并聯(lián)電容補(bǔ)償ppt課件

第九章 并聯(lián)綜合補(bǔ)償,9.1 概述,牽引負(fù)荷特點(diǎn) 由于整流型電力機(jī)車： 1.功率因數(shù)低（無(wú)功成份大）， 2.諧波含量多， 3.其單相獨(dú)立性又通過(guò)牽引變電所在系統(tǒng)中造成負(fù)序電流， 4.以及通過(guò)牽引供電系統(tǒng)對(duì)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(gè)技術(shù)課題。 其中，通訊干擾已通過(guò)采用特殊供電方式（BT、AT、DN）及其他措施得到緩解。 而無(wú)功、負(fù)序、諧波對(duì)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(bǔ)償就是具有這種綜合作用的技術(shù)措施。,并聯(lián) 補(bǔ)償,并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償PRC（并聯(lián)電抗器、并聯(lián)電容器）,并聯(lián)電容補(bǔ)償PCC,并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)木C合效益 1.補(bǔ)償無(wú)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(diǎn)，降低母線壓損，提高網(wǎng)壓水平 5.同時(shí)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(yùn)輸供電能力,9.2 無(wú)功功率與功率因數(shù),一、正弦電路的無(wú)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(shí)，電壓、電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為： 瞬時(shí)功率p為： 瞬時(shí)功率的實(shí)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(wú)功功率Q 無(wú)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(duì)于發(fā)電機(jī)和變壓器等電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，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(jì)極限值，這個(gè)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(wú)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(méi)有變化。 而無(wú)功功率的情況比較復(fù)雜，至今沒(méi)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(wèn)題，同時(shí)又存在一些不足，或引出了新的待解決的問(wèn)題。對(duì)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(duì)諧波源與無(wú)功功率的辨識(shí)和分析，有利于對(duì)諧波和無(wú)功功率流動(dòng)的理解；,3.有利于對(duì)諧波和無(wú)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(wú)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)有的功率理論分為三大類： 第一類：適用于諧波和無(wú)功功率的辨識(shí) 第二類：適用于諧波和無(wú)功功率的補(bǔ)償和抑制 第三類：適用于儀表測(cè)量和電能的管理、收費(fèi) 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(gè)方面的問(wèn)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(wú)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(méi)有度量電源和負(fù)載之間能量交換幅度的物理意義。 2. 沒(méi)有區(qū)別基波電壓、電流之間產(chǎn)生的無(wú)功功率、同頻率諧波電壓、電流之間產(chǎn)生的無(wú)功、不同頻率電壓、電流之間產(chǎn)生的無(wú)功。,(整流型電力機(jī)車， 由于交流側(cè)電流波形畸變及 整流換相過(guò)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(duì)電力系統(tǒng)的影響： (1)降低了發(fā)電機(jī)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(wú)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(guò)輸電網(wǎng)時(shí)，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(jì)算變電所合成牽引負(fù)荷電流 2.設(shè)置并補(bǔ)容量，設(shè)法使補(bǔ)償裝置的合成負(fù)序電流 與 反向抵消,9.4 并聯(lián)電容補(bǔ)償對(duì)牽引負(fù)序電流的抑制,對(duì)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(jiàn)： 應(yīng)在超前相、滯后相上設(shè)置并補(bǔ)裝置。,(2) 應(yīng)在滯后相設(shè)置集中并補(bǔ)。 (3) 應(yīng)在滯后相和自由相設(shè)置并補(bǔ)。,9.5 基本的無(wú)功補(bǔ)償元件,具有飽和電抗特性的無(wú)功補(bǔ)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(wú)功補(bǔ)償裝置是依靠電抗器自身固有的能力來(lái)穩(wěn)定電壓，它利用鐵心的飽和特性來(lái)控制發(fā)出或吸收無(wú)功功率的大小。 可控飽和電抗器通過(guò)改變控制繞組中的工作電流來(lái)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(wú)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(guò)調(diào)整觸發(fā)角的大小就可以改變補(bǔ)償器所吸收的無(wú)功分量，達(dá)到調(diào)整無(wú)功功率的效果。,TCR補(bǔ)償器原理圖,(4) 晶閘管投切電容器（TSC） 分組投入，通過(guò)改變投入的組數(shù)來(lái)改變補(bǔ)償設(shè)備吸收的無(wú)功功率。,TSC電路原理圖,(5) 新型靜止無(wú)功發(fā)生器(ASVG) 通過(guò)改變其吸收的電流的大小和方向?qū)崿F(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。,電壓型ASVG補(bǔ)償器原理圖,9.6 現(xiàn)階段的具體補(bǔ)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