并聯(lián)電容補償ppt課件

第九章 并聯(lián)綜合補償,9.1 概述,牽引負(fù)荷特點 由于整流型電力機車： 1.功率因數(shù)低（無功成份大）， 2.諧波含量多， 3.其單相獨立性又通過牽引變電所在系統(tǒng)中造成負(fù)序電流， 4.以及通過牽引供電系統(tǒng)對鄰近通訊線感應(yīng)干擾，構(gòu)成了交流牽引供電系統(tǒng)的主要四個技術(shù)課題。 其中，通訊干擾已通過采用特殊供電方式（BT、AT、DN）及其他措施得到緩解。 而無功、負(fù)序、諧波對電力系統(tǒng)的不良影響則需要在牽引供電系統(tǒng)中采取技術(shù)措施以期綜合解決。,并聯(lián)補償就是具有這種綜合作用的技術(shù)措施。,并聯(lián) 補償,并聯(lián)無功補償PRC（并聯(lián)電抗器、并聯(lián)電容器）,并聯(lián)電容補償PCC,并聯(lián)電容補償?shù)木C合效益 1.補償無功，提高功率因數(shù) 2.降低負(fù)序 3.構(gòu)成有效的濾波通路 4.綜合第1、2點，降低母線壓損，提高網(wǎng)壓水平 5.同時降低牽引變壓器功率損失和網(wǎng)損（節(jié)能），提高牽引變壓器的容量利用率（節(jié)容），并由此提高運輸供電能力,9.2 無功功率與功率因數(shù),一、正弦電路的無功功率和功率因數(shù) 在電壓和電流都為正弦波形，負(fù)荷為線性時，電壓、電流的瞬時值表達(dá)式為： 瞬時功率p為： 瞬時功率的實用意義不大。為充分反映正弦電路能量交換的情況，定義了三種功率：,非正弦周期量,正弦量,1.平均功率P（有功功率） 2.無功功率Q 無功功率是uiq的變化幅度，uiq的平均值為零，表示了其有能量交換而并不消耗功率。Q表示了這種能量交換的幅度。,3.視在功率S 對于發(fā)電機和變壓器等電氣設(shè)備來說，其額定電流值與導(dǎo)線的截面積及銅耗有關(guān)，其額定電壓還和鐵心尺寸及鐵心損耗有關(guān)。 因此，工程上把電壓電流有效值的乘積作為電氣設(shè)備功率設(shè)計極限值，這個值就是電氣設(shè)備最大可利用容量。 S=UI 4.功率因數(shù) 有功功率P的最大值為視在功率S，P越接近S，電氣設(shè)備的容量越得到充分利用。為了反映P接近S的程度，定義：,二、非正弦電路的無功功率和功率因數(shù) 在含有諧波的非正弦電路中，P、S及功率因數(shù)的定義和正弦電路相同，物理意義也沒有變化。 而無功功率的情況比較復(fù)雜，至今沒有被廣泛接受的科學(xué)而權(quán)威性的定義。新的理論往往是解決了前人未解決好的問題，同時又存在一些不足，或引出了新的待解決的問題。對新提出的功率定義和理論有如下要求： 1.物理意義明確，能清楚地解釋各種功率現(xiàn)象，并能在某種程度上與傳統(tǒng)功率理論保持一致； 2.有利于對諧波源與無功功率的辨識和分析，有利于對諧波和無功功率流動的理解；,3.有利于對諧波和無功功率的補償和抑制，能為其提供理論指導(dǎo)； 4.能夠被精確測量，有利于有關(guān)諧波和無功功率的監(jiān)測、管理和收費。 根據(jù)上述要求，可將現(xiàn)有的功率理論分為三大類： 第一類：適用于諧波和無功功率的辨識 第二類：適用于諧波和無功功率的補償和抑制 第三類：適用于儀表測量和電能的管理、收費 迄今為止的各種功率定義和理論只是較好的解決了上述一兩個方面的問題，而未能滿足所有要求。 總之，如何建立更為完善的功率定義和理論，特別是能為供電企業(yè)和電力用戶廣泛接受，還需進(jìn)行更多的努力。,無功功率的定義： 1. 式中Qf是由同頻率電壓、電流正弦波分量之間產(chǎn)生的。 此處的定義沒有度量電源和負(fù)載之間能量交換幅度的物理意義。 2. 沒有區(qū)別基波電壓、電流之間產(chǎn)生的無功功率、同頻率諧波電壓、電流之間產(chǎn)生的無功、不同頻率電壓、電流之間產(chǎn)生的無功。,(整流型電力機車， 由于交流側(cè)電流波形畸變及 整流換相過程中的重疊導(dǎo)通角 的影響，使功率因數(shù)低),(牽引網(wǎng)阻抗影響，牽引變電所 低壓側(cè)功率因數(shù)要降低0.01-0.05),(由于牽引變壓器影響，其高壓 側(cè)的功率因數(shù)還要降低約0.05),9.3 提高功率因數(shù),功率因數(shù)低對電力系統(tǒng)的影響： (1)降低了發(fā)電機設(shè)備的輸出能力和輸變電設(shè)備的供電能力，使電氣設(shè)備效率降低，成本提高。 (2)無功功率在電網(wǎng)中傳播，造成可觀的功率損失 當(dāng)電流流過輸電網(wǎng)時，產(chǎn)生的有功功率損失為：,(3)惡化供電電壓損失,基本思想： 1.計算變電所合成牽引負(fù)荷電流 2.設(shè)置并補容量，設(shè)法使補償裝置的合成負(fù)序電流 與 反向抵消,9.4 并聯(lián)電容補償對牽引負(fù)序電流的抑制,對于YN，d11牽引變壓器做定性分析： 分析以下三種典型情況： (1) 由負(fù)序電壓、電流相量圖可見： 應(yīng)在超前相、滯后相上設(shè)置并補裝置。,(2) 應(yīng)在滯后相設(shè)置集中并補。 (3) 應(yīng)在滯后相和自由相設(shè)置并補。,9.5 基本的無功補償元件,具有飽和電抗特性的無功補償裝置（SR） 分為自飽和電抗器和可控飽和電抗器兩種。 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(wěn)定電壓，它利用鐵心的飽和特性來控制發(fā)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(jìn)一步控制無功電流的大小。,（2）真空斷路器投切電容器（FC）,真空斷路器投切電容器原理圖,(3) 晶閘管控制電抗器（TCR） 通過調(diào)整觸發(fā)角的大小就可以改變補償器所吸收的無功分量，達(dá)到調(diào)整無功功率的效果。,TCR補償器原理圖,(4) 晶閘管投切電容器（TSC） 分組投入，通過改變投入的組數(shù)來改變補償設(shè)備吸收的無功功率。,TSC電路原理圖,(5) 新型靜止無功發(fā)生器(ASVG) 通過改變其吸收的電流的大小和方向?qū)崿F(xiàn)無功補償。,電壓型ASVG補償器原理圖,9.6 現(xiàn)階段的具體補償措施,（1）真空斷路器投切電容器（FC）,（2）固定濾波器（FC）晶閘管調(diào)節(jié)電抗器（TCR）,TCR+FC電路原理圖,（3）固定濾波