无功补偿与谐波治理(无功补偿与谐波治理期末试题)

动态无功补偿与谐波治理综合装置 是干什么用的

动态无功补偿发生装置，主要用来补偿电网中频繁波动的无功功率，抑制电网闪变和谐波，提高电网的功率因数，改善配电网的供电质量和使用效率，进而降低网络损耗，有利于延长输电线路的使用寿命。

动态无功补偿及谐波治理装置（SVG），即静止同步补偿器，是柔性交流输电技术（Flexible AC Transmission System，简称FACTS）的主要装置之一，代表着现阶段电力系统无功补偿技术新的发展方向。动态无功补偿及谐波治理装置能够快速连续地提供容性和感性无功功率，实现适当的电压和无功功率控制，保障电力系统稳定、高效、优质地运行。

主要功能可以概括为以下几个方面：

（1）提高线路输电稳定性

（2）维持受电端电压，加强系统电压稳定性

（3）补偿系统无功功率，提高功率因数

（4）谐波动态补偿，改善电能质量

（5）抑制电压波动和闪变

（6）抑制三相不平衡

请教无功补偿与谐波治理的知识

无功补偿与谐波治理在电力系统的应用越来越广泛，凡是存在感性负载的地方都需要补偿，谐波治理么根据客户需要，电力局要求，不过一般在有电力电子设备使用的场所都存在较大的谐波。

无功补偿就是，电网在感性负载运行过程中需向感性负荷设备提供相应的无功功率。在电网中安装无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。

通过对市场的常用用电器的谐波状况的测试，我们了解到目前我国内工业企业的谐波污染十分严重，尤其是早些年为了节能，引入的变频电源和直流用电器的投入，其5次、7次、11次谐波电流的含量分别占基波的20%、11%、6%，这对于小功率的用户而言，还不怎样，但对于大功率的用户来说，危害就很大了，对于中频炉用户，它用常规的无功补偿就无法进行，有的用户用常规的电容器无功补偿，无法投入电容器，有的即便投入了，也对5次谐波电流放大了1.8~3.8倍以上，使得电动机、变压器等用电器的铜损、铁损大大地增加，缩短了设备的使用寿命，多交了电费。

4、中频炉谐波治理的原理是… 关键词：中频炉谐波治理

中频炉谐波治理由于是工频电源经整流逆变为中频，工作过程中对电网产生大量具有危害性的高次谐波，是电网负载中最大谐波源之一。

中频炉谐波会严重影响电网的安全运行，例如谐波电流在变压器中，产生附加高频涡流铁损，使变压器过热，降低了变压器的输出容量，使变压器的噪声增大，严重影响变压器的寿命；谐波电流的趋附效应使导线等截面变小，增加线路的损耗；谐波电压影响电网上其它各种电气设备不能正常工作，导致自动控制装置产生误动作，仪表计量不准确；谐波电压电流对附近的通讯设备正常运行产生干扰；谐波产生的暂时过电压和瞬态过电压使设备绝缘破坏，引发三相短路，烧毁变压器；谐波电压电流会引起公共电网中局部产生并联谐振和串联谐振，造成严重事故。在逆变过程中，首先由直流得到的是方波电源，方波相当于含有大量高次谐波的正弦波的叠加。虽然后级电路要进行滤波，但高次谐波并不能完全被滤除干净，所以中频炉谐波治理是必须要做的。

汽车制造业、造船业等电焊机负载较多的电网，该如何进行谐波治理与无功补偿呢？

汽车制造厂、摩托车制造厂、轮船制造厂等生产线，会使用大量的非同步电气设备，例如电焊机、点焊机、缝焊机、焊接机等快速变化型负荷，这使得电网系统无功功率损耗大，变化快，三相负荷不平衡，产生特征谐波，总电压值减少等，直接影响焊接的生产效率。

为了解决以上问题，领步推荐使用LBTSC型低压动态无功补偿柜，可在20ms内快速跟随无功变化投切电力电容器组，实现动态无功补偿。帮助企业有效改善用电负荷的功率因数，具有显著的节能效果，补偿无功的同时兼具滤波功能。

无功补偿的同时，是否对谐波进行了治理？

其实不能说对谐波进行了治理，如果你用保定瑞祥电力设备有限公司的补偿柜我敢保证在补偿的同时对谐波进行里抑制，肯定不会放大也不是单独的补偿。如果谐波大无功需要的也多，只做补偿的话，会对谐波放大，同时有功也会增加。

无功补偿，谐波治理，哪家公司比较有实力

中国是近几年刚开始重视电能质量的，欧美国家早就是强制性的了，美国1986年就有明确强制规定了的。

谐波治理和无功补偿都与供电系统的电能质量密切相关。

谐波治理本身就是属于改善电能质量的范畴；无功补偿在补偿负荷或系统无功功率的同时，也直接调节了系统电压，如果系统内有谐波存在，且不超过标准，一般可以上常规的无功补偿。对电能质量的提高也有着积极地意义。

目前我们国内如雨后春笋般，出现了很多电力电容器生产厂家，也有一些厂家只生产电容，或者只生产电抗。

谐波治理和无功补偿的国外生产的品牌有：诺基亚、督凯提、阿珂法、赛卡特、法兰克、爱普科斯、艾特罗斯、蒂森克罗德等。

谐波治理和无功补偿的国外品牌但在国内生产的有：西门子、ABB、施耐德、欧高等。

谐波治理和无功补偿国内的生产厂家的：英博、指月、正泰等。

无功补偿和谐波治理国内较优秀的厂家如：鞍山荣信、哈尔滨威瀚、北京三得普华等厂家比较有实力。

谐波治理与无功补偿的关系是什么？

谐波补偿和无功补偿中的补偿都是补偿无功功率，也就是提高功率因数，避免罚款。谐波补偿还兼顾了谐波治理。也就是谐波补偿中电容器还串联了电抗器，电容和电抗构成了滤波器，在特定次数的谐波频率下发生串联谐振，特定次数谐波阻抗很低，因此系统中的谐波就在滤波器中流动，不再流向系统连接点，起到了滤波谐波的作用，而无功补偿一般是不串电抗或串1%6%12%的电抗（主要是保护电容器，避免谐波过电压）。只发出无功，不能滤波。它们的区别是，如果系统内有谐波的存在，且超过标准，一般就要上滤波补偿，如果谐波不超标，一般可以上常规的无功补偿。

无功补偿与谐波治理，现有控制方法？

一、晶闸管控制电抗器（TCR）

TCR的基本原理。其单相基本结构就是由两个反并联的晶闸管与一个电抗器相串联，而三相多接成三角形。这样的电路并入到电网中，就相当于交流调压器电路接电感性负载。

由分析可知，此电路触发延迟角的有效移相范围为90°～180°。当触发角α＝90°时，晶闸管全导通，导通角δ＝180°，与晶闸管串联的电抗器相当于直接接到电网上，此时电抗器吸收的无功电流和无功功率最大。当触发延迟角在90°～180°之间时，晶闸客为部分区间导通，导通角δ<180°。增大触发延迟角的效果就是减少电流中的基波分量，相当于增大补偿装置的等效感抗，因而减小了其吸收的无功功率。

由于单独的TCR只能吸收无功功率，而不能发出无功功率，为了解决此问题，可以将并联电容器与TCR配合使用构成无功补偿装置。根据投切电容器的元件不同，又可分为TCR与固定电容器配合使用的静止无功补偿器（TCR＋FC）和TCR与机械开关投切电容器配合使用的静止无功补偿器（TCR＋MSC）。这种具有TCR型的补偿器装置反应速度快，灵活性大。由于固定电容器的TCR＋FC型补偿装置在补偿范围从感性范围延伸到容性范围时要求电抗器的容量大于电容器的容量，另外当补偿器工作在吸收较小的无功电流时，其电抗器和电容器都已吸收了很大的无功电流，只是相互抵消而已。TSC＋MSC型补偿器通过采用分组投切电容器，在某种程度上克服了这种缺点，但应尽量避免机械开关频繁的投入与切除，减小机械开关的工况。

二、晶闸管投切电容器（TSC）

TSC的基本原理。其单相原理图3.5a中的两个反并联晶闸管只时起将电容器并入电网或从电网断开的作用，而串联的小电感只是用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流的。因此，当电容器投入时，TSC的电压——电流特性就是该电容的伏安特性，即如图3.5c中OA所示。在程实际中，一般将电容器分成几组，见图3.5b，每组都右由晶闸管投切。这样，可根据电网的无功需求投切这些电容器，TSC实际上就是断续可调的吸收无功功率的动态无功补偿装置，其电压——电流特性按照投入电容器组数的不同可以是图3.5c中的OA、OB、OC。当TSC用于三相电路时，可以是角接，也可以是星接，都设计成分组投切。

电容器的分组投切在较早的时候大都是用机械开关来实现的，这就是机械投切电容器（MSC）。和机械开关相比，晶闸管的操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制，以减小投切时的冲击电流和操作困难。另外，与TCR相TSC虽然不能连续调节无功功率，但具有运行时不间生谐波而损耗较小的优点。因此，TSC已在电力系统获得了较广泛的应用，而且有许多是与TCR配合使用构成了TCR+TSC混合型补偿装置。

TSC的关键技术问题是投切电容器时刻的选取。选取投入时刻总的原则是，TSC投入电容的时刻，也说是晶闸管开通的时刻，必须是电源电压与电容器预先充电电压相等的时刻。因为根据电容器的特性，当加在电容器上的电压有阶跃变化时，将产生一冲击电流，很可能破坏晶闸管或给电源带来高频振荡等不利影响。

三、静止无功补偿装置的控制系统

控制系统应能检测系统的有关变量，并根据测量的大小以及给定输入量的大小，产生相应的晶闸管触发延迟角，以调节补偿装置吸收的无功功率。因此，其控制系统一般应包括以下三部分电路：

1、 检测电路：检测控制所需的系统变量和补偿装置变量。

2、 控制电路：为获得所需的稳态和动态特性对检测信号和给定输入量进行处理。

3、 触发电路：根据控制电路输出的控制信号产生相应触发延迟角的晶闸管触发脉冲。

四、静止无功发生器（SVG）

随着电力电子技术的进一步发展，特别是美国学者L．Gyugyi提出利用变流器进行无功补偿的理论以来，逐步出现了应用变流技术进行动态无功补偿的静止补偿装置。

1980年年日本研制出第一台20Mvar的强迫自换相的桥式SVG之后，经过10多年的发展，SVG的容量不断增大，1991年和1994年日本和美国又相继研制出80Mvar和100Mvar的SVG，在1995年，清华大学和河南省电力局共同研制了我国第一台SVG，其容量为300kvar，开辟了我国研制SVG补偿设备的先河。

与传统的以TCR为代表的SVC装置相比，SVG的调节速度更快，运行范围宽，而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。更重要的是，SVG使用的电抗器和电容元件远比SVC中使用的电抗器和电容元件要小，这将大大缩小装置的体积和成本。SVG具有如此优越的性能，显示了动态无功实偿装置的发展方向。

简单的说，SVG的基本原理就是将自换相桥式电路直接并联到电网上或者通过电抗器并联到电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。

SVG可以分为电压型和电流型两种，如图3.6所示。直流侧分别采用电容和电感两种不同的储能元件，对电压型桥式电路，还需再串联电抗器才能并入电网；对电流型桥式电路，还需在交流侧并联上吸收换相产生的过电压的电容器。实际上，由于运行效率的原因，迄今投入使用的SVG大都采用电压型桥式电路（以下的内容以电压型桥式电路为主）。

由于SVG正常工作时就是通过电力半导体开关的通断将直流侧电压转换成交流侧与电网同频率的输出电太，就像一个电压型逆变器，只不过其交流侧输出接的不是无源负载，而是电网。因此，当仅考虑基波频率时，SVG可以等效地被视为幅值和相位均可以控制的一个与电网同频率的交流电压源。它通过交流电抗器连接到电网上。

此外，对于那些以输电为补偿目的的SVG来讲，如果直流侧采用较大的的储能电容，或者其他直流电源，则SVG还可以在必要时短时间内向电网提供一定量的有功功率。这对于电力系统来说是非常有益的，而又是传统的SVC装置所望尘莫及的。至于在传统SVC装置中令人头痛的谐波问题，在SVG中则完全可以采用桥式变流电路的多重化技术、多电平技术或PWM技术来处理，以消除次数较低的谐波，并使较高次数的谐波电流减小到可以按受的程度。

应指出的是，SVG接入电网的连接电抗，其作用是滤除电流中可能存在的较高次谐波，另外起到将变流器和电网这两个交流电压源连接起来的作用，因此所需的电感值出并不大，也远小于补偿容量相同的TCR等SVC装置所需的电感量。如果使有降压变压器将SVG连入电网，则还可以利用降压变压器的漏抗，所需的连接电抗器将进一步减小。

当然，SVG的控制方法和控制系统显然要比SVC复杂。另外，SVG要使用数量较多的较大容量全控型器件，其价格目前仍比SVC使用的普通晶闸管高得多，因此，SVG由于用小的储能元件而具有的总体成本的潜在优势，还有待于随着器件水平的提高和成本的降低来得以发挥。