最新電力系統各種無功補償濾波器裝置選型設計製造新工藝標准手冊

Ⅰ 無功補償及補償裝置的選擇

第一講：基礎知識
一、為什麼要進行無功補償？
交流電力系統需要電源供給兩部分能量，一部分用於作功而被消耗掉，這部分能量將轉換成機械能、光能、熱能和化學能，我們稱之為「有功功率」。另一部分能量是用來建立磁場，用於交換能量使用的，對於外部電路它並沒有作功，有電能轉換為磁能，再有磁能轉換為電能，周而復始，並沒有消耗，這部分能量我們稱之為「無功功率」。無功是相對於有功而言的，不能說無功是無用之功，沒有這部分功率，就不能建立感應磁場，電動機、變壓器等設備就不能運轉。在電力系統中，除了負荷無功功率外，變壓器和線路上的電抗上也需要大量的無功功率。
在電網中安裝並聯電容器、同步調相機等容性設備以後，可以供給感性電抗消耗的部分無功功率小電網電源向感性負荷提供無功功率。也即減少無功功率在電網中的流動，因此可以降低輸電線路因輸送無功功率造成的電能損耗，改善電網的運行條件。這種做法稱為「無功補償」。
無功功率的定義
國際電工委員會給出的無功功率的定義為：電壓與無功電流的成積。
QC=U×IC
其物理意義為：電路中電感元件與電容元件活動所需的功率交換稱為無功功率。
（插入講解電感元件及電容元件）
電磁（電感）元件建立磁場佔用的電能,電容元件建立電場所佔的電能.電流在電感元件中作功時,電壓超前於電流90℃.而電流在電容元件中作功時,電流超前電壓90℃.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180℃.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,從而提高電能作功的能力,這就是無功補償的原理。
（電容元件、電感元件均為動態元件，電容元件的電流是電壓與時間的導數關系，
，電感元件的電壓是電流與時間的導數關系， ）
矢量圖：

我們將每一瞬間電感上的電壓與電感電流IL相乘得到電感的功率曲線PL(圖a)，同樣的，將電容上的電壓與電容電流IC相乘得到電容的功率曲線PC(圖b)。

如圖(a)所示，功率在第二個和第四個1/4周期內電感在吸收功率，並把所吸收的能量轉化為磁場能量；而在第一和第三個1/4周期內電感就放出功率，儲存在磁場中的能量將全部放出。這時電感好象一個電源，把能量送回電網。磁場能量和外部能量的轉化反復進行，電感的平均功率為零，所以電感是不消耗功率的。
如圖(b)所示，在電容中，在第一個1/4周期內，電容在吸收功率進行充電，把能量儲存在電場中。在第二個1/4周期內電容則放出功率，原來儲存在電場中的能量將全部送回給外部電路。第三和第四個1/4周期內各重復一次。
電容的充電和放電過程，實際上就是外部電路的能量和電容的電場能量之間的交換過程。在一個周期內，其平均功率為零，所以電容也是不消耗功率的。
我們注意到：在第一個1/4周期中，當電壓通過零點逐漸上升時，電容開始充電吸收功率，電感則將儲存的能量放回電路。而當第二個1/4周期，電感吸收功率時，電容放出功率。第三和第四個1/4周期又重復這樣的充放電循環過程。
因此，電容和電感並聯接在同一電路時，當電感吸收能量時，正好電容釋放能量；電感放出能量時，電容正好吸收能量。能量就在它們中間互相交換。即電感性負荷所需的無功功率，可以由電容器的無功輸出得到補償，因此我們把具有電容性的裝置稱為「無功補償裝置」。
二、功率因數
1、功率因數的定義：功率因數等於網路的電壓比電流超前的相位差的餘弦。
2、提高功率因數的意義：
（1）改善設備的利用率
因為功率因數還可以表示成如下形式：
COSφ= ＝
其中U―――線電壓，kV
I―――線電流，A
可見，在一定的電壓和電流下，提高COSφ，其輸出的有功功率越大。發電機、變壓器等電力設備在設計時均有一定的電壓有效值U和電流有效值I，即設備需在一定的額定電壓及額定電流下運行。根據P= UIcosφ，若功率因數較低，則發電機發出的有功功率或變壓器通過的有功功率P較低，即設備容量得不到充分應用。
（2） 提高功率因數可以減少電壓損失
電力網電壓損失的公式可以求出：
△U＝△UR+j△UX
=
從以上公式可以看出，影響△U的因素有四個：線路的有功功率P、無功功率Q、電阻R和電抗X。如果採用容抗為XC的電容來補償，則電壓損失為：
△ U=
功率因數低，Q就大，△U就增大,受電端的電壓就要降低。在電壓低於允許值時，將嚴重影響電動機及其它用電設備的正常運行。特別是在用電高峰時，因為功率因數低，將出現大面積地區電壓降低，嚴重影響工農業生產的正常進行。

故採用補償電容提高功率因數後，電壓損失△U減少，改善了電壓質量。
（3） 提高功率因數可以減少線路損失
據有關資料，目前全國有近20GA的高耗能變壓器在運行，一些城網高耗能配變變壓器占配變變壓器總數的50％。許多城網無功功率不足，調節手段落後，造成電壓偏低，損耗增大。1995年全國線損率高達7.8％。通過多方面的努力，1997年全國線損率才達到8.2％。與一些發達國家相比，我國線損率約高出2～3個百分點。據統計，電力網中65％以上的電能損耗在10kV以下的配電網中損耗的，因此配電網中的減少線路損失非常重要。
當線路通過電流I時，其有功損耗為：
△P=3I2R×10－3（kW)
或 △P=3（ R×10－3=3 ( )×10－3（kW)
有以上公式可見，線路有功損失△P與cos2φ成反比，cosφ越高，△P越小。
（4） 提高電力網的傳輸能力
視在功率與有功功率成下述關系：
P=Scosφ
可見，在傳送一定功率P的條件下，cosφ越高，所需視在功率越小。
綜上所述，提高功率因數是必須的。但是功率因數的提高是整個網路的事，必須提高電網各個組成部分的功率因數，才能充分利用發電、變電設備的容量，減少網損，降低線路的電壓損耗，以達到節約電能和提高功率因數的目的。
（插入講解功率因數的目標及力率收費）
1、對功率因數的要求
除電網有特殊要求的用戶外，用戶在當地供電企業規定的電網高峰時負荷的功率因數應達到下列規定：
100KVA及以上高壓供電用戶的功率因數為0.9以上。
其它電力用戶和大、中型電力排灌站、泵購轉售電企業，功率因數為0.85以上。
農業用電，功率因數為0.80以上。
2、功率因數調整電費
我國執行得電價結構為兩價結構，但實際上是包括基本電費、電量電費和按功率因數調整電費三部分。發、供電部門，除了供給用戶得有功負荷之外，還要供給用戶以無功負荷。鑒於電力生產得特點，用戶功率因數得高低，對電力系統發、供、用電設備得充分利用，有著顯者得影響。為了合理地使國家地能量資源，充分發揮發、供電設備地生產能力，我國專門制定了《力率調整電費辦法》，按照功率因數調整電費。《力率調整電費辦法》適用於實行兩部電價制大工業用戶地生產用電。按功率因數調整電費地收取辦法是：
（1） 按照規定地電價計算出當月地基本電費和電量電費。
（2） 再按照功率因數調整電費表所訂地百分數增減計算。如下表1和2所示。
（3） 計算用戶功率因數採用加數平均值，即以用戶在一個月內所消耗的有功電量W和無功電量Q進行計算，即：
cosφ＝
如果用戶的平均功率因數在功率因數調整電費表所列數字之間，以四捨五入計算，如0.855為0.86，0.754為0.75。
表1 減免功率因數電費表
月平均功率
因數 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00
全部電費地減少（ ％） 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.2 2.5 2.7 3.0
表2 增收功率因數電費表
平均功率因數 0.84 0.83 0.82 0.81 0.80 0.79 0.78 0.77 0.76 0.75 0.74 0.73 0.72
增收（ ％） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
平均功率因數 0.71 0.70 0.69 0.68 0.67 0.66 0.65 0.64 0.63 0.62 0.61 0.60
增收（ ％） 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10 11 12 13 14 15
備注 自0.59以下，每降低0.01，增收全部電費地2％
3、舉例說明改善cosφ能給用戶帶來經濟效益。
【例1】 某10kV煤礦企業電力用戶原來功率因數為cosφ1＝0.75，視在功率為3150kVA,年用電時間T＝3000h，收費按兩部電價，試確定：
（1） 該用戶得年支付電費。
（2） 欲使功率因數提高到0.95，需裝設得補償容量。
（3） 按許繼目前的電容器補償裝置，分情況做出方案，並計算出投資費用（投資按每年10％回收）。求安裝補償裝置後，企業所獲得的年效益。
解：
(1) 補償前用戶年支付電費：
1） 基本電費。按最大負荷收取，每kVA負荷收取值為180元/年，故：
FJ1=180×3150=567000(元)
2） 電量電費。每kW.h為0.209元，故
FD1=0.209×2362.5×3000=1481287.5 (元)
3） 用戶的總支付電費為：
FZ2=567000+1481287.5=2048287(元)
4)當功率因數為0.75時，增收功率因數電費為全部電費的5％，則增收的電費為：
FZZ=2048287×0.05=102414 (元)
5)用戶實際繳納電費為:
FZ1總= FZ2+FZZ=2150701(元)
(2) 補償容量計算：
已知cosφ1＝0.75，cosφ2＝0.95,S=3150kVA,則
P1＝Scosφ1＝3150×0.75=2362.5（kW)
Q=P( - )
=2362.5( - )
=1307(kvar)
需補償1307kvar，考慮各方面因素，總補償容量按1500kvar考慮。
（3）按許繼目前的產品做出配置方案並計算補償後年支出費用：
方案：一次性投投切方案。此方案用於整體系統負荷變化不大的情況。
主要配置元件為：(此方案僅考慮系統存在5次7次諧波情況，用6％串聯電抗器抑制系統諧波)
TBB10-1500kvar配置如下：
序號 名稱 型號 數量 單位 備注
1 隔離接地開關 GN24-12D1/630 1 只
2 鐵心串聯電抗器 CKSC-90/10-6 1 台
3 高壓並聯電容器 BFM11/ -250-1W
6 台
4 熔斷器 BRW-12/60P 6
5 氧化鋅避雷器 HY5WR-17/45 3 只
6 放電線圈 FDGE8-11/ -1. 7-1W
3 只
7 帶電顯示器 DXN-12T 1 只
8 放電指示燈 AD11-22/21 3 只
9 電磁鎖 DSN3 3 只
10 鋁母線、絕緣子等附件 1 套
11 電容器櫃體骨架 1 套
按此種方案預計投入資金約為：10萬元。
1） 補償後的視在功率和基本電費為：
SB = =2487(kVA)
FJ2=180×2487=447660 (元)
2) 電量電費。每kW.h為0.209元，故
FD2=0.209×2362.5×3000=1481287.5(元)
3）支付資產折舊費用：
Ff=100000×0.1=10000(元)
4） 用戶的總支付電費為：
FZ2=447660+1481287.5＋10000=1938947(元)
5）當功率因數為0.95時，減免功率因數電費為全部電費的2.5％，則減免的電費為：
FZZ=1938947×0.025=48473 (元)
6)用戶實際繳納電費為:
FZ2總= FZ2－FZZ=1890474(元)
7）補償後的經濟效益分析：
△F＝FZ1總－FZ2總＝2150701－1890474＝260227（元）
結論：有以上分析得在裝設無功補償裝置後，一年少交電費約為26萬元，節省的費用完全可以上購買以上方案中的補償設備，並且大有結余。
【例2】 配電網無功補償算例。
（1） 無功補償的原理。在電網中，線路或變壓器的可變功率損耗為：
P=3I2R×10－3= R×10－3
當負荷功率因數由1降至cosφ時，有功損耗將增加的百分數為：
δP%＝( -1) ×100%
因此，提高負荷的功率因數與降低線損的關系為:
δP%＝（1－ ）×100%
下圖表示一個主變容量為15000kVA的35kV變電所，單迴路供電的電力網，單回35kV供電線路至35 kV變電所，期間T接一個電力排灌站，根據有關負荷數據如下：

Ⅰ段視在功率Sjf1=9.2MVA.
Ⅱ段視在功率Sjf2=11.7MVA.
在未裝補償前，該變電所主變功率因數為0.75，此種情況：
Ⅰ段線路的全年損失電量為：
△A1＝ ×R1×24×365=570×103（kW.h)
Ⅱ段線路的全年損失電量為：
△A1＝ ×R2×24×365=1440×103（kW.h)
整條線路的全年損失電量為：
△A＝△A1＋△A2＝570×103＋1440×103=2010×103（kW.h)
若在該變電所10kV側加裝3000kvar的補償後電容器，主變的功率因數將由0.75提高0.91，可使線損降低值為：
δP%＝（1－ ）×100%＝（1－ ）×100%＝32％
即加裝3000kvar的補償後，可使線損下降32％，即減少損失電量為
△ A，＝δP%△A＝32％×2010×103＝64.32（萬kW.h)
（2） 經濟效益分析。從前面的計算中可知，每年可減少損失電量64.32萬kW.h，其效益究竟有多大，可參考現行電價估算如下：
1） 全年直接減少損失，增加純利潤
M=64.32×0.50＝32.16（萬元）
2） 力率調整由罰到獎,增加純收入.補償前該線路全年總電量
A1=1.17×106×8760×0.75×10-3＝7686.9（萬kW.h)
由於功率因數為0.75,低於0.85,故應罰力率調整款
0.5%×8760×0.35=13.5(萬元)
補償後
A2=1.17×106×8760×0.91×10-3＝9326.7（萬kW.h)
由於功率因數為0.91,大於規定的0.85,故獎勵21.3萬元.
實際增加純收入A= A1＋A2=34.8(萬元)
合計增收:M+A=66.96(萬元)
綜上所述:投資20多萬元,一年就能獲得66.96萬元的收入.不僅4個月就能收回投資,而且取得長久的明顯的經濟效果.所以說,無功補償,功在電網,利在自己.
三、無功補償方式
無功補償原則
全面規劃、合理布局、
分級補償、就地平衡
無功補償方法
集中補償與分散補償相結合
高壓補償與低壓補償相結合
調壓與降損相結合
配電網中常用的無功補償方式為：
1、分組補償
在系統的部分變、配電所中，在各個用戶中安裝無功補償裝置；
2、分散補償
在高低壓配電線路中分散安裝並聯電容機組；
3、就地補償
在配電變壓器低壓側和車間配電屏間安裝並聯電容器以及在單台電動機附近安裝並聯電容器，進行集中或分散的就地補償。
四、補償容量的選擇
（1）按公司計算：Qc=P ）
其中：Qc－所需安裝的並聯電容器容量kvar；
P－最大負荷月的平均有功功率kW;
cosψ1－補償前功率因數；
cosψ2－補償前功率因數；
（2）在不具備計算條件時，電容器的安裝容量按變壓器容量的10％～30％確定。
（3）單台感應電動機的就地補償；
在進行無功補償時，有時採取對單台感應電動機進行個別補償，這時不能用上面介紹的方法選擇電容器，也不能簡單以負荷作為計算的依據，因為如果按照電動機在負荷情況下選擇電容器，則在空載時就會出現過補償，即功率因數超前，而且當電動機停機切斷電源時，電容器就會對電動機放電，使仍在旋轉著的電動機變為感應發電機，感應電勢可能超出電動機額定電壓的好多倍，對電動機和電容器的絕緣都不利。因此單台電機個別補償時電容器的容量應按照不超過空載電流的0.9倍進行選擇，即：
QC1≤0.9 UeI0
其中：Qc－所需安裝的並聯電容器容量kvar；
Ue－電動機額定電壓kV;
Io－電動機空載電流A ;
（4）安裝容量與輸出容量的關系
為保證補償電容器安全、穩定、可靠運行，我們必須在補償電容器前加串調諧電抗器，而補償電容器在串接電抗器後，輸出容量和安裝容量的關系應依下式計算：

五、功率因數cosφ與效率η得區別：
電動機和變壓器得效率η是指其輸出有功功率與輸入的有功功率的比值。用效率的概念來說明電動機或變壓器的有功損耗。
功率因數cosφ是用來說明在電網和設備之間往復振盪的電場或磁場能量有多少，功率因數越高說明在電網和設備之間往復振盪的能量越少。
第二講：設計基礎
目錄
第一節：元件的設計選型
第二節：電氣接線
第三節：成套設備的保護
第四節：電容器組投切方式的選擇

第一節：元件的設計選型
1 電容器
電容器做為無功補償的重要元器件，應用於1kV以上的工頻電力系統中，用來提高系統的功率因數，改善電壓質量，降低線路損耗，充分發揮發電、供電設備的效率。產品以鋁箔為極板，烷基苯浸膜紙（WF）、二芳基乙烷浸膜紙（FF）復合，二芳基乙烷浸全膜（FM）、苄基甲苯全膜為介質，採用卷繞式元件經串、並聯後壓制製成，電容器箱體內充滿浸漬濟。一般有單相、三相、集合式等多種分類。
單相電容器：
BAM11/ —200—1WR
內置放電電阻
戶外
單相
額定容量
額定電壓
苄基甲苯浸漬的聚丙烯薄膜全膜介質
並聯
集合式電容器：
BAMH11/ —1200—1×3W
三相
集合式,採用內熔絲保護
（BFM表示二芳基乙烷浸漬的聚丙烯薄膜全膜介質）
了解集合式電容器及全膜電容器：
集合式電容器是將單台殼式電容器經串並聯後裝入大油箱內並充以絕緣油製成。1996年已佔到高壓並聯電容器年產量的20%。其優點是結構緊湊佔地面積小，接頭少，安裝和運行維護工作量很小。為克服容量不能調整的缺點，後來又開發了可調容量的集合式電容器，按照容量調整范圍劃分有50%/100%和33.3%/66.7%/100%兩類產品。由於單元殼式電容器完全浸入絕緣油中，防止了單元殼式電容器的外絕緣發生故障。單元殼式電容器內部配有內熔絲，少量元件損壞後由熔絲切除，整台電容器仍可繼續運行。缺點是含油量大，外殼大油箱易存在滲漏油，故障損壞後需返廠修理所用時間較長，單位容量造價較高。關於集合式電容器有兩個問題需要注意：
(1)為避免大容量集合式電容器發生相間短路故障時造成嚴重後果，容量超過5000kvar的集合式電容器必須做成三相分體結構，即一相一台。
(2)集合式電容器的引出套管外絕緣爬電比距必須≥3.5cm/kV(相對於系統最高運行電壓)，以保證其絕緣強度。
箱式電容器是在集合式電容器基礎上發展起來的一種電容器，與集合式電容器的不同之處是內部單元電容器沒有外殼，直接浸入絕緣油中，外殼大油箱採用波紋油箱或帶金屬膨脹器，與外部大氣完全隔離。同集合式電容器相比，外殼體積和內部含油量進一步減少，以西安電力電容器廠3000kvar產品為例，箱式電容器比集合式電容器外殼體積減少59.1%，重量減少60.6%。由於材料用量減少，價格比集合式電容器要低。缺點是內部元件發生故障由內熔絲切除後，會對大油箱內的絕緣油造成污染。
全膜電容器具有損耗低、發熱量小、溫升低、體積小、重量輕的優點。國產全膜電容器自1986年開始生產以來，經過不斷改進完善，質量已趨於穩定，在可靠性方面已經好於部分進口產品。自1995年以來產量逐年大幅度增長，已有多家產品通過了兩部鑒定。同國外先進產品相比，差距主要表現在比特性上，材料消耗是國外先進產品的兩倍。既便如此，同膜紙復合介質產品相比體積、重量均大幅度下降。以桂林電容器廠100kvar產品為例：全膜產品比膜紙復合介質產品體積下降31.2%，重量下降44.4%。集合式產品以錦州電容器廠3000kvar產品為例：全膜產品比膜紙復合介質產品體積下降55%，重量下降47.9%。箱式電容器採用全膜產品後可取消散熱器。最近，電容器製造業制訂了關於加速發展國產高壓全膜電容器的若干措施，必將進一步提高國產高壓全膜電容器的質量。因此，新增電容器應全部採用全膜產品，浸漬劑優先選用苄基甲苯(M/DBT)和SAS—40。

Ⅱ 電工電子技術書籍下載

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Ⅲ 電抗器的作用原理介紹，選型分類說明

電抗器或者我們更加熟知的就是電感器，它們通過導體通電產生的一定空間范圍內的磁場，從而使得產品具有一般意義上的感應效果，除此之外，我們還可以發現市面上的電抗器可以進一步進行詳細細致的分類，根據結構和特點，包括功能用途方面的差異分為各種各樣的電抗器，有興趣了解的朋友都可以藉此深入學習，收獲到不錯的令人滿意的一款，接下來就和小編一起來學習一下關於電抗器多方面的信息吧，包括它技術板塊的作用原理介紹，以及後期購置過程中值得參考的選型建議和分類標准。
一、電抗器選型
並聯電抗器：發電機滿負載試驗用的電抗器是並聯電抗器的雛型。鐵心式電抗器由於分段鐵心之間存在著交變磁場的吸引力，因此噪音一般要比同容量變壓器高出10dB左右。並聯電抗器裡面通過的交流，並聯電抗器的作用是補償系統的容抗。通常與晶閘管串聯，可連續調節電抗電流。
串聯電抗器：裡面通過的是交流，串聯電抗器的作用是與補償電容器串聯，對穩態性諧波(5、7、11、13次)構成串聯諧振。通常有5~6%電抗器，屬於高感值電抗器。
調諧電抗器：裡面通過的是交流電，串聯電抗器的作用是與電容器串聯，對規定的n次諧波分量構成串聯諧振，從而吸收該諧波分量，通常n=5、7、11、13、19。
輸出電抗器：它的作用是限制電機連接電纜的容性充電電流及使電機繞組上的電壓上升率限制在54OV/us以內，一般功率為4-90KW變頻器與電機間的電纜長度超過50m時，應設置輸出電抗器，它還用於鈍化變頻器輸出電壓(開關的寬芹陡度)，減少對逆變器中的元件(如IGBT)的擾動和沖擊。
輸出電抗器的使用說明：為了增加變頻器到電機之間的距離可以適當加粗電纜，增加電纜的絕緣強度，盡量選用非屏蔽電纜。
二、電抗器的作用
電力系統中所採取的電抗器常見的有串聯電抗器和並聯電抗器。
串聯電抗器主要用來限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯或並聯用來限制電網中的高次諧波。220kV、110kV、35kV、10kV電網中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調整並聯電抗器的數量來調整運行電壓。超高壓並聯電抗器有改善電力系統無功功率有關運行狀況的多種功能，主要包括：
1、輕空載或輕負荷線路上的電容效應，以降低工頻暫態過電壓;
2、改善長輸電線路上的電壓分布;
3、使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失;
4、在大機組與系統並列時降低高壓母線上工頻穩態電壓，便於發電機同期並列;
5、防止發電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象;
6、當採用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便於採用。
電抗器的接線分串聯和並聯兩種方式。串聯電抗器通常起限流作用，並聯電抗器經常用於無功補償。
1、半芯乾式並聯電抗器：在超高壓余巧芹遠距離輸電系統中，連接於變壓器的三次線圈上。用於補償線路的電容性充電電流，限制系統電壓升高和操作過電壓，保證線路可靠運行。
2、半芯乾式串聯電抗器：安裝在電容器迴路中，在電容器迴路投入時起
電抗器的限流和濾波作用：
電網容量的擴大，使得系統短路容量的額定值迅速增大。
如在500kV變電所的低壓35kV側， 最大的三相對稱短路電流有效值已經接近50kA。為了限制輸電線路的短路電流，保護電力設備，必須安裝電抗器，電抗器能夠減小短路電流和使短路瞬間系統的電壓保持不變。
在電容器迴路安裝阻尼電抗器(即串聯電抗器)，電容器迴路投入時起抑制涌流的作用。同時與電容器組一起組成諧波迴路，起各次諧波的濾波作用。如在500kV變電所35kV無功補償裝置的電容器迴路中，為了限制投入電容器時的涌流和抑制電力系統的高次諧波，在35kV電容器迴路中必須安裝阻尼電抗器，抑制3次諧波時，採用額定電壓35kV，額定電感量26.2mH，額定電流350A乾式空心單相戶外型阻尼電抗器，它與2.52Mvar電容器對3次諧波形成諧振迴路，即3次諧波豎畢濾波迴路。
同樣，為了抑制5次及以上高次諧波，採用了額定電壓35kV，額定電感量9.2mH，額定電流382A單相戶外型阻尼電抗器，它與2.52Mvar電容器對5次及以上高次諧波形成諧振迴路。起到了抑制高次諧波的作用，需要說明的是，在國家標准《電抗器》GB10229—88和IEC289—88國際標准中均對阻尼電抗器的使用和技術條件作了規定。但目前國內有些部門將阻尼電抗器稱為串聯電抗器，嚴格來講是不合適的，因為上述標准中均沒有串聯電抗器這個名稱。
電抗器，也就是電感器。它是在電力電工行業有著廣泛應用的產品，能在一定程度上起到控制方面的效果，而且還減免了人工操作的麻煩，並且更為難能可貴的就是市面上電抗器可以根據尺寸規格或者需求進行詳細細致的分類，有時可以照顧到不同領域的朋友，也能夠結合實際情況給出對應的合適合理的功能表現，那麼上文所述就是關於電抗器基礎版的信息了，包括產品的工作原理以及選型方面的建議和分類方面的標准參數說明。

Ⅳ 低壓系統既有有源濾波又有無功補償應該怎麼布置

城市軌道交通低壓無功補償裝置及有源濾波裝置的應用目前國內城市軌道交通線路供電系統低壓配電系統普遍存在由於諧波問題導致電氣設備損壞的現象，本文通過對諧波問題產生的原因進行分析，提出切合工程實施的解決方案。一、存在問題及現狀分析（1）低壓系統諧波來源低壓動力照明負荷包括車站的通風空調、自動扶梯、排水、通風、消防及各車站、區間、變電所的照明負荷等能耗，其中含有大量變頻負荷，且隨著節能的需要，變頻負荷所佔的比重逐年提高。變頻負荷也在逐年增加，其產生的諧波電流也在相應增加。（2）無功補償為集中補償地鐵系統動力照明負荷的無功分量，目前地鐵系統一般在變電所0.4kV母線設置電力電容器組，電容器組具有自動投切功能，且功率因數連續可調，調節范圍一般在0.8～0.9之間，使補償後的功率因數不低於0.9。（3）無功補償裝置與諧波的關系根據GB50157-2003《地鐵設計規范》，地鐵動力照明供電系統應採用並聯電力電容器作為無功補償裝置。因此，國內地鐵動力照明供電系統多採用並聯電力電容器作為無功補償裝置。從理論上，該電力電容器無論在基波下還是在諧波下均表現為容性，因此，對於不論是來自於配電變壓器高壓側的諧波還是來自於低壓變頻負荷產生的諧波均會起到放大作用。其放大作用已經被國內多個地鐵系統的實測結果所驗證。系統的諧波過大將會帶來供電質量下降、斷路器誤動作、電容器諧振損壞、熔絲型保護裝置意外動作以及敏感的電子通訊設備損壞等問題，進而造成電氣設備的絕緣壽命和使用壽命大大降低。因此，目前國內絕大部分城市軌道交通採用的是預留電容補償裝置的做法，即便在工程中已經投入，也暫緩投入使用。二、設備發展情況結合目前現有的技術，濾波裝置和無功補償設備主要有以下幾種方案：方案一、單體電容器三角形接法組成的低壓無功功率補償方案。如圖1所示。該電容器雖然起到了無功補償以提高功率因數的目的，但是它對系統所產生的5、7、11、13、23、25等次諧波起到了放大的作用。該接線形式技術簡單、投資最少，但存在放大諧波的問題。
圖1單體電容器三角形接法組成的低壓無功功率補償方案方案二、在低壓400V母線上設有源濾波裝置，如圖2所示，它可以產生與來自於低壓負荷的諧波大小相等，相位相反的諧波，從而有效地濾除諧波。有源濾波裝置可以單獨設定各次諧波的濾波目標，不存在過載及過補償的問題。但是牽引負荷所產生的諧波會通過配電變壓器傳輸至低壓側從而會經過該單體電容器，該方式對限制電容器放大牽引負荷產生的諧波沒有效果。圖2 低壓400V母線上設有源濾波裝置方案三、無功補償裝置採用帶電抗器的無功補償裝置（即電容器串聯電抗器），通過選取元件的參數使裝置在諧波頻率下為一低阻抗支路以吸收諧波，在基波頻率下僅呈容性以提高功率因數。該方式下為避免諧波放大，需要單調諧濾波頻率設定在地鐵負荷產生的最低次諧波頻率附近，且應在該最低次諧波頻率下呈感性。但地鐵供電系統中諧波頻譜較寬，若採用該方式，則對其它更高次諧波的濾波效果較差。若設置多組調諧支路，由於有嚴格的投切次序，不易做到諧波與無功補償共贏的效果的控制，較難滿足系統運行狀態的變化。同時該方式遠期可擴展性及靈活性相對較差。4）帶電抗器的無功補償裝置與有源濾波裝置同時使用，它綜合了兩者的優點，有源濾波器對來自於低壓系統調頻負荷的諧波進行濾除，帶電抗器的無功補償裝置使其在諧波下呈現感性，從而避免對諧波的放大，同時避免與系統形成諧振。只是，該方案對系統來說投資較大。綜上，第4種方案既能夠濾除來自低壓負荷側的諧波，又能避免對來自牽引負荷側的諧波放大。但是，由於地鐵低壓諧波源種類繁多，在地鐵建設初期很難對諧波進行准確計算，隨著地鐵建設的未來擴容和改造，很難合理地確定有源濾波裝置的容量。因此建議先預留相應的安裝位置和接線條件，在建設調試階段對低壓諧波進行實際測量和評估後，再根據評估結果最終確定有源濾波裝置的投入容量。
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城市軌道交通低壓無功補償裝置及有源濾波裝置的應用
城市軌道交通低壓無功補償裝置及有源濾波裝置的應用
目前國內城市軌道交通線路供電系統低壓配電系統普遍存在由於諧波問題導致電氣設備損壞的現象，本文通過對諧波問題產生的原因進行分析，提出切合工程實施的解決方案。
一、存在問題及現狀分析
（1）低壓系統諧波來源
低壓動力照明負荷包括車站的通風空調、自動扶梯、排水、通風、消防及各車站、區間、變電所的照明負荷等能耗，其中含有大量變頻負荷，且隨著節能的需要，變頻負荷所佔的比重逐年提高。變頻負荷也在逐年增加，其產生的諧波電流也在相應增加。（2）無功補償
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為集中補償地鐵系統動力照明負荷的無功分量，目前地鐵系統一般在變電所0.4kV母線設置電力電容器組，電容器組具有自動投切功能，且功率因數連續可調，調節范圍一般在0.8～0.9之間，使補償後的功率因數不低於0.9。
（3）無功補償裝置與諧波的關系
根據GB50157-2003《地鐵設計規范》，地鐵動力照明供電系統應採用並聯電力電容器作為無功補償裝置。因此，國內地鐵動力照明供電系統多採用並聯電力電容器作為無功補償裝置。從理論上，該電力電容器無論在基波下還是在諧波下均表現為容性，因此，對於不論是來自於配電變壓器高壓側的諧波還是來自於低壓變頻負荷產生的諧波均會起到放大作用。其放大作用已經被國內多個地鐵系統的實測結果所驗證。系統的諧波過大將會帶來供電質量下降、斷路器誤動作、電容器諧振損壞、熔絲型保護裝置意外動作以及敏感的電子通訊設備損壞等問題，進而造成電氣設備的絕緣壽命和使用壽命大大降低。因此，目前國內絕大部分城市軌道交通採用的是預留電容補償裝置的做法，即便在工程中已經投入，也暫緩投入使用。

Ⅳ 無功補償有其必要性，但同時也有不好的影響，那麼無功補償的標準是什麼如何進行補償

無功功率補償裝置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。
一、按投切方式分類:
1. 延時投切方式
延時投切方式即人們熟稱的"靜態"補償方式。這種投切依靠於傳統的接觸器的動作，當然用於投切電容的接觸器專用的，它具有抑制電容的涌流作用，延時投切的目的在於防止接觸器過於頻繁的動作時，電容器造成損壞，更重要的是防備電容不停的投切導致供電系統振盪，這是很危險的。當電網的負荷呈感性時，如電動機、電焊機等負載，這時電網的電流滯帶後電壓一個角度，當負荷呈容性時，如過量的補償裝置的控制器，這是電網的電流超前於電壓的一個角度，即功率因數超前或滯後是指電流與電壓的相位關系。通過補償裝置的控制器檢測供電系統的物理量，來決定電容器的投切，這個物理量可以是功率因數或無功電流或無功功率。
下面就功率因數型舉例說明。當這個物理量滿足要求時，如cosΦ超前且>0.98，滯後且>0.95，在這個范圍內，此時控制器沒有控制信號發出，這時已投入的電容器組不退出，沒投入的電容器組也不投入。當檢測到cosΦ不滿足要求時，如cosΦ滯後且<0.95，那麼將一組電容器投入，並繼續監測cosΦ如還不滿足要求，控制器則延時一段時間（延時時間可整定），再投入一組電容器，直到全部投入為止。當檢測到超前信號如cosΦ<0.98,即呈容性載荷時，那麼控制器就逐一切除電容器組。要遵循的原則就是：先投入的那組電容器組在切除時就要先切除。如果把延時時間整定為300s，而這套補償裝置有十路電容器組，那麼全部投入的時間就為30分鍾，切除也這樣。在這段時間內無功損失補只能是逐步到位。如果將延時時間整定的很短，或沒有設定延時時間，就可能會出現這樣的情況。當控制器監測到cosΦ〈0.95，迅速將電容器組逐一投入，而在投入期間，此時電網可能已是容性負載即過補償了，控制器則控制電容器組逐一切除，周而復始，形成震盪，導致系統崩潰。是否能形成振盪與負載的性質有密切關系，所以說這個參數需要根據現場情況整定，要在保證系統安全的情況下，再考慮補償效果。
2. 瞬時投切方式
瞬時投切方式即人們熟稱的"動態"補償方式，應該說它是半導體電力器件與數字技術綜合的技術結晶，實際就是一套快速隨動系統，控制器一般能在半個周波至1個周波內完成采樣、計算，在2個周期到來時，控制器已經發出控制信號了。通過脈沖信號使晶閘管導通，投切電容器組大約20-30毫秒內就完成一個全部動作，這種控制方式是機械動作的接觸器類無法實現的。動態補償方式作為新一代的補償裝置有著廣泛的應用前景。現在很多開關行業廠都試圖生產、製造這類裝置且有的生產廠已經生產出很不錯的裝置。當然與國外同類產品相比從性能上、元器件的質量、產品結構上還有一定的差距。
動態補償的線路方式
(1)LC串接法原理如圖1所示
這種方式採用電感與電容的串聯接法，調節電抗以達到補償無功損耗的目的。從原理上分析，這種方式響應速度快，閉環使用時，可做到無差調節，使無功損耗降為零。從元件的選擇上來說，根據補償量選擇1組電容器即可，不需要再分成多路。既然有這么多的優點，應該是非常理想的補償裝置了。但由於要求選用的電感量值大，要在很大的動態范圍內調節，所以體積也相對較大，價格也要高一些，再加一些技術的原因，這項技術到目前來說還沒有被廣泛採用或使用者很少。
(2)採用電力半導體器件作為電容器組的投切開關，較常採用的接線方式如圖2。圖中BK為半導體器件，C1為電容器組。這種接線方式採用2組開關，另一相直接接電網省去一組開關，有很多優越性。

作為補償裝置所採用的半導體器件一般都採用晶閘管，其優點是選材方便，電路成熟又很經濟。其不足之處是元件本身不能快速關斷，在意外情況下容易燒毀，所以保護措施要完善。當解決了保護問題，作為電容器組投切開關應該是較理想的器件。動態補償的補償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數。很重要的一項就是要求控制器要有良好的動態響應時間，准確的投切功率，還要有較高的自識別能力，這樣才能達到最佳的補償效果。
當控制器採集到需要補償的信號發出一個指令（投入一組或多組電容器的指令），此時由觸發脈沖去觸發晶閘管導通，相應的電容器組也就並人線路運行。需要強調的是晶閘管導通的條件必須滿足其所在相的電容器的端電壓為零，以避免涌流造成元件的損壞，半導體器件應該是無涌流投切。當控制指令撤消時，觸發脈沖隨即消失，晶閘管零電流自然關斷。關斷後的電容器電壓為線路電壓交流峰值，必須由放電電阻盡快放電，以備電容器再次投入。
元器件可以選單項晶閘管反並聯或是雙向晶閘管，也可選適合容性負載的固態接觸器，這樣可以省去過零觸發的脈沖電路，從而簡化線路，元件的耐壓及電流要合理選擇，散熱器及冷卻方式也要考慮周全。
3.混合投切方式
實際上就是靜態與動態補償的混合，一部分電容器組使用接觸器投切，而另一部分電容器組使用電力半導體器件。這種方式在一定程度上可做到優勢互補，但就其控制技術，目前還見到完善的控制軟體，該方式用於通常的網路如工礦、小區、域網改造，比起單一的投切方式拓寬了應用范圍，節能效果更好。補償裝置選擇非等容電容器組，這種方式補償效果更加細致，更為理想。還可採用分相補償方式，可以解決由於線路三相不平行造成的損失。
4. 在無功功率補償裝置的應用方面，選擇那一種補償方式，還要依電網的狀況而定，首先對所補償的線路要有所了解，對於負荷較大且變化較快的工況，電焊機、電動機的線路採用動態補償，節能效果明顯。對於負荷相對平穩的線路應採用靜態補償方式，也可使用動態補償裝置。一般電焊工作時間均在幾秒鍾以上，電動機啟動也在幾秒鍾以上，而動態補償的響應時間在幾十毫秒，按40毫秒考慮則從40毫秒到5秒鍾之內是一個相對的穩態過程，動態補償裝置能完成這個過程。
二、無功功率補償控制器
無功功率補償控制器有三種采樣方式，功率因數型、無功功率型、無功電流型。選擇那一種物理控制方式實際上就是對無功功率補償控制器的選擇。控制器是無功補償裝置的指揮系統，采樣、運算、發出投切信號，參數設定、測量、元件保護等功能均由補償控制器完成。十幾年來經歷了由分立元件--集成線路--單片機--DSP晶元一個快速發展的過程，其功能也愈加完善。就國內的總體狀況，由於市場的需求量很大，生產廠家也愈來愈多，其性能及內在質量差異很大，很多產品名不符實，在選用時需認真對待。在選用時需要注意的另一個問題就是國內生產的控制器其名稱均為"XXX無功功率補償控制器"，名稱里出現的"無功功率"的含義不是這台控制器的采樣物理量。采樣物理量取決於產品的型號，而不是產品的名稱。
1.功率因數型控制器
功率因數用cosΦ表示，它表示有功功率在線路中所佔的比例。當cosΦ=1時，線路中沒有無功損耗。提高功率因數以減少無功損耗是這類控制器的最終目標。這種控制方式也是很傳統的方式，采樣、控制也都較容易實現。
* "延時"整定，投切的延時時間，應在10s-120s范圍內調節 "靈敏度"整定，電流靈敏度，不大於0-2A 。
* 投入及切除門限整定，其功率因數應能在0.85（滯後）-0.95（超前）范圍內整定。
* 過壓保護設量
* 顯示設置、循環投切等功能
這種采樣方式在運行中既要保證線路系統穩定、無振盪現象出現，又要兼顧補償效果，這是一對矛盾，只能在現場視具體情況將參數整定在較好的狀態下工作。即使調整的較好，也無法禰補這種方式本身的缺陷，尤其是在線路重負荷時。舉例說明：設定投入門限；cosΦ=0.95（滯後）此時線路重載荷，即使此時的無功損耗已很大，再投電容器組也不會出現過補償，但cosΦ只要不小於0.95，控制器就不會再有補償指令，也就不會有電容器組投入，所以這種控制方式建議不做為推薦的方式。
2. 無功功率（無功電流）型控制器
無功功率（無功電流）型的控制器較完善的解決了功率因數型的缺陷。一個設計良好的無功型控制器是智能化的，有很強的適應能力，能兼顧線路的穩定性及檢測及補償效果，並能對補償裝置進行完善的保護及檢測，這類控制器一般都具有以下功能：
* 四象限操作、自動、手動切換、自識別各路電容器組的功率、根據負載自動調節切換時間、諧波過壓報警及保護、線路諧振報警、過電壓保護、線路低電流報警、電壓、電流畸變率測量、顯示電容器功率、顯示cosΦ、U、I、S、P、Q及頻率。
由以上功能就可以看出其控制功能的完備，由於是無功型的控制器，也就將補償裝置的效果發揮得淋漓盡致。如線路在重負荷時，那怕cosΦ已達到0.99（滯後），只要再投一組電容器不發生過補，也還會再投入一組電容器，使補償效果達到最佳的狀態。採用DSP晶元的控制器，運算速度大幅度提高，使得富里葉變換得到實現。當然，不是所有的無功型控制器都有這么完備的功能。國內的產品相對於國外的產品還存在一定的差距。
3. 用於動態補償的控制器
對於這種控制器要求就更高了，一般是與觸發脈沖形成電路一並考慮的，要求控制器抗干擾能力強，運算速度快，更重要的是有很好的完成動態補償功能。由於這類控制器也都基於無功型，所以它具備靜態無功型的特點。
目前，國內用於動態補償的控制器，與國外同類產品相比有較大的差距，一是在動態響應時間上較慢，動態響應時間重復性不好；二是補償功率不能一步到位，沖擊電流過大，系統特性容易漂移，維護成本高、造成設備整體投資費用高。另外，相應的國家標准也尚未見到，這方面落後於發展。
三、濾波補償系統
由於現代半導體器件應用愈來愈普遍，功率也更大，但它的負面影響就是產生很大的非正弦電流。使電網的諧波電壓升高，畸變率增大，電網供電質量變壞。
如果供電線路上有較大的諧波電壓，尤其5次以上，這些諧波將被補償裝置放大。電容器組與線路串聯諧振，使線路上的電壓、電流畸變率增大，還有可能造成設備損壞，再這種情況下補償裝置是不可使用的。最好的解決方法就是在電容器組串接電抗器來組成諧波濾波器。濾波器的設計要使在工頻情況下呈容性，以對線路進行無功補償，對於諧波則為感性負載，以吸收部分諧波電流，改善線路的畸變率。增加電抗器後，要考慮電容端電壓升高的問題。
濾波補償裝置即補償了無功損耗又改善了線路質量，雖然成本提高較多，但對於諧波成分較大的線路還是應盡量考慮採用，不能認為裝置一時不出問題就認為沒有問題存在。很多情況下，採用五次、七次、十一次或高通濾波器可以在補償無功功率的同時，對系統中的諧波進行消除。

Ⅵ 電力工程電氣設計手冊電氣二次部分的作品目錄

目錄前言第二十章 強電控制信號和測量系統第20－1節 控制方式一 發電廠與變電所的控制方式二 強電控制方式的主要類型第20－2節 控制室及其屏（屏台或台）的布置一 總的要求二 主控制室及網路控制室的布置三 單元控制室的布置四 控制屏（屏台或台）與繼電器屏的布置五 常用屏（屏台或台）的型式及安裝第20－3節 控制信號和測量一 總的要求二 三相操作斷路器控制、信號迴路三 分相操作斷路器控制迴路四 空氣斷路器的控制、信號迴路五 一個半斷路器的二次接線六 發電機變壓器線路組的二次接線七 隔離開關的控制 信號和閉鎖迴路第20－4節 中央信號及其他信號裝置一 中央信號裝置二 發電機指揮信號三 全廠事故信號四 鍋爐房聯系信號五 隔離開關的位置指示信號六 採用閃光報警器的中央信號第20－5節 交流電流電壓迴路及互感器的選擇一 交流電流迴路及電流互感器的選擇二 交流電壓迴路及電壓互感器的選擇第20－6節 電氣專業應用計算機的設計一 監控計算機在發電廠電氣部分的應用二 微處理機監控裝置在超高壓變電所及電廠開關站的應用第20－7節 二次迴路設備的選擇及配置一 二次迴路的保護設備二 熔斷器或自動開關的配置三 熔斷器自動開關的選擇四 控制、信號迴路的設備選擇五 跳合閘迴路中的中間繼電器及合閘接觸器的選擇六 控制迴路中「防跳」繼電器的選擇七 串接信號繼電器及附加電阻的選擇八 端子排九 控制電纜與信號電纜十 小母線配置及二次迴路標號第20－8節 變壓器的冷卻和調壓方式的二次接線一 主變壓器的冷卻方式及二次接線二 變壓器有載調壓分接開關二次接線三 變壓器無載調壓分接開關的位置指示四 變壓器測溫裝置附錄20－1 控制屏（屏台）的模擬母線和小母線色別及二次迴路編號附錄20－2 LWX2型強電小開關選擇參考資料附錄20－3 控制屏台的外形及尺寸第二十一章 弱電控制信號和測量系統第21－1節 總則一 弱電技術的要求及採用條件二 弱電參數的選擇第212節 弱電控制方式和接線一 弱電控制迴路的要求及分類二 弱電控制接線三 發電機調速 調壓的控制方式及要求第21－3節 弱電信號方式和接線一 弱電信號迴路的要求及分類二 弱電中央信號裝置的要求與接線三 新型弱電事故信號設備第2－14節 弱電測量方式和接線一 弱電測量方式和要求二 弱電常測迴路接線三 常用變送器的選型第21－5節 弱電電源系統一 弱電電源的分類及要求二 弱電電源系統的接線及供電方式三 弱電電源設備的選擇及二次迴路接線第21－6節 弱電裝置屏（屏台）的型式與布置一 弱電控制室的要求和布置方式二 弱電控制屏（屏台）的結構和布置三 新型弱電屏（屏台）的選用四 弱電控制屏（屏台）和返回屏的屏面布置和要求第21－7節 提高弱電迴路可靠性的要求與措施一 提高可靠性的主要措施二 提高弱電控制迴路的可靠性措施三 降低弱電二次迴路干擾電壓的措施四 弱電裝置的端子排設計五 晶體管裝置的抗干擾試驗標准第二十二章 發電廠和變電所的自動裝置第22－1節 發電廠和變電所備用電源自動投入裝置（BZT）一 備用電源的一次接線二 備用電源自動投入裝置的接線要求三 主變壓器或線路的自動投入裝置四 廠（所）用電源切換第22－2節 自動按頻率減負荷裝置（ZPJH）一 概述二 保持頻率恆定的措施三 自動按頻率減負荷（ZPJH）裝置接線四 防止電動機反饋時ZPJH誤動作的措施附錄22－1 JPJH－4型晶體管按頻率減負荷裝置第二十三章 廠用電動機二次接線第23－1節 廠用電動機的測量儀表第23－2節 廠用電動機保護一 3～10kV廠用電動機保護二 380V廠用電動機保護三 保護的整定計算第23－3節 廠用電動機控制信號接線一 廠用電動機控制迴路的基本接線二 汽機輔機的聯鎖及自動裝置三 給水系統電動機的聯鎖及自動裝置四 鍋爐輔機的聯鎖及自動裝置五 除灰系統電動機的聯鎖及自動裝置六 供水系統電動機的聯鎖及自動裝置七 公用設備電動機的聯鎖及自動裝置八 輸煤系統電動機的聯鎖及自動裝置第23－4節 多台電動機拖動和調速電機的控制接線一 一台輔機用兩台電動機拖動的控制接線二 雙速電動機的控制接線三 可控硅串級調速裝置四 電磁調速電動機五 電磁振動給料機控制接線第二十四章 操作電源系統第24－1節 綜述一 蓄電池直流系統二 電容儲能直流系統三 復式整流直流系統第24－2節 直流系統的分類及設計要求一 發電廠的直流系統和直流屏二 變電所的直流系統和直流屏第24－3節 蓄電池直流系統的設備選擇一 直流系統的負荷統計二 蓄電池容量選擇三 蓄電池的分類四 充電設備的選擇五 直流系統的饋線熔斷器和自動空氣開關的選擇六 直流饋線刀開關和轉換開關的選擇七 蓄電池迴路設備的選擇八 充電迴路設備的選擇九 蓄電池組端電池調整器的選擇十 載流導體的選擇十－ 直流系統短路電流計算第24―4節 直流饋線迴路一 環形供電迴路二 輻射形供電迴路第24－5節 直流設備的布置及安裝一 蓄電池室的布置二 端電池電動調整器的安裝三 充電設備的布置四 蓄電池室的土建要求第24－6節 直流系統的保護和信號迴路一 充電設備的控制和信號迴路二 端電池調整器的接線三 絕緣監察裝置和電壓監視裝置四 閃光裝置五 事故照明切換裝置接線第24－7節 電容儲能直流系統一 儲能電容器的容量和電壓選擇二 電容儲能直流系統第24－8節 變電所復式整流直流系統一 復式整流系統接線二 復式整流裝置的計算三 電流互感器輸出功率計算四 鐵磁諧振穩壓器第24－9節 交流操作系統一 保護迴路二 二次接線第24－10節 鎘鎳電池及其充電設備一 鎘鎳電池的基本特性二 鎘鎳電池直流屏接線三 鎘鎳電池直流系統設備選擇和布置第二十五章 勵磁系統第2－51節 概述一 勵磁系統的分類二 對勵磁系統的要求第25－2節 直流勵磁機勵磁系統一 系統接線及設備配套二 自動滅磁開關及控制接線三 自動調整勵磁裝置四 繼電強行勵磁裝置五 設備參數的選擇計算第25－3節 交流勵磁機－靜止整流器勵磁系統一 設備配套二 勵磁整流櫃 滅磁櫃和過電壓保護裝置三 自動和手動調整勵磁裝置的控制接線四 測量儀表五 中頻試驗電源六 設備布置第25－4節 其他勵磁系統一 交流勵磁機――靜止可控整流器勵磁系統二 交流勵磁機――旋轉整流器勵磁系統（無刷勵磁系統）三 靜止勵磁系統第25－5節 備用勵磁系統一 備用勵磁系統的要求二 備用勵磁系統的設計條件三 備用勵磁系統接線四 備用勵磁系統設備的選擇和安裝附錄25－1 勵磁系統的名詞術語附錄25－2 SWTA型自動和手動調整勵磁裝置附錄25－3 自動調整勵磁全控整流橋電力電纜的選擇計算第二十六章 同步系統第26－1節 概述第26－2節 同步點和同步電壓取得方式一 對同步電壓的要求二 同步點及同步方式三 同步閉鎖措施第26－3節 手動准同步一 集中同步二 分散同步三 組合式同步表第26－4節 自動准同步裝置一 ZZQ－3B型自動准同步裝置二 ZZQ－5型自動准同步裝置三 自動准同步裝置二次迴路設計配合的問題第26－5節 自同步方式第26－6節 變電所的同步裝置和線路的同步接線一 半自動導前相角准同步裝置二 捕捉同步裝置第二十七章 補償裝置二次接線第27－1節 串聯電容補償裝置一 概述二 串聯補償裝置的保護方式三 信號傳遞和台上操作電源四 控制 信號和測量迴路第27－2節 同步調相機二次迴路一 同步調相機保護二 控制 信號和測量迴路三 調相機勵磁系統第27－3節 並聯電抗器一 超高壓並聯電抗器二 低壓並聯電抗器第27－4節 並聯電容器組－ 概述二 並聯電容器組保護三 串聯電抗器保護四 並聯電容器組的控制和信號五 測量儀表第27－5節 靜態無功補償裝置（SVS）第二十八章 電網繼電保護及安全自動裝置第28－1節 設計原則和一般規定一 概述二 設計范圍與深度要求三 確定電網繼電保護配置方案的主要問題四 電網繼電保護對電源的基本要求五 保護要求的最小靈敏系數第28－2節 35kV及以上中性點非直接接地電網中的線路保護配置原則一 概述二 相間保護三 單相接地保護第28－3節 110～220kV中性點直接接地電網的線路保護一 概述二 110～220kV線路繼電保護配置的具體要求三 110～220kV線路接地保護四 110～220kV線路相間距離保護五 110～220kV線路縱差保護六 110～220kV線路「四統一」定型保護屏的組成與使用第28－4節 330～500kV中性點直接接地電網的線路保護一 超高壓電網特點及對繼電保護的特殊要求二 主保護與後備保護配置原則三 330～500kV線路保護配置方案四 雙斷路器主接線方式的線路繼電保護的若干問題五 工頻過電壓保護第28－5節 母線保護和斷路器失靈保護一 母線保護的配置原則二 母線保護構成原理及其適應性三 各種母線接線及其保護方式四 斷路器失靈保護第28－6節 自動重合閘一 自動重合閘裝置的應用與配置原則二 三相一次自動重合閘三 綜合自動重合閘裝置四 自動重合閘與保護的配合五 綜合自動重合閘的整定計算第28－7節 電網安全自動裝置及故障錄波裝置一 概述二 電網安全穩定裝置的功能與分類三 電網穩定控制裝置四 電網解列裝置五 低頻減載六 故障錄波裝置第28－8節 電網繼電保護的整定計算一 整定計算的主要問題二 相間距離保護整定計算三 中性點直接接地電網的零序電流保護整定計算四 中性點直接接地電網的接地距離保護整定計算五 高頻相差保護整定計算六 母線保護整定計算第二十九章 主設備繼電保護第29－1節 主設備繼電保護設計原則一 設計原則及范圍二 設備選型三 保護出口四 保護電源第29－2節 發電機保護一 100MW以下發電機保護配置二 定子繞組相間短路保護構成三 與母線直接連接的發電機定子繞組接地保護四 反應定子繞組匝間短路的保護五 發電機外部相間短路保護六 定子繞組過負荷保護七 勵磁迴路接地保護第29－3節 發電機保護整定計算一 縱聯差動保護整定計算二 橫聯差動保護整定計算三 定子單相接地保護的整定計算四 反應外部相間短路的後備保護的整定計算五 定子繞組過負荷保護的整定計算第29－4節 變壓器保護一 變壓器保護的配置原則二 變壓器瓦斯保護裝置及整定三 變壓器電流速斷保護四 變壓器縱聯差動保護五 變壓器相間後備保護配置原則及接線六 中性點直接接地電網的零序後備保護配置及接線七 變壓器的過激磁八 變壓器過負荷保護九 自耦變壓器保護十 三相三柱式全星形接線變壓器保護特點第29－5節 變壓器保護整定計算一 電流速斷保護的整定計算二 縱聯差動保護的整定計算三 相間後備保護的整定計算四 中性點直接接地電網的零序後備保護整定計算五 變壓器過負荷保護整定計算六 自耦變壓器零序差動保護整定計算七 500/220kv聯絡自耦變壓器零序保護改進方案（圖29－25）的整定計算第29－6節 發電機變壓器組保護一 大型發電機組的特點及其對繼電保護的要求二 大型發電機變壓器組單元接線繼電保護配置三 保護及其接線四 其它幾種保護簡介第29－7節 發電機－變壓器組保護整定計算一 復合電流速斷保護整定計算二 失磁保護整定計算三 過電壓保護整定計算四 阻抗保護整定計算五 逆功率保護動作值的整定六 定子接地保護靈敏系數計算七 發電機匝間短路保護整定計算八 發電機過負荷保護整定計算第29－8節 廠用電源保護一 廠用工作及備用電抗器保護二 高壓廠用工作 備用（起動）變壓器的保護三 低壓廠用工作及備用變壓器保護四 保護的整定計算第29－9節 6～10kV母線保護及其整定計算一 發電機電壓母線保護二 變電所6～10kV母線保護三 保護的整定計算第29－10節 6～10kV線路保護及其整定計算一 6～10kV線路保護裝設原則二 保護整定計算第29－11節 中性點不接地系統的接地信號檢測裝置一 接地信號裝置的分類及要求二 反應工頻電容電流值的接地保護三 反應電容電流方向的接地保護四 反應零序電流有功分量的接地保護五 反應5次諧波分量的接地保護六 反應暫態分量首半波的接地保護七 其他接地檢測信號裝置附錄29－1 三繞組變壓器制動線圈的接法一 單側電源的三繞組變壓器二 雙側電源的三繞組變壓器三 三側電源的三繞組變壓器附錄29－2 短線路縱聯差動繼電器附錄29－3 非直接接地信號裝置一 反應接地電容電流方向的非直接接地信號裝置二 反應接地電容電流5次諧波分量的ZD－5型接地信號裝置三 反應接地電容電流暫態分量首半波的ZD－3C型接地信號裝置第三十章 電網調度自動化系統第30－1節 概述一 調度自動化的作用二 調度自動化的發展趨勢第30－2節 調度自動化的功能范圍一 電網調度的職責范圍二 地區電網的廠、所三 調度自動化的基本內容四 調度自動化的功能與范圍第30－3節 調度自動化系統一 系統的概念及配置原則二 系統配置的基本方式第30－4節 調度自動化的主要設備一 在線實時監控計算機二 人機聯系設備三 遠動終端（RTU）及通道四 電量變送器五 發電機組頻率與有功功率自動調節裝置第30－5節 規劃與設計一 規劃與設計的內容二 設計的技術要求第30－6節 電網調度中心設計一 電網調度中心設計階段和主要內容二 建築物型式及布置三 機房設計第三十一章 電力系統通信第31－1節 系統通信的要求和方式一 系統通信的重要性和特點二 電力系統通信的主要內容三 電力系統通信網的結構四 電力系統的通信方式第31－2節 電力線載波通信一 傳輸信息內容二 基本原理和構成三 電力線載波通信的特點四 電力線載波終端機五 結合設備六 加工設備第31－3節 電力線載波通道的設計與計算一 通道設計的任務二 設計依據和條件三 通道的組織四 通道設計與計算五 電力線載波通道的頻率分配第31－4節 微波通信一 微波通信簡介二 微波接力通信線路的選擇三 微波通信電路設計的質量標准四 微波傳播及其計算五 微波站的平面布置和建築設計要求六 微波鐵塔七 微波站的接地和防雷八 微波通信站的儀表配置第31－5節 光纖通信－ －光纖通信的基本原理二 數字光纖通信系統的設計第三十二章 廠（所）內通信第32－1節 概述一 廠（所）內通信的分類和要求二 廠（所）內通信組織措施和要求第32－2節 生產管理通信一 設計要求二 設備選擇三 設計注意事項第32－3節 生產調度通信一 設計要求二 設備選擇第32－4節 其它輔助通信方式一 生產擴音通信二 無線電移動通信三 電鍾系統的設計第32－5節 通信電源一 常用通信設備供電電壓及耗電量二 直流系統及設備選擇第32－6節 音頻通道的中繼組合方式一 設計要求二 中繼方式三 中繼線通信方式的選擇四 去水源地的通信線路五 去火車站的通信線路第32－7節 通信線路一 設計要求二 電纜線路的選擇三 敷設方式四 主幹電纜與配線電纜的設計五 架空桿路設計六 沿牆敷設電纜七 直埋電纜八 音頻線路網路的傳輸設計第32－8節 通信房屋建築的要求與布置一 通信建築物的形式及內容二 通信建築物的設計要求三 通信室的平面布置四 通信設備集中布置方案第三十三章 電氣試驗與檢修設備的配置第33－1節 試驗設備的配置一 試驗設備的配置原則二 電氣試驗設備三 電測量儀表 繼電保護及自動裝置的調試四 電氣和熱機部分精密機件的修理設備第33－2節 檢修設備的配置一 發電廠的電氣檢修設施二 變電所的電氣檢修設施三 超高壓配電裝置的檢修設施四 油務設施第33－3節 電氣試驗室與檢修間的布置一 電氣試驗室布置的一般原則與參考方案二 電氣檢修間布置的一般原則與參考方案附錄33－1 設備參考表第三十四章 小型機組電氣部分第34―1節 概述第34－2節 電氣主接線一 電氣主接線的重要性二 確定電氣主接線所需的資料三 對電氣主接線的要求四 發電機電壓的選擇五 發電廠與系統的連接六 發電機電壓側的接線七 升高電壓側的接線八 發電機電壓系統及升高電壓系統的中性點接地方式九 電氣主接線舉例第34－3節 廠用電系統一 廠用電電壓二 廠用電接線三 廠用電源的引接四 孤立電廠的起動電源第34－4節 二次接線一 操作方式二 中央信號三 同步裝置－ 勵磁裝置發電機的二次迴路第34－5節 繼電保護和自動裝置一 發電機的繼電保護二 變壓器的繼電保護三 自動裝置第34－6節 直流系統一 概述二 直流系統的設計原則三 直流系統接線舉例第34－7節 電氣設施布置一 概述二 發電機電壓配電裝置的布置三 主控制室的布置四 升壓配電裝置的布置五 發電機出線小室的布置六 廠用電氣設備的布置

Ⅶ 諧波抑制和無功功率補償的書籍目錄

《電氣自動化新技術叢書》序言第6屆《電氣自動化新技術叢書》編輯委員會的話第3版前言第2版前言第1版前言第1章緒論1.1諧波問題及研究現狀1.2諧波抑制1.3無功補償1.4本書內容概述第2章諧波和無功功率2.1諧波和諧波分析2.1.1諧波的基本概念2.1.2諧波分析2.1.3公用電網諧波電壓和諧波電流限值2.2無功功率和功率因數2.2.1正弦電路的無功功率和功率因數2.2.2非正弦電路的無功功率和功率因數2.2.3無功功率的時域分析2.2.4三相電路的功率因數2.2.5無功功率的物理意義2.2.6無功功率理論的研究及進展2.3諧波和無功功率的產生2.4無功功率的影響和諧波的危害2.4.1無功功率的影響2.4.2諧波的危害2.4.3諧波引起的諧振和諧波電流放大2.4.4諧波對電網的影響2.4.5諧波對旋轉電機和變壓器的危害2.4.6諧波對繼電或物保護和電力測量的影響2.4.7諧波對通信系統的干擾第3章電力電子裝置的功率因數和諧波分析3.1阻感負載整流電路的功率因數和諧波分析3.1.1忽略換相過程和直流側電流脈動時的情況3.1.2計及換相過程但忽略直流側電流脈動時的情況3.1.3計及直流側電流脈動時的情況3.1.4阻感負載整流電路的非特徵諧波3.2整流電路帶濾波電容時的功率因數和諧波分析3.2.1電容濾波型橋式整流電路的功率因數和諧波分析3.2.2感容濾波型橋式整流電路的功率因數和諧波分析3.3交流調壓電路的功率因數和諧波分析3.3.1移相控制單相交流調壓電路的功率因數和諧波分析3.3.2移相控制三相交流調壓電路的功率因數和諧波分析3.3.3通斷控制交流調壓電路的功率因數和諧波分析3.4周波變流電路的功率因數和諧波分析3.4.1用開關函數法對輸入電流進行諧波分析3.4.2輸入電流中的諧波頻率和諧波含量3.4.3輸入電流中的基波分量和輸入端功率因數第4章無衫衫液功補償電容器和LC濾波器4.1無功補償電容器4.1.1並聯電容器補償無功功率的原理4.1.2並聯電容器補償無功功率的方式4.1.3並聯電容器補償容量的計算4.1.4並聯電容器的放電迴路和自動投切4.1.5並聯電容器和諧波的相互影響4.2LC濾波器4.2.1LC濾波器的結構和基本原理4.2.2LC濾波器的設計准則4.2.3單調諧濾波器的設計4.2.4高通濾波器的設計第5章靜止無功補償裝置5.1無功功率動態補償的原理5.2晶閘管控制電抗器（TCR）5.2.1基本原理5.2.2主塌磨要聯結方式和配置類型5.2.3控制系統5.2.4動態性能和動態過程分析5.3晶閘管投切電容器（TSC）5.3.1基本原理5.3.2投入時刻的選取5.3.3控制系統5.3.4動態過程分析1455.4採用全控型器件的靜止無功發生器（SVG）5.4.1基本原理5.4.2控制方法5.4.3應用實例5.4.4發展趨勢第6章諧波和無功電流的檢測方法6.1基於瞬時無功功率理論的諧波和無功電流檢測方法6.1.1三相電路瞬時無功功率理論6.1.2基於瞬時無功功率理論的諧波和無功電流的實時檢測6.1.3瞬時無功功率理論的其他應用6.2基於時域變換的諧波與無功電流檢測方法6.2.1基於時域變換的電流檢測演算法的基本原理6.2.2在三相四線制系統中的電流檢測方法6.2.3在單相系統中的電流檢測方法6.2.4電流檢測中低通濾波器的設計6.2.5模擬及實驗研究6.3其他諧波和無功電流檢測方法6.3.1基於傅里葉分析的電流檢測方法6.3.2採用人工神經網路的電流檢測方法第7章有源電力濾波器7.1有源電力濾波器的基本原理7.2有源電力濾波器的系統構成和主電路形式7.2.1單獨使用的有源電力濾波器的系統構成7.2.2有源電力濾波器的主電路形式7.3並聯型有源電力濾波器7.3.1指令電流運算電路7.3.2電流跟蹤控制電路7.3.3主電路設計7.3.4直流側電壓的控制7.3.5並聯型有源電力濾波器的控制方式7.3.6並聯型有源電力濾波器的穩定性分析7.4串聯型有源電力濾波器7.4.1串聯型有源電力濾波器的結構和基本原理7.4.2檢測負載諧波電壓控制方式7.4.3復合控制方式7.4.4串聯型和並聯型有源電力濾波器的簡要對比7.5串並聯型有源電力濾波器7.5.1UPQC的結構和基本工作原理7.5.2UPQC的補償電壓和電流指令生成方法7.5.3UPQC的補償結果第8章混合型電力濾波器8.1混合型電力濾波器的系統構成8.1.1並聯混合型電力濾波器的系統構成8.1.2串聯混合型電力濾波器的系統構成8.2並聯混合型電力濾波器8.2.1直流並聯混合型電力濾波器8.2.2APF與PF串聯後與電網並聯的交流混合型電力濾波器8.2.3一種新型交流並聯混合型電力濾波器8.2.4並聯注入式混合型電力濾波器8.3串聯混合型電力濾波器8.3.1串聯混合型電力濾波器的系統構成及工作原理8.3.2有源裝置的容量估算8.3.3串聯混合型電力濾波器的控制方法8.3.4串聯混合型電力濾波器的補償特性第9章基於多電平變流器的無功補償和有源電力濾波裝置9.1多電平無功補償和有源電力濾波器拓撲結構9.2串聯H橋靜止無功發生器9.2.1工作原理和數字模型9.2.2直流側電壓控制方法9.2.3實驗結果及分析9.3混合型串聯H橋多電平有源電力濾波器9.3.1高低壓模塊直流側電壓及門檻電壓選取原則9.3.2直流側電壓均衡控制9.3.3實驗結果及分析9.4中點鉗位型三電平有源電力濾波器9.4.1工作原理和數學模型9.4.2SVPWM工作原理9.4.3中點電位分析9.4.4直流母線電壓控制9.4.5實驗結果及分析參考文獻

Ⅷ 【配網無功補償方案實施中的問題及對策】電容無功補償的原理

【摘 要】本文針對配電網無功補償遇到的問題進行分析,並提出對策。如何採用最佳方案在尺豎進行配電網無功補償、提高功率因數和搞好無功平衡,是一項建設性的降損技術措施。【關鍵詞】配電網；無功補償；問題；對策
低壓配電網無功補償技術在配電系統中也開始普及和發展起來,從靜態補償到動態補償,從有觸點補償到無觸點補償,都取得了豐富的經驗。但是在實踐中也遇到一些問題,必須引起重視。
1.無功補償方案實施中遇到的問題
1.1 無功補償裝置安裝地點
通過計算全網的無功潮流,確定配電網的補償方式、選擇最優補償容量和補償裝置安裝地點,才能使其發揮最大的經濟效益。要使補償後的運行費用以及相應的安裝成本同時達到最小化,需要大量的數據累計和各部昌困門的緊密配合,同時計算過程相當復雜。
1.2 無功功率因數補償度問題
一般資料中都比較籠統地提出將功率因數補償到0.95以上或最低，目標是達到規定的功率因數，然後是越高越好，盡量使其接近1，這是一種片面追求高功率因數的做法。
1.3 諧波的問題
電容器本身除了具備一定的抗諧波能力,但同時也有放大諧波的副作用。諧波含量過大時會對電容器的壽命產生影響,甚至造成電容器的過早損壞。並且由於電容器對諧波的放大作用,將使系統的諧波干擾更嚴重。因而做無功補償時必須考慮諧波治理,在有較大諧波干擾,又需要補償無功的地點,應考慮增加濾波裝置。
1.4 無功倒送的問題
無功倒送會增加配電網的損耗,加重配電線路的負擔,是電力系統所不允許的。尤其是採用固定電容器補償方式的用戶,則可能在負荷低谷時造成無功倒送,這引起充分考慮。
1.5 產品選型及工程應注意的問題
(1)要注意運行及產品可靠性問題。與配電變壓器相比,低壓補償裝置的維護量無疑要高很多;控制系統越復雜、功能越多,維護工作量越大。低壓補償裝置的可靠性在開關和電容器,電容器壽命與工作條件有關,因此裝置的投切開關是關鍵。大量工程實踐表明,戶外配變無功補償因工作條件差,晶閘管或接觸器補償裝置難滿足可靠性要求,機電一體開關是最佳選擇。(2)要注意產品類型和功能選擇。對配電台變的補償控制,有多種類型和不同功能的產品可供選擇。城網台變多以無功補償為主,很多要求有綜合監測功能。
2.無功補償方案實施的對策
2.1 無功補償裝置地點的選擇
怎樣選擇裝設地點和容量才能實現效益最大化？通過公式，已知電容器容量，取在不同安裝容量時最佳安裝地點。
式中，K為線路無功補償度；n為電容器組數；Qc為電容器容量（kvar）；Q為線路無功功率（kvar）。
在10kV配電中裝置並聯電容器最佳補償問題，經過數學模型進行計算的結果如表1所示。
表1電容器的安裝組數、容量與無功線損下降率
電容器安裝組數 離線路末端安裝距離 電容器安裝容量 無功線損下降率
第一組 第二組 第三組
1 1/3L 2/3Q 88.9
2 1/5L 3/5L 4/5Q 96.0
3 1/7L 3/7L 5/7L 6/7Q 98.0
註：L為線路全長。
一般對於均勻分布負荷的配電線路，以安裝一組電容器為宜，最多兩組就足夠了，實際配電除有干線外，還有許多分支線，配電線上無功補償裝置可按以下原則進行配置：
（1）在負荷較大的分支線上，各配置一組電容器，安裝地點在距支耐困念線T接點2/3處，補償容量為支線載功負荷平均值的2/3。
（2）在干線距首端2/3處配置一組電容器，容量為經支線補償後全線剩下無功負荷的2/3。
（3）電容器組安裝應盡量靠近配電變壓器，停電後電容器組可以通過變壓器繞組放電，遇有線路停電檢修，還應斷開電容器組。
2.2 無功功率因數的計算
用戶的功率因數偏低就會從系統中吸收無功。補償無功功率後，讓無功功率基本就地平衡，線損可以大為降低，這是降低網損的主要措施之一。用戶提高功率因數不外乎2種方法：（1）提高自然功率因數，讓設備運行於最佳狀態；（2）自然功率因數達不到要求時採取無功補償的方法，但將功率因數提高到多大才算較合理呢？首先分析一下無功功率因數提高到多少才合理。
在負荷的有功功率P保持不變的條件下，提高負荷的功率因數，就意味著減小負荷的無功功率Q，因而可以減少無功功率通過線路及變壓器的無功功率，所以也將減少線路和變壓器中的有功功率損耗的電能損耗。
設電網的元件電阻為R。功率因數為cosφ，則元件電阻上的功率損耗△P=P2R/U2cos2φ，所以△P與功率因數的平方成反比。提高功率因數cosφ就意味著減少功率損耗△P。同時提高負荷功率因數與降低線損百分數的關系可以用下面簡單的近似關系式表示：
△P(%)=[(1-cos2φ1)/cos2φ2]×100%
式中，cosφ1為負荷原來的均方根功率因數；cosφ2為提高後的均方根功率因數。
按上述公式可得出提高功率因數對降低負載損耗的影響，計算結果如表2所示。
表2 負荷功率因數與降低線損的關系表
負荷原有功率因數值 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9
降低線損百分數/% 60 53 46 38 29 20 10
提高負荷的功率因數，使無功功率基本就地平衡，線損就可以大為降低，而且還可以改善電壓質量和提高變壓器的輸送能力。電力用戶的功率因數應提高到以下規定值：
（1）一般工業用戶的功率因數要求從0.85提高到0.9；（2）對大量用電的工業用戶的功率因數要求從0.90提高到0.95；（3）對普通居民用戶功率因數要求達到0.85以上。
2.3 無功補償裝置運行中的幾點建議
(1)無觸點靜態無功補償裝置採用優質可控硅模塊作電子投切開關，使用壽命長，採用電壓過零投切時能限制涌流在規定范圍內自動投切，動態響應技術，投切時間≤20ms，同時採用電抗器電容器組，真正做到電容器投切時無涌流、無震盪、無諧波、無電壓沖擊雜訊運行，同時相應地延長了電容器的使用壽命。
(2)無功補償容量根據配變容量、負荷情況進行綜合選擇，廠家進行成套設備的安裝與檢測。無觸點靜態無功補償裝置功能齊全，性能優越，具有負荷綜測、電壓綜測功能，能對電壓、電流、功率因數等數據進行採集與分析，根據功率因數限制進行無功投切設定，功率因數達到設定值時，不投電容器，功率因數超過設定值時，切開電容器，當系統停電時，自動退出電容器，當系統恢復供電時，自動恢復運行。
(3)雖然線路電壓的波動主要是由無功量變化引起的，但線路的電壓水平卻是由系統情況而決定的，當線路電壓基準偏高或偏低時，無觸點靜態無功補償裝置能根據電壓限制進行電容投切設定，108%額定值≤電壓＜過電壓。欠補不投，過補切。
3.結語
配電網建設直接關繫到城市的經濟建設與發展，是城市現代化建設的重要基礎設施之一。城市配電網的建設和改造必須綜合考慮城市發展規劃、現有電網及其技術水平、資金投入、施工和運行管理等幾個方面，以利於最終電網的安全、優質、經濟、可靠運行。
參考文獻
[1]王愛華.淺談10kV配電無功補償技術與經濟分析[J].科技促進發展(應用版).2010(08)

Ⅸ 濾波補償裝置與無功補償裝置的應用

濾波補償裝置的應用

低壓濾波補償裝置自動控制採用先投後切、後投先切的順序投切方式

實時監測系統的電壓、電流、功率因數、補償狀態等參數

有效濾除負荷諧波，分流70%至90%左右的特徵次諧波電流

濾波投資成本低，技術成熟，性能穩定，適用於大部分濾波補償

MSFGD適用於既要求提高功率因數，又要求濾波效果的安全補償。

典型負荷應用於：退火爐諧波治理，中頻爐諧波治理，高頻爐諧波治理，陶瓷諧波治理 等

無功補裝置MSCGD的應用

低壓濾波補償裝置自動控制採用先投後切、後投先切的順序投切方式

實時監測系統的電壓、電流、功率因數、補償狀態等參數

有效避免電容諧振，分流20%至30%左右的特徵次諧波電流

投資成本低，技術成熟，性能穩定，適用於大部份低壓補償

低壓自動無功補償兼消諧裝置 MSCGD適用於只要求提高功率因數，不要求諧波治理濾波效果的安全補償，典型適用負荷：電機，住宅小區，造紙、紡織、橡膠行業，地鐵，電解行業等

Ⅹ 電力系統自動化技術論文

電力系統自動化技術的日新月異和控制水平的不斷提高搜企網版權所有，為電力工業解決能源資源和環境約束的矛盾創造了條件。我為大家整理的電力系統自動化技術論文，希望你們喜歡。
電力系統自動化技術論文篇一
淺析電力系統自動化技術

【摘 要】隨著電力電子技術、微電子技術溝迅猛發展，原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。而且，電力拖動控制已經走出工廠，在交通、農場、辦公室以及家用電器等領域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經發展為運動控制系統，下面僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。

【關鍵詞】電力自動化;現場匯流排;無線通訊技術;變頻器

0 引言

現今，創新的自動化系統控制著復雜的工藝流程，並確保過程運行的可靠及安全，為先進的維護策略打造了相應的基礎。

電力過程自動化技術的日新月異和控制水平的不斷提高搜企網版權所有，為電力工業解決能源資源和環境約束的矛盾創造了條件。隨著社會及電力工業的發展，電力自動化的重要性與日劇增。傳統的信息、通信和自動化技術之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術，包括無線網路、現場匯流排、變頻器及人機界面、控制軟體等，大大提升了過程系統的效率和安全性能。

電力系統自動化系統一般是指電工二次系統，即電力系統自動化指採用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置並通過信號系統和數據傳輸系統對電力系統各個元件、局部系統或全系統進行就地或遠方自動監視、協調、調節和控制以保證電力系統安全穩定健康地運行和具有合格的電能質量[1]。

1 電力自動化的發展

我國是從20世紀60年代開始研製變電站自動化技術。變電站自動化技術經過數十年的發展已經達到一定的水平，在我國城鄉電網改造與建設中不僅中低壓變電站採用了自動化技術實現無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設中也大量採用自動化新技術，從而大大提高了電網建設的現代化水平，增強了輸配電和電網調度的可能性，降低了變電站建設的總造價，這已經成為不爭的事實。然而，技術的發展是沒有止境的，隨著智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓模擬等技術日趨成熟，以及計算機高速網路在實時系統中的開發應用，勢必對已有的變電站自動化技術產生深刻的影響，全數字化的變電站自動化系統即將出現。

2 電力自動化的實現技術

現場匯流排(Fieldbus)被譽為自動化領域的計算機區域網。信息技術的飛速發展，引起了自動化系統結構的變革，隨著工業電網的日益復雜工業自動化網版權所有，人們對電網的安全要求也越來越高，現場匯流排控制技術作為一門新興的控制技術必將取代過去的控制方式而應用在電力自動化中。

3 無線技術

無線通訊技術因其不必在廠區范圍內進行繁雜、昂貴的布線，因而有著誘人的特質。位於現場的巡視和檢修維護人員藉此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯系，並實現信息共享。此外，無線技術還具有高度靈活性、易於使用、通過遠程鏈接可實現遠方設備或系統的可視化、參數調整和診斷等獨特功能。無線技術的出現及快速進步，正在賦予電力工業領域以一種嶄新的視角來觀察問題，並由此在電力流程工業領域及資產管理領域，開創一個激動人心的新紀元。

盡管目前存在多種無線技術漢陽科技，但僅有幾種特別適用於電力流程工業。這是因為無線信號通過空間傳播的過程、搭載的數據容量(帶寬)、抗RFI(射頻干擾)/EMI(電磁干擾)干擾性、對物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性，還有成本，都因無線技術網路的不同而不同。因此，很多用戶都傾向於“依據具體的應用場合，來選定合適的無線技術”。控制用的無線技術主要有GSM/GPRS(蜂窩)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自組織網路等，其中尤以Wi-Fi和WIMAX應用增長速度最快，這是因為其在帶寬和安全性能方面較優、在數據集中和網路化方面具備卓越的安全框架、具有主機數據集成的高度靈活性、高的魯棒性及低的成本。

4 信息化技術

電力信息化包括電力生產、調度自動化和管理信息化兩部分。廠站自動化歷來是電力信息化的重點，大部分水電廠、火力發電廠以及變電站配備了計算機監控系統;相當一部分水電廠在進行改造後還實現了無人值班、少人值守。發電生產自動化監控系統的廣泛應用大大提高了生產過程自動化水平。電力調度的自動化水平更是國際領先，目前電力調度自動化的各種系統，如SCADA、AGC以及EMS等已建成，省電力調度機構全部建立了SCADA系統，電網的三級調度100%實現了自動化。華北電力調度局自動化處處長郭子明說，早在20世紀70年代華北電力調度局就用晶體管計算機調度電力，從國產121機到176機，再到176雙機，華北電力調度局全用過，到1978年已經基本實現了電網調度自動化。

5 安全技術

電力是社會的命脈之一，當今人類社會對電力系統的依賴已到了難以想像的程度。電力系統發生大災變對於社會的影響是不可估量的，因此電力系統最重要的是運行的安全性，但這個問題在全世界均未得到很好解決，電力系統發生大災變的概率小但後果極其嚴重，我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。由於我國經濟快速發展的需求，電力工業將會繼續以空前的速度和規模發展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯網等重大工程的實施，我國必將出現世界上最大規模的電力系統。

6 傳動技術

實現變頻調速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅動電路、保護電路以及控制器(MCU/DSP)等部分組成。變頻器作為節能降耗減排的利器之一，在電力設備中的應用已經極為廣泛而成熟。對於變頻器廠商而言，在未來30年，變頻器，尤其是高壓變頻器在電力節能降耗中的作用極為明顯，變頻器也成為越來越多電力行業改造技術的首選。

在業內，以ABB為首的電力自動化技術領導廠商，ABB建立了全球最大的變壓器生產基地及絕緣體製造中心。自1998年成立以來，公司多次參與國家重點電力建設項目，憑借安全可靠、高效節能的產品性能而獲得國內外用戶的好評。其公司多種產品，包括：PLC、變流器、儀器儀表、機器人等產品都在電力行業中得到很好的應用。

7 人機界面

發電站、變電站、直流電源屏是十分重要的設備，隨著科學技術的不斷發展，搜企網，單片機技術的日趨完善，電力行業中對發電站、變電站設備提出了更高精密、更高質量的要求，直流電源屏是發電站、變電站二次設備中非常重要的設備，直流電源屏承擔著向發電站、變電站提供直流控制保護電源的作用，同時提供給高壓開關及斷路器的操作電源，因此直流電源屏的可靠性將直接關繫到發電站的安全運行，直流電源屏的發展已經經歷了很長的時間，從早期的直流發電機、磁飽和直流充電機到集成電路可控硅控制直流充電機、單片機控制可控硅充電機、高頻開關電源充電機等，至目前直流電源屏已很成熟。

直流電源屏整流充電部分仍然採用目前國際最流行的軟開關技術，將工頻交流經過多級變換，最後形成穩定的直流輸出，直流電源屏系統控制的核心部件是V80系列可編程式控制制器PLC，它將系統採集的輸入輸出模擬量以及開關量經過運算處理，最終控制高頻開關電源模塊使其按電池曲線及有人為設置的工作要求更可靠地工作。

8 結束語

電氣自動化技術是當今世界最活躍、最充滿生機、最富有開發前景的綜合性學科與眾多高新技術的合成。其應用范圍十分廣泛，幾乎滲透到國民經濟各個部門，隨著我國科技技術的發展，電氣自動化技術也隨之提高。

【參考文獻】

[1]汪秀麗.中國電力系統自動化綜述[J].水利電力科技，2005(02).

[2]唐亮.論電力系統自動化中智能技術的應用[J].矽谷，2008(02).

[3]夏永平，唐建春.淺議電力系統自動化[J].矽谷，2010(06).
電力系統自動化技術論文篇二
電力系統自動化技術分析

摘 要：現代社會對電能供應的“安全、可靠、經濟、優質”等各項指標的要求越來越高，相應地，電力系統也不斷地向自動化提出更高的要求。電力系統自動化技術不斷地由低到高、由局部到整體發展，文章對此進行了詳細的闡述。

關鍵詞：電力系統;自動化;自動化技術

引言

近幾年來，隨著計算機和通信技術的不斷發展，電力系統已經發展成為融計算機、通信、控制和電力電子裝備為一體的系統。電力系統自動化處理的信息量越來越大，觀測范圍也越來越廣，閉環控制的的對象也越來越豐富。為確保電力系統安全、平穩、健康的運行，對電力系統的各個元件、局部、全系統，採用具有自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過信號和數據傳輸的系統，就地或遠距離進行自動監視、調節和控制等，從而達到合格的電能質量。

1 電力系統自動化與智能控制系統

1.1 電力系統自動化

電力系統自動化主要是指通過具有自動控制功能和自動檢測功能的設備對電能傳輸和生產的全過程進行自動化管理和自動化調度。使用自動化技術能夠實現對電力系統遠程和就地的自動控制、調節和監視，為電力系統穩定、安全、正常的運行提供保障，最大限度的滿足電能質量的實際需求。實現電力系統化自動化對提高電力系統運轉水平有著極為重要的現實意義，其自動化主要包括變電站自動化、配電網自動化和以及調度電網自動化等方面。實現電力系統自動化能夠為電力系統穩定、安全的運行提供保障，提高電力系統供電質量，實現電力企業的經濟效益和管理效率。

1.2 智能技術與電力系統自動化的結合

智能技術的發展為電力系統自動化的發展提供了更高的平台。在電力系統自動化中應用智能技術不僅能夠發展和完善電力自動化技術，而且通過智能系統的有效應用，可以有效協調電力系統的不穩定性。考慮到當前電力系統的發展還不是很成熟，因此為了盡可能的滿足公眾對廉價和便利的電力網路需求，將智能技術應用到電力系統當中十分必要。但當前我國電力系統自動化水平還不是很高，各方面發展不太成熟，都不同程度的存在一些問題和不完善的地方。

2 電力系統中的自動化技術

2.1 變電站自動化

目前，我國變電站自動化的發展已經取得一定成效，使得變電站運行成本得到了很大程度的降低，增強了電網調度和輸配電的可能性。在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。由於變電自動化具有運行狀態穩定、自動化程度高等方面的特點，在各級變電站中得到了廣泛運用。利用自動化技術，能夠將電話人工操作和人工監視取代，從而使得安全運行水平和工作效率大大提高。

2.2 電網調度自動化

電網調度自動化主要包括核心計算機控制系統以及用於實時分析、計算的軟體系統。電網調度自動化技術能夠在進行電力生產時，利用對電網系統安全性和運行狀態的分析和監控，對電力市場進行自動調度，滿足電力市場實際運營需求。在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。在發電廠和變電站進行信息收集的部分為遠動端，調度端則主要用於對遠動端收集來的信息進行調度。

2.3 變電綜合自動化

變電綜合自動化通過對現代電子技術、信息處理技術以及計算機技術的運用，對變電站設備、儀器進行優化設計和功能組合，實現對變電站主要線路和相關設備的測量、自動控制以及監視等全面管理。追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如，勵磁控制、潮流控制。該技術具有維護調試和操作簡便等方面的特點，使得變電站保護性能大幅增強，從根本上實現了變電站遠程監控管理手段。

2.4 配電網自動化

配電網自動化技術通過將配電線路和配電變電站結合，共同合成配電網，具有分散、點多、面廣等方面的特點。該技術能夠對配電網運行狀態進行實時監控，從而對配電網運行模式進行改進和優化，當配電網發生故障，出現運行異常現象時，配電網自動化技術能夠將故障及時找出，並予以有效的處理措施。

3 電力系統中的智能技術

3.1 模糊控制

模糊控制主要採用的是一種模糊的宏觀控制系統，它具有易操作性、非線性、隨機性、簡單化和不確定性等特點，這些特點使得監理模糊關系模型變得十分簡單容易，並且具有非常大的優越性。模糊控制方法的優越性在任何地方都體現出來，包括家用電器中，他使得控制操作變得非常容易掌握並且十分的簡單。這種模糊理論的智能技術在電力系統自動化的控制中具有非常實用的價值，因為他能夠模擬人的決策過程和模糊推理過程。

3.2 線性最優控制

最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分，也是將最優化理論用於控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多，最成熟的一個分支。盧強等人提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題，取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。電力系統線性最優控制器目前已在電力生產中獲得了廣泛的應用，發揮著重要的作用。

3.3 專家系統控制

專家系統在電力系統中的應用范圍很廣，包括對電力系統處於警告狀態或緊急狀態的辨識，提供緊急處理，系統恢復控制，非常慢的狀態轉換分析，切負荷，系統規劃，電壓無功控制，故障點的隔離，配電系統自動化，調度員培訓，電力系統的短期負荷預報，靜態與動態安全分析，以及先進的人機介面等方面。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用。但仍存在一定的局限性。

3.4 神經網路控制

神經網路控制是通過人工神經網路發展而成的，它主要應用在學習方面以及模型結構方面，並且已經得到了廣泛的傳播和成果。神經網路控制的非線性是目前最受人們關注的，此外它的魯棒能力、處理能力以及自主學習能力也同樣受到人們的關注。神經網路是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的神經網路。根據具體問題的不同，已經有多種神經網路結構及其訓練演算法在電力系統中得到了應用，主要的神經網路理論研究有神經網路的硬體實現問題研究和神經網路學習演算法研究等。

4 智能技術與自動化的發展趨勢

目前， 自動化正由單個單元逐步發展為部分區域乃至整個系統，有單一功能逐步發展為一體化、多功能。在控制策略問題上日益向著適應化、最優化、區域化和智能化方向發展。隨著我國科技水平不斷進步，智能化技術已廣泛運用於各個領域，對電力系統而言，其意義尤為重要。雖然在電力電力系統中，智能技術已得到了廣泛運用，當就目前的發展趨勢來看，以計算機軟硬體為基礎的智能技術在電力系統中還將得到更為全面的應用。此外，智能技術與自動化技術將會得到更加緊密的結合，在電網系統中得到為好的運用。

5 結束語

隨著計算機技術，控制技術及信息技術的發展，電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域，而信息技術的發展，不僅會推動電力系統監測的發展，也會推動電力系統控制向更高水平發展。

參考文獻

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