總供電負荷中占的比重較大。伴隨煤礦生產規模的擴大、井筒的加深，要求配套的提升機裝置容量也越來越大，單機容量已達到2000～3000kW，有的甚至達到5400kW，單斗提升裝載量達34t。這么大的負載啟動將對電網造成很大的沖擊電流，無功電流成分較大，功率因數較低。所以大功率提升機對供電電網的容量和穩定性要求更高。
其中大功率提升機主要的問題是：
 引起電網電壓降低及電壓波動；
 高次諧波，其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更趨復雜化；
 功率因數低；
徹底解決上述問題的方法是用戶必須安裝具有快速響應速度的動態無功補償器(SVC)。SVC系統響應時間小於lOms，完全可以滿足嚴格的技術要求。
（6）遠距離電力傳輸：全球電力目前正在趨向於大功率電網，長距離輸電，高能量消耗，同時也迫使輸配電系統不得不更加有效，SVC可以明顯提高電力系統輸配電性能，這已在世界范圍內得到了廣泛的證明，即當在不同的電網條件下，為保持一個平衡的電壓時，可在電網的一處或多處適合的位置上安裝SVC，以達到如下目的：
 穩定弱系統電壓、減少傳輸損耗
 增加傳輸動力，使現有電網發揮最大功率
 提高瞬變穩態極限
 增加小干擾下的阻尼
 增強電壓控制及穩定性
 緩沖功率振盪
（7）其他通用領域
油田，水泥化工等領域隨著節能改造的有著較多的傳動及變頻調速等電力電子裝置，其產生有害的高次諧波危害其他用電設備，導致用電效率降低，其他用電設備發熱壽命降低。

❽ 無功補償控制器的設計要求及設計方法

1、對測量精度的要求
要實現精確的無功補償就必須對無功電流進行准確的測量。
因為電壓的變化范圍較小，因此對電壓的測量精度要求不高，通常有1%的測量精度就足夠了。通常的情況下，不測量電壓也可以實現很好的無功補償控制，對電壓的測量主要是為了實現過壓、欠壓、以及缺相等保護功能。
對電流的測量靈敏度要求要高一些。對於使用8位單片機的低檔控制器，測量靈敏度要達到1%以上。注意這里強調的是「測量靈敏度」而不是「測量精度」， 1%的電流測量靈敏度即相當於可以區分1%的電流變化，例如電流互感器的一次電流為500A，則意味著可以區分從100A到105A的電流變化，並不要求100A的電流測量值絕對准確。對於使用DSP或32位單片機的高檔控制器，測量靈敏度要達到0.1%以上，否則就談不到高檔了。同樣的道理，測量的靈敏度要達到0.1%，意味著測量值應該有4位有效數字，但同樣並不要求絕對准確。對無功補償控制器要求0.1%的測量精度是不現實的，也沒有實際意義。但是控制器的測量值最好能在現場進行校正。
對功率因數測量的靈敏度最好要達到0.001。准確地說，應該是對相位差的測量要求，因為測量無功功率並不需要使用功率因數值。這里要強調一點，對無功電流的計算應該使用Iq=I×sinφ的公式來進行計算，而sinφ的值應該根據相位差的值直接進行計算，不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2的公式計算，否則當相位差在0度附近時，cosφ的微小變化會導致sinφ的很大變化，導致sinφ的值誤差太大。例如cosφ=0.99時，對應的相位差是8.1度，對應的sinφ值為0.14，意味著0—0.14之間其他sinφ值檢測不到。
對相位差的測量要求達到整個-180—+180度范圍。有一些控制器具有電流互感器接反的自動識別功能，這種控制器以有功必須為正值來判斷互感器的正反，相當於-90—+90度范圍，這就可能以下的問題：
（1）當負荷處於發電狀態時會出現檢測錯誤。
（2）當負荷為純電感或純電容時，由於有功電流約等於零，可能會將電感誤判斷為電容或者將電容誤判斷為電感。而負荷為純電容的狀態經常會出現，例如負荷為單一大負荷而負荷停機時，無功補償電容器尚在運行，於是變壓器二次電流就變為純電容電流，如果將這個電流誤判為電感電流，控制器就會繼續投入電容器，直至將所有的電容器全部投入運行，造成嚴重的過補償現象。
2、顯示器的選擇
最常用的顯示器件就是LED數碼管，LED數碼管價格低廉、可靠性高。最好使用多位組合的LED數碼管，這樣可以大量減少線路板連線並且減少焊接安裝工作量。
很多人比較熱衷於使用液晶顯示器，液晶顯示器可以顯示漢字，在有照明的情況下也比較省電，但是液晶顯示器的最大問題是低溫性能不好，通常在-10℃以下不能正常顯示。所以除非能夠確定控制器的使用環境溫度在-10℃以上，否則不要使用液晶顯示器。
3、參數設定功能
對於以無功電流或無功功率為依據進行控制的無功補償控制器，參數設定功能是必備的。
在控制器製造的時候，電容器的額定容量，電流互感器的變比等參數無法事先確定，只能根據無功補償裝置的實際情況及現場情況進行設定，因此控制器必須具備參數設定功能。設定的參數應保證不會因掉電而丟失。
最直接的保存設定參數的方法就是使用EEPROM器件，如24C02等。有一些單片機具有片內EEPROM，這樣就可以減少外圍器件數量。還有一些單片機具有在應用編程功能，也就是說，可以在程序運行過程中修改片內FLASH程序存儲器的內容。對於這類單片機也可以將設定參數保存在FLASH程序存儲器中，不過在應用編程的程序設計比較復雜一些。
4、保護功能的設計
電容器的過載無非是由於電壓過高或者是諧波過大而引起，因此在控制器中設計過電壓保護功能是必要的。在能力允許的情況下，應該在控制器中設計電壓諧波檢測功能，因為導致電容器諧波過載的根本原因是電壓畸變，檢測電壓諧波就可以實現對電容器的諧波過載保護。有了過電壓保護和諧波過載保護則熱繼電器就可以取消。既節省了體積與成本又減少了故障點。
5、電容器的投入與切除控制策略
電容器的投入與切除應該分步進行，不應在一步操作中同時投入或者切除多台電容器。否則過大的電流突變會對系統造成比較大的影響，也不利於實現精確的補償效果。
同時，對於安裝有不同規格電容器的補償裝置，電容器的投切應該盡量簡潔，以便盡量減少電容器的投切次數，並且可以最快的滿足補償要求。不應按最小步進台階一步一步遞增或遞減。
例如補償裝置中共有三種規格的電容器，分別為10Kvar、20Kvar、40Kvar，如果測量出所需要的無功補償量為40var以上，則應該直接投入一台40var的電容器。同樣的道理，當測量出多餘的無功補償量為30var以上，則應該直接切除一台40var的電容器。
6、輸出電路的設計
通常控制器的輸出都是用於控制交流接觸器或復合開關，最常見的就是220V交流輸出。輸出的路數視要求而定，通常10路就可以了。
最常見的輸出元件是電磁繼電器，選用電磁繼電器的最重要的原則是繼電器銜鐵本身不能與接點有電連接，不少繼電器的銜鐵本身就是動接點的一部分，於是繼電器鐵芯帶電，當線圈絕緣出現問題時，強電就會竄入控制部分造成嚴重損壞。而對於銜鐵與接點沒有電連接的繼電器，則不會出現強電竄入控制部分的現象。
當電磁繼電器接點斷開時，由於接觸器線圈是大電感電流不能瞬變，會產生很高的電弧電壓，因此必須連接阻容吸收元件，否則會產生嚴重的干擾。
輸出元件也可以使用電子繼電器，電子繼電器的內部是晶閘管，由於晶閘管可以電流過零關斷，因此不需要使用阻容吸收元件，並且驅動電壓電流都很小,比較容易實現控制。質量好的電子繼電器價格較高。質量不好的電子繼電器容易產生誤觸發，造成上電時接觸器抖動。
輸出電路也可以使用雙向晶閘管，這時晶閘管的驅動電路稍微復雜一些，但是成本很低,可靠性也可以做得很好。

❾ 無功補償裝置SVC三字母的含義

SVC的全稱是靜止式無功補償裝置，靜止兩個字是與同步調相機的旋轉相對應的。
國際大電網會議將SVC定義為7個子類：
①機械投切電容器（MSC）
②機械投切電抗器（MSR）
③自飽和電抗器（SR）
④晶閘管控制電抗器（TCR）
⑤晶閘管投切電容器（TSC）
⑥晶閘管投切電抗器（TSR）
⑦自換向或電網換向轉換器（SCC/LCC）
根據以上這些子類，我們可以看出：除調相機之外，用電感或電容進行無功補償的裝置幾乎均被定義為SVC。因此，目前一些資料或者廣告中大量出現「SVC」字樣，其原因不外乎兩條：其一是作者自己並不明白SVC的定義，其二就是以普通人不懂的字母組合故弄玄虛。

❿ 靜止無功補償裝置是什麼，有什麼作用，適用范圍，通俗易懂些

靜止無功補償裝置也稱手動投入無功補償裝置，其作用是負面的，不根據負載回力率情況維持原答有投入的無功補償量，在負載過小或力率偏高時，就會出現過補償，無功電流倒供電網，導致功率因數反而偏低(無功電錶行度偏快)。適用范圍：負載力率普遍過低而有富餘電工人員不斷監察、投、切以保持合適無功補償量的場合應用。