并聯(lián)電容補(bǔ)償

會(huì)計(jì)學(xué)1并聯(lián)電容補(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（無功成份大），2.諧波含量多，3.其單相獨(dú)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(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(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。第1頁(yè)/共27頁(yè)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第2頁(yè)/共27頁(yè)并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)木C合效益1.補(bǔ)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(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)輸供電能力第3頁(yè)/共27頁(yè)§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(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第4頁(yè)/共27頁(yè)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。第5頁(yè)/共27頁(yè)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(jì)極限值，這個(gè)值就是電氣設(shè)備最大可利用容量。

S=UI4.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：第6頁(yè)/共27頁(yè)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(shí)又存在一些不足，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；第7頁(yè)/共27頁(yè)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)有的功率理論分為三大類：第一類：適用于諧波和無功功率的辨識(shí)第二類：適用于諧波和無功功率的補(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。第8頁(yè)/共27頁(yè)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。第9頁(yè)/共27頁(yè)

(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)第10頁(yè)/共27頁(yè)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(shí)，產(chǎn)生的有功功率損失為：第11頁(yè)/共27頁(yè)(3)惡化供電電壓損失第12頁(yè)/共27頁(yè)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)序電流的抑制第13頁(yè)/共27頁(yè)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：應(yīng)在超前相、滯后相上設(shè)置并補(bǔ)裝置。第14頁(yè)/共27頁(yè)(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)。第15頁(yè)/共27頁(yè)§9.5

基本的無功補(bǔ)償元件

具有飽和電抗特性的無功補(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功補(bǔ)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。L第16頁(yè)/共27頁(yè)（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……CL第17頁(yè)/共27頁(yè)(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(bǔ)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(bǔ)償器原理圖ThyristorReactor第18頁(yè)/共27頁(yè)(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(bǔ)償設(shè)備吸收的無功功率。TSC電路原理圖……第19頁(yè)/共27頁(yè)(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(bǔ)償。GTOC電壓型ASVG補(bǔ)償器原理圖第20頁(yè)/共27頁(yè)§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）……CL第21頁(yè)/共27頁(yè)（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……CLThyristorReactor第22頁(yè)/共27頁(yè)（3）固定濾波器（FC）＋可控飽和電抗器LCL第23頁(yè)/共27頁(yè)（4）晶閘管投切電容器（TSC）……第24頁(yè)