研究靜止無功補償器的方法

A. 靜止無功補償與動態無功補償區別

1、控制原理不同

靜止無功補償器是利用控制晶閘管的導通角對無源電力元件進行控制或投切，而動態無功補償器，是採用微處理器控制晶閘管投切調諧電容組進行全自動動態消諧無功補償。

2、實時性不同

靜止無功補償，補償電容器不隨無功功率的波動實時跟蹤投切，需要人為延時投切，一般延時在40s以上。

動態無功補償，補償電容器的投切要隨負荷的無功功率變化實時投切，即進行實時跟蹤補償。

3、效果不同

動態無功補償裝置比靜止無功補償調節速度更快、運行范圍更寬、吸收無功連續、諧波電流小、損耗低、所用電抗器和電容器容量及安裝面積大為降低，在性能、響應速度、使用壽命等方面均優於前者。

B. 靜止無功補償技術介紹。

靜止無功補償器，其靜止是相對於發電機、
調相機等旋轉設備而言的。它可快速改變其發出的無功，具有較強的無功調節能力，
可為電力系統提供動態無功電源、調節系統電壓，當系統電壓較低、重負荷時能輸出
容性無功；當系統電壓較高、輕負荷時能輸出感性無功，將供電電壓補償到一個合理
水平。SVC 通過動態調節無功出力，抑制波動沖擊負荷運行時引起的母線電壓變化，有利於暫態電壓恢復，提高系統電壓穩定水平。

C. 靜止無功補償器的3種類型

按照電抗器的調節方法,靜止無功補償器有以下3種類型。 利用晶閘管開關來控制電抗器的接通時間（通過控制晶閘管的導通角），從而控制電抗器中電流的波形，其基波電流將隨導通角而改變其大小，這就相當於改變電抗器的電抗值。
靜止無功補償器在低壓供配電系統中廣泛應用於電壓調整、改善電壓水平、減少電壓波動、改善功率因數、抑制電壓閃變、平衡不對稱負荷，靜止無功補償器配套的濾波器能吸收諧波和減小諧波干擾等。在超高壓輸電系統中，靜止無功補償器的作用是提供無功補償、調整電壓，改善系統電壓水平，改善電力系統的動態和暫態穩定性，抑制工頻過電壓等。

D. 電力系統無功功率補償有哪些措施

電力系統無功補償主要採用以下幾種方式：
同步調相機：
同步調相機屬於早期無功補償裝置的典型代表，它不僅能補償固定的無功功率，對變化的無功功率也能進行動態補償。
並補裝置：
並聯電容器是無功補償領域中應用最廣泛的無功補償裝置，但電容補償只能補償固定的無功，電容器補償方式仍然屬於一種有級的無功調節，不能實現無功的平滑無級的調節。
並聯電抗器：
目前所用電抗器的容量是固定的，除吸收系統容性負荷外，用以抑制過電壓。
無功補償裝置的作用：
在電子供電系統中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。
無功補償裝置的重要性：
選擇合理的補償裝置，可以最大限度的減少損耗，提高電網質量。如選擇或使用不當，可能造成供電系統，電壓波動，諧波增大等諸多因素。
無功補償裝置的主要表現作用：
①提高用戶的功率因數,從而提高供電設備的利用率;
②減少電力網路的有功損耗；
③合理地控制電力系統的無功功率流動，從而提高電力系統的電壓水平，改善電能質量，提高了電力系統的抗干擾能力；
④在動態的無功補償裝置上，配置適當的調節器，可以改善電力系統的動態性能，提高輸電線的輸送能力和穩定性；
⑤裝設靜止無功補償器(SVS)還能改善電網的電壓波形,減小諧波分量和解決負序電流問題。對電容器、電纜、電機、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。
無功補償裝置的維護和檢修：
無功補償裝置的檢修建議採用電容：0.01uF～2000uF，電感：1mH～10H，誤差為：±(1%+2字)的DJCL-3H三相電容電感測試儀檢修維護和檢修。

E. 靜止無功補償器的工作原理及結構

無功補償器是一種補償裝置，

原理：在電子供電系統中所承擔的作用是提高電網的功率因數，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網路的損耗，使電網質量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統，電壓波動，諧波增大等諸多因素。

結構電路參考下圖：

F. 如何做一個靜止無功補償器

靜止無功補償是指用電容器進行補償，他是跟原來的調相機相對應的。如果電路中諧波不需要濾除的話，直接用電容器加控制開關。需要濾波的話就在串入電抗器。

G. 這個靜止無功補償器的控制方法是什麼

SVG，它可分為電壓型和電流型兩種，其既可提供滯後的無功功率，又可提供超前的無功功率。簡單地說，SVG的基本原理就是將自換相橋式電路通過電抗器或者直接並聯在電網上，適當調節橋式電路交流側輸出電壓的相位和幅值，或者直接控制其交流側電流，就可以使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流，實現功率無功補償的目的。
SVC，它是用於無功補償典型的電力電子裝置，它是利用晶閘管作為固態開關來控制接入系統的電抗器和電容器的容量，從而改變輸電系統的導納。按控制對象和控制方式不同，分為晶閘管控制電抗器（TCR）和晶閘管投切電容器（FC）配合使用的靜止無功補償裝置（FC+TCR）和TCR與機械投切電容器（MSC）配合使用的裝置。

H. 求靜態無功補償器原理

2 工作原理
單獨的TCR由於只能提供感性的無功功率，因此往往與並聯電容器配合使用。並聯上電容器後，使得總的無功功率為TCR與並聯電容器無功功率抵消後的凈無功功率，因而可以將補償器的總體無功電流偏置到可吸收容性無功的范圍內。另外，並聯電容器串上小的調諧電抗器還可兼做濾波器，以吸收TCR產生的諧波電流。通過控制與電抗器串聯的反並聯晶閘管的導通角，既可以向系統輸送感性無功電流，又可以向系統輸送容性無功電流。由於該補償裝置響應時間快（小於半個周波），靈活性大，而且可以連續調節無功輸出，所以目前在我國的輸電系統和工業企業中應用最為廣泛。
TCR+FC型SVC的基本原理圖如圖1，補償前及補償後電壓電流示意圖如圖2、圖3。單相的TCR由兩個反並聯的晶閘管與電抗器串聯而成，而三相一般採用三角形接法。圖中，QS為系統供給的無功功率；QL為負載無功功率，它是隨機變化的；QC為濾波器提供的容性無功功率，是固定不變的；QR為TCR提供的感性無功，它是可以調節的。
QS=QL+QR-QC
當負荷發生擾動變化時，SVC通過調節晶閘管的觸發角從而調節TCR發出的感性無功，使得QR 總能彌補QL的變化。這樣的電路並入到電網中相當於△QS=△QL+△QR=0。這就是TCR+FC型靜止無功補償裝置對無功功率進行動態補償的原理。
將此電路並聯到電網上，就相當於交流調壓器電路接入電感性負載，此電路的有效相移范圍為90o～180o。當觸發角α=90o時，晶閘管全導通，導通角δ=180o，此時電抗器吸收的無功電流最大。根據導通角與補償器等效導納之間的關系式：
BL=BLmax(δ-sinδ)/π
其中BLmax=1/XL。可知，增大導通角即可增大補償器的等效導納，這樣就會減小補償電流中的基波分量，所以通過調整觸發角的大小就可以改變補償器所吸收的無功分量，達到調整無功功率的目的。

圖1 TCR+FC型SVC的基本原理圖

圖2 SVC投入前欠補償，電壓超前電流45°，cosφ=0.707

圖3 SVC投入後完全補償，電流、電壓重合，cosφ=1

3 應用領域
（1）電弧爐作為非線性及無規律負荷接入電網，將會對電網產生一系列不良影響，其中主要影響有：導致電網三相嚴重不平衡，產生負序電流，產生高次諧波，其中普遍存在如2、4偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更為復雜化，存在嚴重的電壓閃變，功率因數低。
SVC具有快速動態補償、響應速度快的特點，它可向電弧爐快速提供無功電流並且穩定母線電網電壓，最大限度地降低閃變的影響，SVC具有的分相補償功能可以消除電弧爐造成的三相不平衡，濾波裝置可以消除有害的高次諧波並通過向系統提供容性無功來提高功率因數。
（2）軋機及其他大型電機對稱負載引起電網電壓降及電壓波動，嚴重時使電氣設備不能正常工作，降低了生產效率，使功率因數降低；負載在傳動裝置中會產生有害的高次諧波，主要是以5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻，會使電網電壓產生嚴重畸變。安裝SVC系統可解決上述問題，保持母線電壓平穩，無諧波干擾，功率因數接近1。
（3）城市二級變電站（66kv/10kv）:在區域電網中，一般採用分級投切電容器組的方式來補償系統無功，改善功率因數，這種方式只能向系統提供容性無功，並且不能隨負載變化而實現快速精確調節，在保證母線功率因數的同時，容易造成向系統倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設備及系統穩定性等問題。
TCR結合固定電容器組FC或者TCR+TSC可以快速精確的進行容性及感性無功補償，穩定母線電壓、提高功率因數。並且，在改造舊的補償系統時，在原有的固定電容器組的基礎上，只需增加晶閘管相控電抗器（TCR）部分即可，用最少的投資取得最佳的效果，成為改善區域電網供電質量的最有效方法。
（4）電力機車供電:電力機車運輸方式在保護環境的同時也對電網造成了嚴重的「污染」，因電力機車為單相供電，這種單相負荷造成供電網的嚴重三相不平衡及較低的功率因數，目前世界各國解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當位置安裝SVC系統，通過SVC的分相快速補償功能來平衡三相電網，並通過濾波裝置來提高功率因數。
（5）礦用提升機：提升機作為大功率、頻繁啟動、周期性沖擊負荷以及採用硅整流裝置對電網造成的無功沖擊和高次諧波污染等危害不僅危及電網安全，同時也造成提升機過電流、欠電壓等緊停故障的發生，影響了礦井生產。因此對提升機供電系統進行無功動態補償和高次諧波治理，對於提高礦井提升機和電網的安全運行可靠性、提高企業的經濟效益意義巨大。
提升機單機裝機功率大，在礦井總供電負荷中占的比重較大。伴隨煤礦生產規模的擴大、井筒的加深，要求配套的提升機裝置容量也越來越大，單機容量已達到2000～3000kW，有的甚至達到5400kW，單斗提升裝載量達34t。這么大的負載啟動將對電網造成很大的沖擊電流，無功電流成分較大，功率因數較低。所以大功率提升機對供電電網的容量和穩定性要求更高。
其中大功率提升機主要的問題是：
 引起電網電壓降低及電壓波動；
 高次諧波，其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更趨復雜化；
 功率因數低；
徹底解決上述問題的方法是用戶必須安裝具有快速響應速度的動態無功補償器(SVC)。SVC系統響應時間小於lOms，完全可以滿足嚴格的技術要求。
（6）遠距離電力傳輸：全球電力目前正在趨向於大功率電網，長距離輸電，高能量消耗，同時也迫使輸配電系統不得不更加有效，SVC可以明顯提高電力系統輸配電性能，這已在世界范圍內得到了廣泛的證明，即當在不同的電網條件下，為保持一個平衡的電壓時，可在電網的一處或多處適合的位置上安裝SVC，以達到如下目的：
 穩定弱系統電壓、減少傳輸損耗
 增加傳輸動力，使現有電網發揮最大功率
 提高瞬變穩態極限
 增加小干擾下的阻尼
 增強電壓控制及穩定性
 緩沖功率振盪
（7）其他通用領域
油田，水泥化工等領域隨著節能改造的有著較多的傳動及變頻調速等電力電子裝置，其產生有害的高次諧波危害其他用電設備，導致用電效率降低，其他用電設備發熱壽命降低。