各種靜止無功功率補(bǔ)償裝置的對(duì)比及發(fā)展趨勢(shì)

1、各種靜止無功功率補(bǔ)償裝置的對(duì)比及發(fā)展趨勢(shì) xxx 本科畢業(yè)論文 論文題目：幾種靜止無功功率補(bǔ)償裝置的對(duì)比及發(fā)展趨勢(shì) 學(xué) 院(系) xxxxxxxxxxxxxx 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 xxxxx 學(xué) 號(hào) xxxxxxxxx xxxx 指導(dǎo)教師 xxx 2013 年 4 月 幾種靜止無功功率補(bǔ)償裝置的對(duì)比及發(fā)展趨勢(shì) 作者：xxx 摘要：人們對(duì)有功功率的理解非常容易，而要深刻認(rèn)識(shí)無功功率卻并不是輕而易舉的。在正弦電路中，無功功率的概念是很清楚的，而在含有諧波時(shí)，至今尚無獲得公認(rèn)的無功功率定義。但是，對(duì)無功功率這一概念的重要性，對(duì)無功補(bǔ)償重要性的認(rèn)識(shí)，卻是一致的。無功補(bǔ)償應(yīng)包含對(duì)基波無功功率的補(bǔ)償和

2、對(duì)諧波無功功率的補(bǔ)償。無功功率對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)載的運(yùn)行都十分重要。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是電感性的。因此，無功功率補(bǔ)償裝置就順利的出現(xiàn)在人們是視野中，無功功率補(bǔ)償裝置的選擇及對(duì)比就成為目前研究和討論的目標(biāo)。 關(guān)鍵字：無功功率；補(bǔ)償；SVC；TCR；TSC；MCR Abstract: Peoples understanding of the active power very easily, and should have a profound understanding of wattless power is not to be an easy job to the. In the sin

3、usoidal circuit, the concept of wattless power is very clear, and the harmonic, wattless power has no recognized definition. However, the importance of wattless power of this concept, understanding of wattless power compensation of importance, is the same. No compensation should contain no reactive

4、power reactive power compensation and harmonic compensation of wattless power. No power to the power supply system and the load operation is very important. Impedance of power system network element is mainly inductive. Therefore, no reactive power compensation device is smooth in peoples field of v

5、ision, selection and comparison of wattless power compensation equipment becomes the research and discussion of the target. Key words: static var；compensation；SVC；TCR ；TSC；MCR I 目 錄 前 言 . 3 第一章 緒 論 . 4 1.1 緒論 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 1.2 無功功率的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) . 4 第二章 無功功率補(bǔ)償原理 . 4 2.1 提高功率因數(shù)的措施 . 5 2.2 無功功率的影響 . 6 2.3 無功功

6、率理論的研究及其進(jìn)展 . 7 第三章 無功功率補(bǔ)償種類及技術(shù)要求 . 8 3.1 并聯(lián)電容器的控制及安裝方式的選擇 . 8 3.2 無功功率補(bǔ)償?shù)淖饔?. 9 3.3 無功功率補(bǔ)償?shù)姆N類 . 9 3.4 并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算 . 10 3.5 補(bǔ)償電容器安裝中的技術(shù)要求 . 13 第四章 無功功率補(bǔ)償裝置的對(duì)比 . 14 4.1 控制無功功率的方法 . 14 4.2 并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的原理 . 15 第五章 幾種靜止無功功率補(bǔ)償裝置對(duì)比及發(fā)展趨勢(shì) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5.1 幾種無功功率補(bǔ)償裝置分析 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 5.2 幾種無功功率補(bǔ)償裝置的介紹及對(duì)比 . 27 5.

7、3 無功補(bǔ)償器的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) . 32 致 謝 . 40 參考文獻(xiàn)與附錄 . 41 II 前 言 在電力系統(tǒng)中的變電所或直接在電能用戶變電所裝設(shè)無功功率補(bǔ)償電源,以改變電力系統(tǒng)中無功功率補(bǔ)償?shù)牧鲃?dòng),從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，減小網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，這種技術(shù)措施稱為無功功率補(bǔ)償。無功功率補(bǔ)償在電力系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，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(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中占有著非常重要的位置。合理的選擇無功補(bǔ)償裝置，不但可以最大限度的減少電網(wǎng)的損耗，而且可以電提高網(wǎng)質(zhì)量；反之，若選擇或使用不當(dāng)，便可能造成供電系統(tǒng)的電壓

8、波動(dòng)、諧波增大等諸多不利因素。對(duì)現(xiàn)代出現(xiàn)的多種無功功率補(bǔ)償裝置的合理選擇是配電系統(tǒng)中的主要問題，以及這些補(bǔ)償裝置的發(fā)展趨勢(shì)的研究也是當(dāng)下的熱門課題。 3 第一章 緒 論 電網(wǎng)中電力設(shè)備大多是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，他們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過程中建立交變的磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過純電感或純電容電路時(shí)并沒有能量消耗，僅在負(fù)荷與電源之間往復(fù)交換，在三相之間流動(dòng)，由于這種交換功率不對(duì)外做功，因此稱為無功功率補(bǔ)償。 電網(wǎng)中的功率因數(shù)是指電壓矢量與電流矢量間的相位差的余弦值即（cos），在數(shù)值上功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即（cos=P/S）。功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性

9、質(zhì)有關(guān)，如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)都為1，一般具有電感性或電容性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1,。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無功功率補(bǔ)償大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。所以，供電部門對(duì)用電單位的功率因數(shù)有一定的要求。交流電在通過純電阻的時(shí)候,電能都轉(zhuǎn)成了熱能,而在通過純?nèi)菪曰蛘呒兏行载?fù)載的時(shí)候,并不做功.也就是說沒有消耗電能,即為無功功率補(bǔ)償.當(dāng)然實(shí)際負(fù)載,不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載,一般都是混合性負(fù)載,這樣電流在通過它們的時(shí)候,就有部分電能不做功,就是無功功率補(bǔ)償,此時(shí)

10、的功率因數(shù)小于1,為了提高電能的利用率,就要進(jìn)行無功補(bǔ)償。 第二章 在電力系統(tǒng)中的變電所或直接在電能用戶變電所裝設(shè)無功功率補(bǔ)償電源,以改變電力系統(tǒng)中無功功率補(bǔ)償?shù)牧鲃?dòng),從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，減小網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，這種技術(shù)措施稱為無功功率補(bǔ)償。無功功率補(bǔ)償在電力系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，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(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中占有著非常重要的位置。合理的選擇無功補(bǔ)償裝置，不但可以最大限度的減少電網(wǎng)的損耗，而且可以電提高網(wǎng)質(zhì)量；反之，若選擇或使用不當(dāng)，便可能造成 4 供電系統(tǒng)的電壓波動(dòng)、諧波增大等諸多不利因

11、素。 無功補(bǔ)償：在電子供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，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(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。無功補(bǔ)償可以收到下列的效益：提高用戶的功率因數(shù),從而提高電工設(shè)備的利用率;減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗；合理地控制電力系統(tǒng)的無功功率流動(dòng)，從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，改善電能質(zhì)量，提高了電力系統(tǒng)的抗干擾能力；在動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償裝置上，配置適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，可以改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性

12、能，提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性；裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償器(SVS)還能改善電網(wǎng)的電壓波形,減小諧波分量和解決負(fù)序電流問題。對(duì)電容器、電纜、電機(jī)、變壓器等，還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過熱。 一、提高功率因數(shù)的措施 1、關(guān)于無功當(dāng)量Kq Kq的定義。每補(bǔ)償1Kvar的無功功率在系統(tǒng)中引起的有功功率損失減少的千瓦數(shù)。Kq是一個(gè)標(biāo)么值，為了計(jì)算功率因數(shù)提高后的經(jīng)濟(jì)效益，采用Kq作為某些技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)。 Kq的參考值。對(duì)于工業(yè)企業(yè)變電所取0.020.1；對(duì)于由發(fā)電廠母線直配的工廠取用0.020.04；對(duì)于經(jīng)過兩級(jí)變壓的工廠取用0.050.07；對(duì)于經(jīng)過三級(jí)變壓的工廠取用0.080.1。 2

13、、提高功率因數(shù)的方式方法 對(duì)于無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，是人工提高功率因數(shù)的重要方法，最主要的方法有四種。 利用同步電動(dòng)機(jī)過勵(lì)磁進(jìn)行無功補(bǔ)償。但其設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高，只適用于具有大功率拖動(dòng)裝置時(shí)用。 利用調(diào)相機(jī)做無功功率電源。造價(jià)高，投資少，本身損耗也較高（每1Kvar無功的損耗約為1.8%5.5%）。 5 異步電動(dòng)機(jī)同步化。雖有一定效果，但自身損耗太大（每1Kvar無功的損耗達(dá)4%19%），現(xiàn)一般不采用。 用電力電容器作為補(bǔ)償裝置。安裝方便，建設(shè)周期短，造價(jià)低，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便，自身損耗每1Kvar無功僅為0.3%0.4%以下，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的補(bǔ)償方法。并聯(lián)電容補(bǔ)償形式，有高壓集中補(bǔ)償，低壓集中補(bǔ)償

14、和單獨(dú)就地補(bǔ)償。補(bǔ)償用并聯(lián)電容器所需容量的確定及計(jì)算方法。首先弄清現(xiàn)有（即補(bǔ)償前）的功率因數(shù)cos?1值和計(jì)劃打到的cos?2值，則所求需補(bǔ)償容量Qc的Kvar值，用下列公式可求得。 Qc=P（tan?1tan?2）.(2-1) 式(2-1)中 P最大負(fù)荷月平均功率，KW； tan?1補(bǔ)償前功率因數(shù)正切值； tan?2補(bǔ)償后功率因數(shù)正切值； Qc?P(1 cos?2?1?1 1cos?2?1)2.(2-2) 并聯(lián)電容器的聯(lián)結(jié)安裝，并聯(lián)電容器產(chǎn)品一般均做成單相，當(dāng)額定電壓相當(dāng)于電網(wǎng)額定電壓接成三角形，當(dāng)其額定電壓相當(dāng)于電網(wǎng)額定相電壓時(shí)接成星形。 二、無功功率的影響 無功功率對(duì)公用電網(wǎng)的影響主要有

15、以下幾個(gè)方面： 1、增加設(shè)備容量。無功功率的增加，會(huì)導(dǎo)致電流增大和視在功率增加，從而使發(fā)電機(jī)、變壓器及其他電氣設(shè)備容量和導(dǎo)線容量增加。同時(shí)，電力用戶的啟動(dòng)及控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表的尺寸和規(guī)格也要加大。 2、設(shè)備及線路損耗增加。無功功率的增加，使電流增大，因而使設(shè)備及線路的損耗增加，這是顯而易見的。設(shè)線路總電流為I?Ip?Iq，線路電阻為R，則線路損耗?P為： P2?Q2 ?P?IR?(I?I)R?R.(2-3) U222p2q （Q2/U2）R這一部分損耗就是由無功功率引起的。 式(2-3)中， 6 3、使線路及變壓器的電壓降增大，如果是沖擊性無功功率負(fù)載，還會(huì)使電壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng)，使供電質(zhì)量嚴(yán)重降

16、低。有功功率的波動(dòng)一般對(duì)電網(wǎng)電壓的影響較小，電網(wǎng)電壓的波動(dòng)主要是由無功功率的波動(dòng)引起的。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)期間功率因數(shù)很低，這種沖擊性無功功率會(huì)使電網(wǎng)電壓劇烈波動(dòng)，甚至使接在同一電網(wǎng)上的用戶無法正常工作。電弧爐、軋鋼機(jī)等大型設(shè)備會(huì)產(chǎn)生頻繁的無功功率沖擊，嚴(yán)重影響電網(wǎng)供電質(zhì)量。 三、無功功率理論的研究及其進(jìn)展 傳統(tǒng)的功率定義大都是建立在平均值基礎(chǔ)上的。單相正弦電路或三相對(duì)稱正弦電路中，利用傳統(tǒng)概念定義的有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)等概念都很清楚。但當(dāng)電壓或電流中含有諧波時(shí)，或三相電路不平衡時(shí)，功率現(xiàn)象比較復(fù)雜，傳統(tǒng)概念無法正確對(duì)其進(jìn)行解釋和描述。建立能包含畸形和不平衡現(xiàn)象的完善的功率理論，是

17、電路理論中一個(gè)重要的基礎(chǔ)性課題。 學(xué)術(shù)界有關(guān)功率理論的爭(zhēng)論可以追溯到20世紀(jì)20和30年代，Budeanu和Fryze最早分別提出了在頻域定義和在時(shí)域定義的方法，以后又有各種定義和理論不斷出現(xiàn)。20世紀(jì)80年代以來，新的定義和理論更是不斷推出。自1991年以來已多次舉辦了專門討論非正弦情況下功率定義和測(cè)量問題的國(guó)際會(huì)議，但迄今為止，尚未找到徹底解決問題的理論和方法。新的理論往往是解決的前人未解決好的問題，同時(shí)卻又存在另一些不足，或引出了新的待解決的問題。對(duì)新提出的功率定義和理論應(yīng)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(duì)諧波

18、和無功功率的辨識(shí)和分析，有利于對(duì)諧波和無功功率流動(dòng)的理解； 3、有利于對(duì)諧波和無功功率的補(bǔ)償和抑制，能為其提供理論指導(dǎo)； 4、能夠被精確測(cè)量，有利于有關(guān)諧波和無功功率的監(jiān)測(cè)、管理和收費(fèi)。 根據(jù)上述要求，可將現(xiàn)有的功率分為三大類。迄今為止的各種功率定義和理論只是較好地解決了上述一兩個(gè)方面的問題，而未能滿足所有要求。Czarnecki和Depenbrock的工作對(duì)第一類功率理論問題的解決起了較大的促進(jìn)作用。H.Akagi 7 （赤木泰文）等人提出的瞬時(shí)無功功率理論解決了諧波和無功功率的瞬時(shí)檢測(cè)和不用儲(chǔ)能元件實(shí)現(xiàn)諧波和無功功率等問題，對(duì)諧波和無功補(bǔ)償裝置的研究和開發(fā)起到了很大的推動(dòng)作用。 表2-1

19、第三章 一、并聯(lián)電容器的控制及安裝方式的選擇 1、為盡量減少線損和電壓損失，宜就地平衡補(bǔ)償無功功率。低壓部分的無功功率宜由低壓電容器補(bǔ)償，高壓部分的無功功率宜由高壓電容器補(bǔ)償。當(dāng)配電所中無高壓負(fù)荷時(shí)，不宜在高壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器裝置。 2、對(duì)于容量大，負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無功功率，宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。補(bǔ)償基本無功功率的電容器組宜在變電所內(nèi)集中裝設(shè)。在環(huán)境正常的車間內(nèi)宜裝設(shè)低壓電容器分散補(bǔ)償。 3、供給氣體放電燈的配電線路或燈具內(nèi)設(shè)置電容補(bǔ)償，功率因素不應(yīng)低于0.9。 4、對(duì)于補(bǔ)償?shù)蛪夯緹o功功率的電容器組以常年穩(wěn)定的無功功率和投切次數(shù)較少的高壓電容器組，宜采用手動(dòng)投切；為避免過補(bǔ)償或在輕載

20、時(shí)電壓過高，造成某些用電設(shè)備損壞等，宜采用自動(dòng)投切，且宜優(yōu)先選用低壓無功自助補(bǔ)償裝置。 5、無功自助補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)方式可根據(jù)下列情況選擇：以節(jié)能為主進(jìn)行補(bǔ)償者，采用無功功率參數(shù)調(diào)節(jié)；當(dāng)三相負(fù)荷平衡時(shí)，也可采用功率因數(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)；為改善電壓偏差為主進(jìn)行補(bǔ)償者，應(yīng)按電壓參數(shù)調(diào)節(jié)。無功功率隨時(shí)間穩(wěn)定變化時(shí)，按時(shí)間參數(shù)調(diào)節(jié)。必要時(shí)，可采用組合調(diào)節(jié)方式。 6、電容器分組時(shí)，應(yīng)與配套的技術(shù)參數(shù)適應(yīng)，滿足電壓偏差的允許范圍，適當(dāng) 8 減少分組組數(shù)和加大分組容量。分組電容器投切時(shí)，不應(yīng)產(chǎn)生諧振。 7、電容器裝置的開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)體等載流部分的長(zhǎng)期允許電流，對(duì)高壓電容器不應(yīng)小于電容器額定電流的1.35倍，對(duì)低壓電容器不應(yīng)

21、小于電容器額定電流的1.5倍。 8、電容器組應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的控制和保護(hù)裝置。低壓電容器組應(yīng)采用專用投切接觸器或電力電子開關(guān)以減少合閘沖擊電流，并設(shè)置超載保護(hù)、短路保護(hù)和過電壓保護(hù)。 9、對(duì)三相不平衡系統(tǒng)，低壓無功補(bǔ)償采用分相補(bǔ)償或混合補(bǔ)償方式。對(duì)含有諧波的配電系統(tǒng)，無功補(bǔ)償電容器回路中應(yīng)裝設(shè)抑制諧波和涌流的裝置、相關(guān)設(shè)計(jì)要求。 二、無功功率補(bǔ)償?shù)淖饔?1、提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少公里處損耗。 2、穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。在長(zhǎng)距離輸電線中合適的地點(diǎn)設(shè)置動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力。 3、在電氣化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場(chǎng)合，通過適

22、當(dāng)?shù)臒o功功率補(bǔ)償可以平衡三相的有功及無功負(fù)載。 并聯(lián)電容器容量的計(jì)算 表3-1 注：計(jì)算低壓并聯(lián)電容器容量時(shí)，cos?的值應(yīng)大于0.92（有的地方標(biāo)準(zhǔn)要求大于0.95） 9 三、無功功率補(bǔ)償?shù)姆N類 1、高壓集中補(bǔ)償 高壓集中補(bǔ)償裝置接在變配電所610KV高壓母線，其電容器柜一般裝設(shè)在單獨(dú)的高壓電容器室內(nèi)。高壓集中補(bǔ)償?shù)碾娐芬妶D （3-1）所示。 高壓集中補(bǔ)償?shù)闹饕攸c(diǎn)：初投資少，運(yùn)行維護(hù) 方便，但只能補(bǔ)償高壓母線以前的無功功率。高壓集 中補(bǔ)償?shù)倪m用范圍：適于大、中型工廠變配電所作高 壓無功功率的補(bǔ)償。 2、低壓集中補(bǔ)償 低壓集中補(bǔ)償裝置接在變電所低壓母線，其電 容器柜裝設(shè)在低壓配電室內(nèi)。低壓集

23、中補(bǔ)償?shù)碾娐穲D 如圖（3-2）所示， 低壓集中補(bǔ)償?shù)闹饕攸c(diǎn)是：能補(bǔ)償?shù)蛪耗妇€以前 的無功功率，可使變壓器的無功功率得到補(bǔ)償，從而有 可能減小變壓器容量，且運(yùn)行維護(hù)也較方便。 低壓集中補(bǔ)償?shù)倪m用范圍：適于中、小型工廠或車 間變電所作低壓側(cè)基本無功功率的補(bǔ)償。 3、單獨(dú)就地補(bǔ)償 單獨(dú)就地補(bǔ)償裝置在用電設(shè)備附近，與用電設(shè)備并 聯(lián)。單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)碾娐芬妶D（3-3）所示。 單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)闹饕攸c(diǎn)：補(bǔ)償范圍最大，補(bǔ)償效 果最好，可縮小配電線路截面，減少有色金屬消耗量， 但電容器的利用率往往不高，且初投資和維護(hù)費(fèi)用較 大。 單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)倪m用范圍：適用負(fù)荷相當(dāng)平穩(wěn)且長(zhǎng) 時(shí)間使用大容量用電設(shè)備，及某些容量雖

24、小但數(shù)量多而 用電設(shè)備（如熒光）。 10 若能將三種補(bǔ)償方式統(tǒng)籌考慮、合理布局，將可取得很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 四、并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算 電容器的補(bǔ)償容量與采用的補(bǔ)償方式、未補(bǔ)償時(shí)的負(fù)載情況、電容器接法等有關(guān)。 1、集中補(bǔ)償和分組補(bǔ)償電容器容量計(jì)算，采用集中補(bǔ)償方式和分組補(bǔ)償時(shí)，總的補(bǔ)償容量由下式?jīng)Q定： QC?avPc(tan?1?tan?2).(3-1) 或 Qc?avqcPc.(3-2) 式(3-1)中 Pc由變配電所供電的月最大有功功率計(jì)算負(fù)載（KW）； ?av月平均負(fù)載率，一般可取0.70.8； ?1補(bǔ)償前的功率因數(shù)角，cos?1可取最大負(fù)載時(shí)的值； ?2補(bǔ)償后的功率因數(shù)角，參照電力

25、部門的要求確定，一般可取0.90.95； qc電容器補(bǔ)償率（kvar/KW），即每千瓦有功負(fù)載需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率，qc?tan?1?tan?2。 電容器接法不同時(shí)，每相電容器所需容量也是不一樣的。 2、電容器組為星型聯(lián)結(jié)時(shí) QC?3UI?10?3?UU/?10?3?C?U2?10?3.(3-3) 1/?C? 式(3-3)中 U裝設(shè)地點(diǎn)電網(wǎng)線電壓（V）； IC電容器組的線電壓（A）； C?每相電容器組的電容量（F）； 考慮到電網(wǎng)線電壓的單位常用KV，QC的單位為kvar，則星型聯(lián)結(jié)時(shí)每相電容器組的容量為 11 QC?103 CY?C?U2.-4) 式(3-4)中，CY的單位為?F。 3、電容器組

26、為三角形聯(lián)結(jié)時(shí) QC?UIC?10?3?3UU?103?3?C?U2?10?3.(3-5) 1/?C? 若線電壓U的單位為KV，則每相電容器的容量（單位為?F）為 QC?103 C?.(3-6) 23?U 4、就地補(bǔ)償電容器容量計(jì)算，單臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)裝有就地補(bǔ)償電容器時(shí)，若電動(dòng)機(jī)突然與電源斷開，電容器將對(duì)電動(dòng)機(jī)放電而產(chǎn)生勵(lì)磁現(xiàn)象。如果補(bǔ)償電容器容量過大，可能因電動(dòng)機(jī)放電性轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生過電壓，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞。為防止這種情況，不宜使電容器容量過大，應(yīng)以電容器（組）在此時(shí)的放電電流不大于電動(dòng)機(jī)空載電流I0為限，即 QC?3UNI0?103.(3-7) 式(3-7)中 UN供電系統(tǒng)額定線電壓（V）； I0

27、電動(dòng)機(jī)額定空載電流（A）。 若電動(dòng)機(jī)空載端電流I0在產(chǎn)品樣本中查不到，可用下式估算： I0?2IN?M(1?cos?N).(3-8) 或 I0?IN?M(sin?N?cos?N).(3-9) 2nT 式(3-9)中IN?M電動(dòng)機(jī)額定電流（A）； ?N電動(dòng)機(jī)未經(jīng)補(bǔ)償?shù)墓β室驍?shù)角； nT電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，一般取1.82.2。 12 需要注意，若實(shí)際運(yùn)行電壓與電容器額定電壓不一致，則電容器的實(shí)際補(bǔ)償裝置為QC1： QC1?(UW2)QN?C.(3-10) UN?C 式(3-10)中 UN?C電容器的額定電壓； QN?C電容器的額定補(bǔ)償裝置； UW電容器實(shí)際工作電壓。 五、補(bǔ)償電容器安裝中的技術(shù)要求

28、 1、補(bǔ)償電容器安裝中的技術(shù)要求： 安裝地點(diǎn)的周圍空氣溫度應(yīng)在40+40范圍內(nèi)。電容器不采暖，必要時(shí)可利用風(fēng)機(jī)通風(fēng)。 高壓電容器室的長(zhǎng)度超過7m時(shí)，應(yīng)有兩個(gè)出口。 并排電容器之間的凈距離應(yīng)不小于50mm。最下層電容器底部距地面不小于0.5m。電容器室靠人行道一側(cè)應(yīng)設(shè)網(wǎng)狀遮攔，遮攔距電容器外殼不小于0.25mm。 當(dāng)電容器組的總油量超過25kg時(shí)，應(yīng)設(shè)油坑。 并聯(lián)電容器裝置的載流部分（母線、開關(guān)、熔斷器和電流互感器等）不應(yīng)小于電容器組額定電流的150%。 如采用三相五柱式電壓互感器作為電容器組的放電裝置時(shí)，其高壓側(cè)的中性點(diǎn)不接地。 三相電容器的容量贏盡可能可能平衡，最大不平衡量應(yīng)不超過一兼容量的

29、5%。 每個(gè)電容器最好裝設(shè)單獨(dú)的熔斷器保護(hù)，如果采用一個(gè)熔斷器保護(hù)多個(gè)電容器，被保護(hù)電容器數(shù)應(yīng)不多于5個(gè)。熔斷器的選擇可按如下確定： 單個(gè)電容器的熔斷保護(hù)公式如下： IN?FE?(1.52.5)IN?C.(3-11) 電容器組的熔斷保護(hù)公式如下： IN?FE?(1.31.8)IN?C.(3-12) 13 式(3-12)中 IN?FE熔絲的額定電流，A IN?C單個(gè)電容器或電容器組的額定電流，A 電容器組運(yùn)行中的電流指示，應(yīng)是每相用一個(gè)電流表，電流表的指示刻度不應(yīng)小于電容器組額定電流的150%。電流的指示值，因受本電力系統(tǒng)中某些用電設(shè)備（如整流器、電弧煉鋼爐等）的諧波成分的影響，使電容組的電流指

30、示高達(dá)其正常額定電流的130%的范圍內(nèi)時(shí)正常的。 第四章 在電力系統(tǒng)中，電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的兩個(gè)最基本、最重要的指標(biāo)。為確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，供電電壓和頻率必須穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。頻率的控制與有功功率的控制密切相關(guān)，而電壓控制的重要方法之一是對(duì)電力系統(tǒng)的無功功率進(jìn)行控制。 一、控制無功功率的方法 1、同步發(fā)電機(jī)，調(diào)整勵(lì)磁電流，使其在超前功率因數(shù)下運(yùn)行，輸出有功功率的同時(shí)輸出無功功率。 2、同步電動(dòng)機(jī)，與前者的區(qū)別主要在于同步發(fā)電機(jī)位于各發(fā)電廠，而同步電動(dòng)機(jī)位于大用戶處。 3、同步調(diào)相機(jī)，當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)載而空載運(yùn)行，專門向電網(wǎng)輸送無功功率，稱為同步調(diào)相機(jī)。主要裝設(shè)于樞紐變電所。 4、

31、并聯(lián)電容器，可提供超前的無功功率，多裝設(shè)與降壓變電所內(nèi)，亦可就地補(bǔ)償。 5、靜止無功功率裝置，具有調(diào)相機(jī)的功能，使用日益廣泛，但投資較大。 二、并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的原理 在實(shí)際電力系統(tǒng)中，大部分負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)。包括異步電動(dòng)機(jī)在內(nèi)的絕大部分電氣設(shè)備的等效電路可看作電阻R與電感L串聯(lián)的電路，其功率因數(shù)為 14 cos?R R?X22 L.(4-1) 式(4-1)中XL?L。 給R、L電路并聯(lián)接入C之后，電路如圖4-（1）所示，該電路的電路方程為： I?IC?IRL.(4-2) 由圖4-（2）的相量可知，并聯(lián)電容后電壓U與I的相位差變小了，即供電? 回路的功率因數(shù)提高了。此時(shí)供電電流I的相位滯

32、后于電壓U，這種情況稱為欠補(bǔ)償。 若電容C的容量過大，使得供電電流I的相位超前于電壓U，這種情況稱為過補(bǔ)償，其相量圖如圖4-（3）所示。通常不希望出現(xiàn)過補(bǔ)償?shù)那闆r，因?yàn)檫@會(huì)引起變壓器二次電壓的升高，而且容性無功功率在電力線路上傳輸同樣會(huì)增加電能損耗。如果供電線路電壓因此而升高，還會(huì)增大電容器本身的功率損耗，使溫升增大，影響電容器的壽命。 ? 第五章 早期無功功率補(bǔ)償裝置典型代表是同步調(diào)相機(jī)。同步調(diào)相機(jī)不僅能補(bǔ)償固定的無功功率，對(duì)變化的無功功率也能進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。至今在無功功率補(bǔ)償領(lǐng)域中這種裝置還在使用，而且隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，其控制性能還有所改善。由于從總體上說這種補(bǔ)償手段已顯陳舊，不適合在現(xiàn)代

33、電力系統(tǒng)中應(yīng)用。 15 并聯(lián)電容器的成本較低。把并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)比較，在調(diào)節(jié)效果相近的條件下，前者的費(fèi)用要節(jié)省的多。因此，電容器的迅速發(fā)展幾乎取代了輸電系統(tǒng)中的同步調(diào)相機(jī)。但是，和同步調(diào)相機(jī)相比，電容器只能補(bǔ)償固定的無功功率，在系統(tǒng)中有諧波時(shí)，還有可能發(fā)生并聯(lián)諧振，使諧波放大，電容器因此而燒毀的事故也時(shí)有發(fā)生。 靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）近年來獲得了很大的發(fā)展，已被廣泛用于輸電系統(tǒng) 波阻抗補(bǔ)償及長(zhǎng)距離輸電的分段補(bǔ)償，也大量用于負(fù)載無功補(bǔ)償。其典型代表是晶閘管控制電抗器+固定電容器（Thyristor Controlled Reactor+Fixed CapacitorTCR+FC）。晶閘

34、管投切電容器（Thyristor Switching CapacitorTSC）也獲得了廣泛的應(yīng)用。靜止無功補(bǔ)償裝置的重要特性是它能連續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置的無功功率。這種連續(xù)調(diào)節(jié)是依靠調(diào)節(jié)TCR中晶閘管的觸發(fā)延遲角?得以實(shí)現(xiàn)的。TCR只能分組投切，不能連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率，它只有和TCR配合使用，才能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償裝置整體無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。由于具有連續(xù)調(diào)節(jié)的性能且回應(yīng)迅速，因此SVC可以對(duì)無功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，使補(bǔ)償點(diǎn)的電壓接近維持不變。因TCR裝置采用相控原理，在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)基波無功功率的同時(shí)，也產(chǎn)生大量的諧波，所以，固定電容器通常和電抗器串聯(lián)構(gòu)成諧波濾波器，以濾除TCR中的諧波。 比SVC更為先進(jìn)的現(xiàn)代補(bǔ)償

35、裝置是靜止無功發(fā)生器（Static Var GeneratorSVG）。SVG也是一種電力電子裝置。其最基本的電路仍是三相橋式電壓型或電流型變流電路，目前使用的主要的電壓型。SVC和SVG不同，SVC需要大容量的電抗器、電容器等儲(chǔ)能元件，而SVG在其直流側(cè)只需要較小容量的電容器維持其電壓即可。SVG通過不同的控制，既可使其發(fā)出無功功率，呈電容性，也可使其吸收無功功率，呈電感性。采用PWM控制，即可使其輸入電流接近正弦波。 SVC（Static Var Compensator）靜止無功補(bǔ)償器，其靜止是相對(duì)于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備而言的。它可快速改變其發(fā)出的無功，具有較強(qiáng)的無功調(diào)節(jié)能力，可為電力

36、系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)無功電源、調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓，當(dāng)系統(tǒng)電壓較低、重負(fù)荷時(shí)能輸出容性無功；當(dāng)系統(tǒng)電壓較高、輕負(fù)荷時(shí)能輸出感性無功，將供電電壓補(bǔ)償?shù)揭粋€(gè)合理水平。SVC通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無功出力，抑制波動(dòng)沖擊負(fù)荷運(yùn)行時(shí)引起的母線電壓變化，有利于瞬時(shí)電壓恢復(fù)，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科技水平的發(fā)展，大容量非線性用電負(fù)荷急劇增加，這些負(fù) 16 荷在工作中除了產(chǎn)生大量的諧波電流外，還導(dǎo)致從系統(tǒng)吸收的有功、無功功率的大幅度變化而造成電壓跌落和波動(dòng)，給供電系統(tǒng)帶來了13益嚴(yán)重的“污染”；另一方面，這些負(fù)荷也對(duì)供電電能質(zhì)量有很高的要求。 無功補(bǔ)償及諧波治理技術(shù)在提高電網(wǎng)供電質(zhì)量、電力凈化及提高電網(wǎng)電能輸送能力方面

37、有重要作用。用電設(shè)備工作狀態(tài)的復(fù)雜性和多變性導(dǎo)致傳統(tǒng)的固定電容器補(bǔ)償及諧波抑制裝置性能不佳或者無法起到預(yù)先設(shè)計(jì)的作用。以電力電子器件作為無觸點(diǎn)開關(guān)為核心的靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVC)，在抑制電壓波動(dòng)與閃變、平衡三相電流、提高和穩(wěn)定功率因數(shù)、諧波電流吸收等方面起到了非常好的作用。 目前應(yīng)用的SVC裝置主要分為3種類型：TCR型、MCR型及TSC型。其中，TCR十FC型是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣的一種SVC裝置， 而MCR型和TSC型也已占據(jù)了相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)。以下對(duì)這3種產(chǎn)品的性能及其應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行詳細(xì)的分析，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)選擇最優(yōu)的SVC設(shè)備，達(dá)到優(yōu)化投資和節(jié)省運(yùn)行成本，提高設(shè)備效率的目的。

38、一、幾種無功功率補(bǔ)償裝置分析 1、SVC產(chǎn)品性能分析 TCR型SVC原理及性能分析TCR一般與固定電容器組(FC)配合使用。由固定電容器組提供最大無功補(bǔ)償功率，而由晶閘管控制相控電抗器在計(jì)算調(diào)節(jié)單元的控制下，實(shí)時(shí)吸收固定電容器組提供的無功補(bǔ)償功率與系統(tǒng)需要的無功功率的差額，做到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)無功的目的，如下式表示。 QR=QcpL+AQ.(5-1) 式(5-1)中：Q ：為固定電容器組能夠提供的最大無功補(bǔ)償功率；Q 為用電負(fù)荷特定時(shí)刻吸收的無功功率；Q 為晶閘管控制相控電抗器吸收的無功功率。GQ是為了保證SVC裝置與用電負(fù)荷并聯(lián)后，其并聯(lián)阻抗呈阻感負(fù)載而添加的，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定。為了兼顧吸收諧波電流的

39、作用，固定電容器組在設(shè)計(jì)時(shí)一般設(shè)計(jì)成電容器與線性度較好的空心電抗器串連，使得其阻抗特性對(duì)某次或某幾次諧波電流呈現(xiàn)低阻抗，達(dá)到濾除該諧波電流的目的。由其工作原理可以分析出TCR型SVC工作性能的幾個(gè)特點(diǎn)： (1) TCR裝置自身為諧波源。晶閘管通過控制相控電抗器的導(dǎo)通時(shí)刻，達(dá)到 17 控制通過相控電抗器電流的目的。對(duì)該電流波形進(jìn)行傅立葉分解，可得到所含諧波電流的次數(shù)及其所占比例。特定次數(shù)的諧波電流在不同觸發(fā)角度下，其所占比例不同 TCR裝置在即時(shí)調(diào)節(jié)SVC裝置輸出無功功率時(shí)， 自身產(chǎn)生的諧波電流會(huì)加重濾波器的負(fù)擔(dān)。 (2) 負(fù)荷輕載或退出運(yùn)行時(shí)，SVC能耗最大。岡固定電容器組一般采用機(jī)械開關(guān)(斷

40、路器或接觸器投切)，動(dòng)作速度慢。在負(fù)荷輕載或暫時(shí)退出運(yùn)仃時(shí)，切除電容器的策略一般不被采用，而是r1 TCR裝置完全吸收FC部分的容性無功功率。此時(shí)，通過TCR的電流最大，故電抗器、晶閘管閥組耗能非常大。當(dāng)負(fù)荷瞬間無功沖擊非常大而持續(xù)時(shí)間非常短暫時(shí)，SVC裝置自身消耗了l枉1當(dāng)?shù)挠泄β?。?jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，TCR型SVC的最大能耗功率大約在其補(bǔ)償容量的3 。以一套補(bǔ)償容量100 MVA的TCR型SVC為例，其最大能耗功率約為3 MVA，如果負(fù)荷有50 的時(shí)間處于輕負(fù)荷狀態(tài)，則SVC裝置的平均能耗達(dá)到15 MW，年最大損耗為1310 kwh，電價(jià)按05元kwh計(jì)算，一年為SVC裝置消耗的電費(fèi)達(dá)到65

41、0萬人民幣，這是一個(gè)非?？捎^的數(shù)字。 (3) 占地面積 大，電磁輻射影響較 大。由于TCR裝置本身 產(chǎn)生了相當(dāng)量的諧波 電流，在很多情況下， 即使用電負(fù)荷自身不 產(chǎn)生或產(chǎn)生非常少的 諧波電流時(shí)，其合成 諧波電流也經(jīng)常超過 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。特 別是用于相控的電抗 器為了滿足其線性輸 出感性無功功率的目 的，通常采用干式空 心電抗器結(jié)構(gòu)，這些電抗器體積較大，需要較大的面積去擺放。同時(shí)，幅值達(dá)到 18 或接近SVC裝置額定值的電流經(jīng)常流過電抗器，因相控電抗器的電感值較大，故電抗器附近的區(qū)域存在很強(qiáng)的電磁場(chǎng)，可能干擾周圍的各種用電設(shè)備。 (4) 回應(yīng)速度快。在保證控制器計(jì)算調(diào)節(jié)處理速度的前提下，控制器

42、的回應(yīng)時(shí)間不超過10ms是完全可能的，TCR的整機(jī)回應(yīng)時(shí)問也完全可以控制在15 mS以內(nèi)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間一般不會(huì)超過3個(gè)工頻電壓周期， 即60 ms。圖（5-1）為國(guó)內(nèi)某公司生產(chǎn)的TCR裝置輸出電流的控制回應(yīng)波形。從罔中可以看出，TCR第一次輸出已呵超過穩(wěn)定電流的09，在3個(gè)工頻電壓周期內(nèi)完全穩(wěn)定下來。這個(gè)回應(yīng)速度對(duì)目前絕大多數(shù)用電負(fù)荷都能滿足要求。 (5) 可分相、連續(xù)調(diào)節(jié)輸出的無功功率。TCR型SVC裝置的TCR部份通常設(shè)計(jì)成 接線， 需要時(shí)，可單獨(dú)對(duì)每相TCR支路的觸發(fā)延時(shí)角進(jìn)行控制，從而達(dá)到分相調(diào)節(jié)無功的目的。由于TCR的觸發(fā)延時(shí)角是連續(xù)可調(diào)的，故理論上TCR型SVC輸出的無功功率也是連

43、續(xù)無級(jí)可調(diào)的。 （6）晶閘管使用的數(shù)量隨著電壓等級(jí)的升高而增加。因晶閘管閥關(guān)斷后，TCR裝置直接承受系統(tǒng)電壓，晶閘管閥的電壓耐受水平需與系統(tǒng)電壓等級(jí)匹配。如此眾多的晶閘管串聯(lián)在一起，不僅增加了晶閘管閥的生產(chǎn)成本，而且增大了TCR的故障幾率。因此，TCR型SVC一般直掛于35kV及以下電壓等級(jí)；當(dāng)系統(tǒng)電壓更高時(shí)，裝置一般安裝于系統(tǒng)變壓器的低壓側(cè)(35 kv及以下電壓等級(jí))，當(dāng)安裝點(diǎn)不存在變壓器或不便于安裝在變壓器低壓側(cè)時(shí)，需在裝置與系統(tǒng)之間增添降壓變壓器，使SVC的工作電壓降至35 kv以下。 2、MCR型SVC原理及性能分析 與TCR型SVC類 似，也需要與Fc配合 使用。由電容器提供 最大無

44、功補(bǔ)償功率， 而由磁閥控制相控 電抗器。在計(jì)算調(diào)節(jié) 單元的控制下，實(shí)時(shí) 吸收固定電容器組 19 提供的無功補(bǔ)償功率與系統(tǒng)需要的無功功率的差額，做到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)無功的目的。MCR裝置與TCR裝置的不同之處在于控制電抗器輸出電流的方式不同。TCR是控制電抗器的導(dǎo)通角，對(duì)電抗器的要求是線性度好，不能飽和；而MCR正是利用了電抗器在不同的飽和度下表現(xiàn)出不同的感抗來實(shí)現(xiàn)的，圖(5-2)為MCR的電路原理圖。MCR電抗器為鐵芯結(jié)構(gòu)，控制鐵芯飽和度電路的取能采用了自耦變壓器原理，由晶閘管和二極管構(gòu)成的整流電路在控制器的控制下，調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)延時(shí)角達(dá)到改變整流電路輸出的直流電壓幅值的目的，由于線圈的直流電阻值為

45、定值，故通過改變整流電路的輸出電壓幅值即可達(dá)到控制流過線圈的直流勵(lì)磁電流大小的目的，而鐵芯的飽和度正是由流過線圈的電流決定的。 圖（5-3）MCR的結(jié)構(gòu)及電路圖MCR型SVC裝置的工作性能： (1) MCR裝置自身為諧波源。電抗器線圈中流過的電流為直流與工頻交流的疊加，故鐵芯的飽和度在一個(gè)一個(gè)工頻周期的不同時(shí)刻實(shí)際是不同的，鐵心飽和度的變化導(dǎo)致電抗器對(duì)外表現(xiàn)的感抗也是一個(gè)變化的值，因而通過電抗器的電流不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，磁控電抗器產(chǎn)生的諧波含量較相控電抗器要小。通過對(duì)多套MCR的測(cè)試結(jié)果，同等容量下的MCR的諧波發(fā)生量為TCR的1312左右。 (2) 負(fù)荷輕載或退 出運(yùn)行時(shí)，

46、SVC能耗最 大。因MCR型SVC的補(bǔ)償 原理也是由電容器提供 最大無功補(bǔ)償功率，通 過電抗器感抗的變化吸 收電容器提供的多余的 無功功率。在用電負(fù)荷 輕載或退出運(yùn)行時(shí)，電 抗器工作在最大電流狀 態(tài)。據(jù)有關(guān)資料顯示， MCR裝置的功耗要比同 等容量和電壓等級(jí)的TCR 裝置小很多。原因在于，磁控電抗器采用的晶閘管承受 20 電壓僅為系統(tǒng)電壓的1 3 ， 串連數(shù)量少或者不需要串連， 故晶閘管閥的功耗非常小，MCR裝置的功耗大小基本由電抗器決定。 (3) 結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，電磁輻射小。與空心電抗器不同，MCR裝置的電抗器的磁芯由高導(dǎo)磁率的硅鋼片組成，電抗器的磁通絕大多數(shù)通過硅鋼構(gòu)成磁通回路，僅有

47、極少數(shù)的漏感磁通通過空氣構(gòu)成磁通回路。由于磁路導(dǎo)磁效率高，故電抗器可設(shè)計(jì)的較為緊湊， 占地面積少，且通過電抗器周圍空氣的漏磁通比例甚小，故MCR電抗器在運(yùn)行中對(duì)周圍環(huán)境的電磁影響較小，可參照同等容量和同等電壓等級(jí)的電力變壓器的電磁影響去評(píng)估。 (4) 回應(yīng)速度慢。磁控電抗器是控制通過線圈的直流電流達(dá)到改變電抗器等效電感值的目的。盡管線圈的電感不影響穩(wěn)定的直流電流，但在電流值改變調(diào)整時(shí)，電感值卻對(duì)其穩(wěn)定時(shí)問有很大影響。當(dāng)給定整理電路的觸發(fā)延時(shí)角后，采用matlabsimulink的POWSYSTEM工具箱仿真的電抗器的穩(wěn)態(tài)電流過渡過程如圖3所示 。理論分析和試驗(yàn)研究結(jié)果表明， 自MCR接收到無功

48、MCR輸出容量調(diào)節(jié)到計(jì)算值的90 的穩(wěn)定時(shí)間為200300 ms， 比TCR裝置的穩(wěn)定時(shí)間慢許多。對(duì)電壓閃變和波動(dòng)的治理效果較TCR型SVC差。 (5) 町分相、連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)輸出無功功率。其工作情況與TCR型SVC相似。 (6) 晶閘管閥使用晶閘管數(shù)目少。晶閘管閥的工作電 為系統(tǒng)電壓的1 3 ，因此晶閘管一般不需要串連或只需要很少的串連數(shù)，故MCR型SVC可直掛于1 10 kV及以上電壓等級(jí)使用而無需降壓變壓器。 MCR型靜止無功補(bǔ)償裝置由控制及保護(hù)系統(tǒng)、磁控電抗器（MCR）、勵(lì)磁系統(tǒng)、高次諧波濾波電容器組等組成。磁控電抗器容量無級(jí)可調(diào)，能自動(dòng)快速跟蹤負(fù)荷無功，穩(wěn)定母線電壓。該裝置采用高速數(shù)字

49、 信號(hào)處理芯片（DSP）作為控制器的核心， 能實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)無功 21 和電壓的參數(shù)，對(duì)磁控電抗器實(shí)施快速、準(zhǔn)確的控制。 3、SC型SVC原理及性能分析 TSC是晶閘管投切電容器的英文縮寫。在工程實(shí)際應(yīng)用中一般將電容器分組，這樣可以根據(jù)電網(wǎng)的無功需求投入或切除一組或幾組電容器，達(dá)到實(shí)時(shí)滿足電網(wǎng)無功需求的目的。與上述兩種SVC相比，TSC有其自身的特點(diǎn)： (1) 運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生諧波電流。通過精確控制晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻，TSC可以實(shí)現(xiàn)無過渡過程投入和切除。例如可以采用電容器預(yù)充電至電網(wǎng)電壓峰值，在電網(wǎng)電壓達(dá)到峰值時(shí)觸發(fā)晶閘管，則通過電窬器的電流波形為自零開始增長(zhǎng)的正弦波而沒有任何諧波，如圖（5-4）所示。 (2) TSC損耗小。當(dāng)TSC補(bǔ)償無功增加時(shí)，TSC投入使得晶閘管的電流隨之增加，從而加大晶閘管的發(fā)熱功率；當(dāng)負(fù)荷輕載或系統(tǒng)無功需求少時(shí)，TSC裝置退出， 晶閘管不再消耗有功功率。特別是，TSC裝置不需要大容量的相控電抗器或磁控電抗器，而電抗器的損耗在SVC中的損耗比重是很高的，故TSC的損耗非常小。 (3) 結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小且無電磁輻射影響。這是因?yàn)門