棘轮补偿装置设计思路

1. 动态补偿装置的原理是

动态无功补偿装置复的要求是补偿容量制动态可调，响应速度快，投切平稳，无冲击和波形畸变。

动态补偿的优点：反应快，补偿效果好，特别适用于负载波动剧烈的场合。动态补偿通常还有分补功能，可以对不平衡的负载做良好的补偿。动态补偿的不足：价格高，可靠性还不够，自身耗能很大。在负载比较稳定的场合没有优势。能较好的解决点焊机、行吊。。。。行业的特俗要求。

2. 在电容器无功补偿装置中怎么根据电容器的容量选择合适的电抗器

由CKSC-15/6-6% 可以看出系统额定电压为6KV，电抗器容量为15KVA
300*1000=（6*6*1000000）/Xc
Xc=120欧姆 Ic=6000/120=50A
Xl=7.2欧姆
L=22.93mH
6%可以看出电抗器容量为300*6%=15KVA
不知道有用没有，我是专业做电抗器的。[email protected]我邮箱

3. 低压系统既有有源滤波又有无功补偿应该怎么布置

城市轨道交通低压无功补偿装置及有源滤波装置的应用目前国内城市轨道交通线路供电系统低压配电系统普遍存在由于谐波问题导致电气设备损坏的现象，本文通过对谐波问题产生的原因进行分析，提出切合工程实施的解决方案。一、存在问题及现状分析（1）低压系统谐波来源低压动力照明负荷包括车站的通风空调、自动扶梯、排水、通风、消防及各车站、区间、变电所的照明负荷等能耗，其中含有大量变频负荷，且随着节能的需要，变频负荷所占的比重逐年提高。变频负荷也在逐年增加，其产生的谐波电流也在相应增加。（2）无功补偿为集中补偿地铁系统动力照明负荷的无功分量，目前地铁系统一般在变电所0.4kV母线设置电力电容器组，电容器组具有自动投切功能，且功率因数连续可调，调节范围一般在0.8～0.9之间，使补偿后的功率因数不低于0.9。（3）无功补偿装置与谐波的关系根据GB50157-2003《地铁设计规范》，地铁动力照明供电系统应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。因此，国内地铁动力照明供电系统多采用并联电力电容器作为无功补偿装置。从理论上，该电力电容器无论在基波下还是在谐波下均表现为容性，因此，对于不论是来自于配电变压器高压侧的谐波还是来自于低压变频负荷产生的谐波均会起到放大作用。其放大作用已经被国内多个地铁系统的实测结果所验证。系统的谐波过大将会带来供电质量下降、断路器误动作、电容器谐振损坏、熔丝型保护装置意外动作以及敏感的电子通讯设备损坏等问题，进而造成电气设备的绝缘寿命和使用寿命大大降低。因此，目前国内绝大部分城市轨道交通采用的是预留电容补偿装置的做法，即便在工程中已经投入，也暂缓投入使用。二、设备发展情况结合目前现有的技术，滤波装置和无功补偿设备主要有以下几种方案：方案一、单体电容器三角形接法组成的低压无功功率补偿方案。如图1所示。该电容器虽然起到了无功补偿以提高功率因数的目的，但是它对系统所产生的5、7、11、13、23、25等次谐波起到了放大的作用。该接线形式技术简单、投资最少，但存在放大谐波的问题。
图1单体电容器三角形接法组成的低压无功功率补偿方案方案二、在低压400V母线上设有源滤波装置，如图2所示，它可以产生与来自于低压负荷的谐波大小相等，相位相反的谐波，从而有效地滤除谐波。有源滤波装置可以单独设定各次谐波的滤波目标，不存在过载及过补偿的问题。但是牵引负荷所产生的谐波会通过配电变压器传输至低压侧从而会经过该单体电容器，该方式对限制电容器放大牵引负荷产生的谐波没有效果。图2 低压400V母线上设有源滤波装置方案三、无功补偿装置采用带电抗器的无功补偿装置（即电容器串联电抗器），通过选取元件的参数使装置在谐波频率下为一低阻抗支路以吸收谐波，在基波频率下仅呈容性以提高功率因数。该方式下为避免谐波放大，需要单调谐滤波频率设定在地铁负荷产生的最低次谐波频率附近，且应在该最低次谐波频率下呈感性。但地铁供电系统中谐波频谱较宽，若采用该方式，则对其它更高次谐波的滤波效果较差。若设置多组调谐支路，由于有严格的投切次序，不易做到谐波与无功补偿共赢的效果的控制，较难满足系统运行状态的变化。同时该方式远期可扩展性及灵活性相对较差。4）带电抗器的无功补偿装置与有源滤波装置同时使用，它综合了两者的优点，有源滤波器对来自于低压系统调频负荷的谐波进行滤除，带电抗器的无功补偿装置使其在谐波下呈现感性，从而避免对谐波的放大，同时避免与系统形成谐振。只是，该方案对系统来说投资较大。综上，第4种方案既能够滤除来自低压负荷侧的谐波，又能避免对来自牵引负荷侧的谐波放大。但是，由于地铁低压谐波源种类繁多，在地铁建设初期很难对谐波进行准确计算，随着地铁建设的未来扩容和改造，很难合理地确定有源滤波装置的容量。因此建议先预留相应的安装位置和接线条件，在建设调试阶段对低压谐波进行实际测量和评估后，再根据评估结果最终确定有源滤波装置的投入容量。
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城市轨道交通低压无功补偿装置及有源滤波装置的应用
城市轨道交通低压无功补偿装置及有源滤波装置的应用
目前国内城市轨道交通线路供电系统低压配电系统普遍存在由于谐波问题导致电气设备损坏的现象，本文通过对谐波问题产生的原因进行分析，提出切合工程实施的解决方案。
一、存在问题及现状分析
（1）低压系统谐波来源
低压动力照明负荷包括车站的通风空调、自动扶梯、排水、通风、消防及各车站、区间、变电所的照明负荷等能耗，其中含有大量变频负荷，且随着节能的需要，变频负荷所占的比重逐年提高。变频负荷也在逐年增加，其产生的谐波电流也在相应增加。（2）无功补偿
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为集中补偿地铁系统动力照明负荷的无功分量，目前地铁系统一般在变电所0.4kV母线设置电力电容器组，电容器组具有自动投切功能，且功率因数连续可调，调节范围一般在0.8～0.9之间，使补偿后的功率因数不低于0.9。
（3）无功补偿装置与谐波的关系
根据GB50157-2003《地铁设计规范》，地铁动力照明供电系统应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。因此，国内地铁动力照明供电系统多采用并联电力电容器作为无功补偿装置。从理论上，该电力电容器无论在基波下还是在谐波下均表现为容性，因此，对于不论是来自于配电变压器高压侧的谐波还是来自于低压变频负荷产生的谐波均会起到放大作用。其放大作用已经被国内多个地铁系统的实测结果所验证。系统的谐波过大将会带来供电质量下降、断路器误动作、电容器谐振损坏、熔丝型保护装置意外动作以及敏感的电子通讯设备损坏等问题，进而造成电气设备的绝缘寿命和使用寿命大大降低。因此，目前国内绝大部分城市轨道交通采用的是预留电容补偿装置的做法，即便在工程中已经投入，也暂缓投入使用。

4. 阐述滑轮补偿装置和棘轮补偿装置的优缺点有哪些

阐述滑轮补偿装置正源和棘轮补偿装置的优缺举仿态点：
1、补偿棘轮与补偿滑轮组相比，其最大优点是具有断线制动功能，可以缩小事故范围，便于抢修恢复。
2、棘轮式补偿装置与滑轮式补偿装置相比，具有占用空间少、转动灵活、传动效率高、防腐性能好，使用寿命长等优点。缺点是棘轮本体形状复杂，轮径大，薄壁部位多。
3、滑轮补偿装置优点是结大中构结实，有较大的过载能力。

5. 关于高压电容自动补偿的探讨

一、概述
在电力系统中，随着变压器和交流电动机等电感性负载的广泛使用，电力系统的供配电设备中经常流动着大量的感性无功电流。这些无功电流占用大量的供配电设备容量，同时增春没加了线路输送电流，因而增加了馈电线路损耗，使电力设备得不到充分利用。作为解决问题的办法之一，就是采用无功功率补偿装置，使无功功率就地得到补偿，尽量减少或不占用供配电设备容量，提高设备的利用效率。最常见的办法就是采用电容器组提供电容性电流对电感性电流给予补偿，以提高功率因数。目前，在配电系统中，已经普遍使用了低压电容集中自动补偿装置，根据需要，使低压无功功率就地得到补偿。而在高压系统中，目前使用比较多的补偿还是传统的固定式电容补偿装置，集中的自动补偿装置使用还很不普遍。由于传统的补偿方式存在安全性能差、补偿精度低和劳动强度大等问题，大家都希望有一种更加安全可靠、补偿精度更高、自动化水平更高的补偿装置供设计选用。
我们从1995年开始，在天津经济技术开发区二期雨、污水泵站；东海路雨、污水泵站；泰丰路雨水泵站和天津市月牙河雨水泵站等工程中试用6kV高压电容自动补偿装置。经过几年来的使用，证明补偿后功率因数达到0.95以上，自动化水平高，补偿效果满意。得到各使用单位的一致好评。本文结合工程使用情况，就高压电容集中自动补偿装置有关技术问题进行简单介绍。以作抛砖引玉。
二、补偿实施方案和补偿容量的确定
要想得到理想的补偿效果，首先要确定合理的补偿实施方案、准确计算需要补偿的容量。目前常见的补偿方法有传统的固定式电容器组人工插拔熔断器控制补偿容量法；单台设备随机就地电容补偿法和集中电容器自动补偿法。其中传统补偿方法简单，但补偿精度低，劳动强度大，危险性大，受人为因素影响太多。
单台设备就地补偿法就是针对单台设备在当地进行补偿，其优点是从设备需求点补偿，深入到需求补偿第一位置，补偿范围大。其缺点是确定补偿容量困难。既不能过补偿，又必须保证电路不得发生LC谐振和避免发生自激现象。因在计算无功电流时，无功电流主要成分是由电机励磁电流I0，满负荷运行时的无功电流增量ID1、欠载运行时的无功电流增量ID2等组成的。因为随着电动机运行状态的变化，上述各参数都在不停地变化，动态变量变化因素太多，很难确定准确的无功补偿需求量。不同的生产设备在选配电动机时的启动容量裕度各不相同，所以，在设备运行中其电动机的饱和程度各不相同，其欠载运行的无功电流增量ID2各不相同；其次，电动机的实际工作状态随时变化，如：水泵电机随着进水水位、出水水位的变化电动机负载率随时都在变化，无法确定准确的工况。而单台设备就地补偿法在补偿容量确定后，是以固定不变的补偿容量，去平衡随时浮动变化的动态工况，就很难得到满意的高精度补偿效果。
此外，在单台补偿的电容器装置中，补偿电容器是与主机一对一固定配套安装的，随着主机的运行而补偿电容器同时投入运行，当主机停止运行时补偿电容也一齐被切除，各机组之间的电容器相互独立不能互补，电容器得不到充分利用，增加了设备投资。而且，市政工程的特点是运行时 间集中、设备容量较大；备用设备的运行利用率更低等。再者，由于补偿电容器随着主机的运行而一齐投入运行，则主机的启动电流与电容器合闸涌流是同时处于最大值，两个电流最大值相加增大冲击电流效应。
如果采用成组设备集中自动补偿法，则补偿容量可根据当时整体运行工况需要，自动投入所需容量，可以达到比较高的补偿精度。随着补偿设备的步长越短则补偿精度越高，如果步长为无级变化则功率因数从理论上讲可以精确到1，这将为高精度准确补偿打下基础。而且不论任庆森中何一台电机工作时，补偿电容器均可根据线路总体需要投入运行，使每组补偿电容器得到充分利用。
三、补偿设备步长划分与设备配置
虽然理论上无级自动补偿装置补偿精度可以达到1，但是在一般市政工程实际应用中，为了合理地利用有限的资金投入，并不要求理论上的最大值，只要满足工程精度需要就可以了。所以工程中大多数情况都是由多台设备并列运行，通常设备在4台以上时，如将所需最大补偿电容量分成6~8步等步长容量投入，就可以基本满足工程实际精度需要。如同目誉山前常见的低压电容器自动补偿装置一样，一般分8步等容量投入方案的使用已经非常普遍，其理论可以推广到高压电容补偿装置中使用。但是在高压系统中如果沿用低压补偿的思路，对于采用高压真空接触器控制的方案，仍可采用等容量配置。而对于使用真空断路器的情况而言，则因为真空断路器价格相对较高，所以，在保证相同功能的基础上尽量减少真空断路器的使用数量，对节约投资是有着非常明显的作用的。工程中如果合理选用控制器，可以减少真空断路器数量，例如：对于采用等步长容量分配电容器组的设备组，7步补偿需要7台真空断路器，如果采用1 2 4的不等容量控制器的配置，只需3台真空断路器就可以达到7步等步长容量补偿的效果，其形式为1、2、1 2、4、4 1、4 2、4 2 1.这样既保证了补偿精度又将大大节约设备的一次性投资。
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6. 我设计的低压无功补偿装置，无功补偿时如果出现过压的情况，那么装置会怎么样请具体说明谢谢

呵呵

好好学习标准吧，这么重要的功能，你都不知道，这样搞设计会出大问题的。

对于补偿电容器来说，最怕的就是过电压，只要电压超出额定值，就很容易损坏。因此，标准规定：只要过压，就要尽快切除电容，此时不管补偿情况如何。

我们有一个QQ群：“奥特无功补偿互助营”，群号：228052165。欢迎来这里讨论无功补偿的问题。也有很多的资料可以下载。

7. 减速机棘轮装置结构及作用

棘轮机构的类型(Types of Ratchet Mechanism)
常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类：

1、轮齿式棘轮机构(Tooth Ratchet Mechanism)

按啮合方式可分成外啮合(externally meshed，如图7-1所示)和内啮合(internally meshed，如图7-2所示)棘轮机构。根据棘轮的运动又可分为两种情况：

(1) 单向式棘轮机构

单向式棘轮机构的特点是摆杆向一个方向摆动时，棘轮沿同一方向转过某一角度；而摆杆向另一个方向摆动时，棘轮静止不动(如图7-1)。双动式棘轮机构，摆杆的往复摆动，都能使棘轮沿单一方向转动，棘轮转动方向是不可改变的(如图7-3)。

图 7-2 图 7-3

(2)双向式棘轮机构

若将棘轮轮齿做成短梯形或矩形时，变动棘爪的放置位置或方向后，可改变棘轮的转动方向。棘轮在正、反两个转动方向上都可实现间歇转动。

图 7-4

2、摩擦式棘轮机构(Friction Ratchet Mechanism or Silent Ratchet Mechanism)

(1) 偏心楔块式棘轮机构

偏心楔块式棘轮机构的工作原理与轮齿式棘轮机构相同，只是用偏心扇形楔块代替棘爪，用摩擦轮代替棘轮。利用楔块与摩擦轮间的摩擦力与楔块偏心的几何条件来实现摩擦轮的单向间歇转动。

a)

b)

图 7-5

(2) 滚子楔紧式棘轮机构

图7-6为常用的摩擦式棘轮机构，构件1逆时针转动或构件3顺时针转动时，在摩擦力作用下能使滚子2楔紧在构件1、3形成的收敛狭隙处，则构件1、3成一体，一起转动；运动相反时，构件1、3成脱离状态。

图 7-6

三、棘轮机构的特点和应用(Features and Application of Ratchet Mechanism)

轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，从动棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过引起噪声与冲击，在高速时尤为严重。故常于低速、轻载的场合用作间歇运动控制。

摩擦式棘轮机构传递运动较平稳，无噪音，从动件的转角可作无级调整。但难以避免打滑现象，因而运动准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合。
四、棘轮机构设计中的主要问题(Main Problems in Ratchet Mechanism Design)

1、棘轮齿形的选择

最常见的棘轮齿形为不对称梯形，如图7-12所示。为了便于加工，当棘轮机构承受载荷不大时，可采用三角形棘轮轮齿（见图7-1和图7-9），三角形轮齿的非工作齿面可作成直线型和圆弧形。双向式棘轮机构，由于需双向驱动，因此常采用矩形或对称梯形作为棘轮齿形(图7-4)。

2、棘轮转角大小的调整

(1) 采用棘轮罩
采用棘轮罩，使棘爪的部分行程沿棘轮罩表面滑过，若改变棘轮罩位置，即可调整棘轮转角的大小，如图7-9所示。
(2) 改变摆杆摆角
图7-10所示棘轮机构中，通过改变曲柄摇杆机构曲柄长度OA的方法来改变摇杆摆角的大小，从而调整棘轮机构转角的大小。

图 7-9 图 7-10

(3) 多爪棘轮机构
要使棘轮每次转动小于一个轮齿所对的中心角γ时，可采用棘爪数为n的多爪棘轮机构。如图7-11所示n=3的棘轮机构，三棘爪位置依次错开γ/3，当摆杆转角1在[γ/3，γ] 范围内变化时，三棘爪依次落入齿槽，推动棘轮转动相应角度2为[γ/3，γ] 范围内γ/3整数倍，即棘轮转角为γ/3或2γ/3。

图 7-11

3、棘轮机构的可靠工作条件

(1) 棘爪可靠啮合条件
图7-12中，θ为棘轮齿工作齿面与径向线间的夹角，称齿面角，L为棘爪长，O1为棘爪轴心，O2为棘轮轴心，啮合力作用点为P（为简便起见，设P点在棘轮齿顶），当传递相同力矩时，O1位于O2P的垂线上，棘爪轴受力最小。

为使棘爪能顺利地滑入棘轮齿根，要求齿面角θ大于摩擦角，即是棘爪受的总反作用力FR的作用线必须在棘爪轴心O1和棘轮轴心O2之间穿过。

图 7-12

(2) 偏心块楔紧条件
对于图7-5a 所示的偏心楔块式棘轮机构，摆杆逆时针转动时，轮3对楔块2在接触点A作用正压力FN与摩擦力fFN。正压力FN有松开楔块的作用，要使楔块楔紧棘轮3，应使FN与fFN对O2的矩满足

故 tan < f = tan

即

图 7-5 a)

式中，为摩擦角；为楔块廓线升角。因此偏心块楔紧条件为：楔块廓线升角小于摩擦角。也可用摩擦轮对偏心楔块总反力FR的作用线必须通过两回转中心O1和O2的连接线段来判定。

(3) 滚子楔紧条件
图7-6所示滚子楔紧式棘轮机构，滚子受力情况如图7-13所示。图中当套筒1逆时针方向转动时，在摩擦力FA作用下，滚子2有逆时针滚动的趋势，因此星轮3在接触点B对滚子有图示摩擦力FB。摩擦力FA与FB使滚子楔紧，其夹角为楔紧角β，而滚子2在接触点A、B的正压力FNA和FNB欲将滚子挤向楔形大端而松开。因此滚子楔紧条件为：楔紧角小于两倍的摩擦角。但β角选择过小，反向运动时滚子将不易退出楔紧状态。即：

回答人的补充 2009-08-02 12:11 减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。减速机的作用主要有：
1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。
2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。
减速机的工作原理
减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。

8. 接触网棘轮补偿装置工作原理

齿背上滑动。接粗春触网棘轮装置原理是当主动件摇杆逆时针摆动时，驱动棘爪便插入清大棘轮的齿槽岩正耐中，推动棘轮转过一个角度，此时，止动爪在棘轮的齿背上滑动。