第二章：谐波抑制和无功补偿装置详解
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术咨询+V：dianli936
（3）并联电容器 可提供超前的无功功率，多装设于降 压变电所内，也可就地补偿。 （4）并联电抗 用在超高压系统线路上吸收无功功率，防 止末端电压升高。 （5）静止无功补偿装置 具有调相机的功能，使用广泛， 但投资大。
在电力系统中，常见的谐波抑制装置有： （1）LC滤波器 （2）有源电力滤波器
2、加补偿装置 在电力系统中，常见的无功补偿装置有：
（1）同步发电机 调整励磁电流，使其在超前功率因数 下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。 （2）同步调相机 一种专门用来产生无功功率的同步电 机，是一种不带机械负载的可以过励磁（经常的运行状 态）或欠励磁（较电少力工的程运技术行协会状，态商务）合作运，技行的同步电动机。
按其元件与结构的不同，主要有以下几种型式：
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
静止无功补偿装置 1.自饱和电抗器型(Saturated Reactor——SR）
固
自饱和
定
电抗器
电 容
器
组
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
自饱和电抗器工作原理
静止无功补偿装置
本章主要介绍适合于动态无功补偿的静止无功补偿装 置和适合于动态无功补偿、谐波抑制的有源电力滤波器。
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
§2.2 静止无功补偿装置(SVC)
一、并联电容器补偿无功功率的原理
二、静止无功补偿装置
静止无功补偿装置，适用于无功负荷频繁变化的场合, 它要求补偿装置具有快速性和无过渡过程。
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
三、补偿无功、抑制谐波的途经
1、提高用电设备自身的功率因数、减小谐波 （1）增加整流电路相数，使网侧电流正弦化； （2）尽量使整流装置在较小的α下运行； （3）采用多重化技术波形迭加，消除低次谐波； （4）利用DＣ／ＤＣ技术 （5）PWM整流器
自饱和电抗器无功补偿装置依靠电抗器自身固有的能力 来稳定电压，它利用铁心的饱和特性，使滞后的无功功率 随端压的升降而增减。工程上，一般将饱和电抗器的铁心 设计在超过磁化曲线转折处运行，此时铁心完全饱和，饱 和电抗器就象空心电抗器一样，电压与电流保持线性关系。
当母线电压升高时，按特性曲线滞后电流增加，该电流 在网络电抗XS上产生压降，从而维持系统电压不变；反之 ，当母线电压波动下降时，则超前电流增加，该电流在网 络电抗XS上产生压升，从而维持系统电压不变。
用电装置的非线性造成畸变电流；
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二、无功功率的影响和谐波的危害
1、无功功率的影响 （1）使设备容量增大，从而造成设备投资费用增大； （2）设备及线路损耗增加； （3）引起供电点电压波动。
2、谐波的危害 （1）谐波使公用电网中的元件产生附加谐波损耗，降 低了发电、输电及用电设备的效率； （2）谐波影响电器设备正常工作； （3）谐波会导致公用电网局部并联谐振和串联谐振， 从而更放大了谐波，加剧了危害； （4）谐波导致自动装置误动作，使测量仪表不准确， 干扰通信系统等。
电而 中
流改 的
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变电
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
3.晶闸管控制电抗器型（Thyrist Controlled Reactor —— TCR）
置来工
吸 收 的 无
控 制 了 通
作 原 理
功过：
功电 通
率抗 过
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制相
了位
装角
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教教学学内内容容及及要要求求
内容：
介绍电力系统谐波和无功产生的原因、危 害及补偿方法；研究静止无功补偿装置、静 止无功发生器和电力有源滤波器的工作原 理、补偿特性和控制方法。
学习要求及重点：
重点掌握静止无功补偿装置、静止无功发 生器和电力有源滤波器的工作原理
Fra Baidu bibliotek
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5.晶闸管开关电容器组加晶闸管控制电抗器 （TSC+TCR）
与率收 组工
前 面 所 述
， 实 现 全
的 感 性 无
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TSC
的补功 ：
相偿来 并按
同。抵 略所
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作无 入
原功 适
理功 吸当
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第二章 谐波抑制和无功补偿装置
§2.1 概述 §2.2 静止无功补偿装置（SVC） §2.3 静止无功发生器（SVG） §2.4 有源电力滤波器（APF）
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§2.1 概述
一、谐波和无功功率的产生
阻感负载必须吸收无功功率才能工作； 电力电子装置等非线性也要消耗无功功率；
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静止无功补偿装置
2.可控饱和电抗器型(Controlled Saturated Reactor——CSR）
的 工流工
大 小
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作 原 理
感制 ：
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改饱 改
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交程 控
流度 制
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作从 组
§2.3 静止无功发生器（SVG）
一、SVG的发展史
静止无功发生器（SVG）又称为全半导体型无功补 偿器。
1972年，日本学者首先提出了用半导体变流器实现无功 补偿的基本思想；
1976年，美国学者L.Gyugyi提出了SVG的拓朴结构； 1980年，日本研制出了20MVA(SCR)无功补偿装置； 1987年，美国研制出了1MVA(GTO)无功补偿装置； 1991年，日本研制出了80MVA(GTO)无功补偿装置； 1994年，美国研制出了100MVA(GTO)无功补偿装置；
清华大学研制出了300KVA(GTO)无功补偿装置。 电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
§2.3 静止无功发生器（SVG）
二、SVG的基本结构
所谓静止无功发生器（SVG）是指采用自换相桥式变 流器来进行动态无功补偿的装置。其拓朴结构如下：
（3）并联电容器 可提供超前的无功功率，多装设于降 压变电所内，也可就地补偿。 （4）并联电抗 用在超高压系统线路上吸收无功功率，防 止末端电压升高。 （5）静止无功补偿装置 具有调相机的功能，使用广泛， 但投资大。
在电力系统中，常见的谐波抑制装置有： （1）LC滤波器 （2）有源电力滤波器
2、加补偿装置 在电力系统中，常见的无功补偿装置有：
（1）同步发电机 调整励磁电流，使其在超前功率因数 下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。 （2）同步调相机 一种专门用来产生无功功率的同步电 机，是一种不带机械负载的可以过励磁（经常的运行状 态）或欠励磁（较电少力工的程运技术行协会状，态商务）合作运，技行的同步电动机。
按其元件与结构的不同，主要有以下几种型式：
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静止无功补偿装置 1.自饱和电抗器型(Saturated Reactor——SR）
固
自饱和
定
电抗器
电 容
器
组
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
自饱和电抗器工作原理
静止无功补偿装置
本章主要介绍适合于动态无功补偿的静止无功补偿装 置和适合于动态无功补偿、谐波抑制的有源电力滤波器。
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§2.2 静止无功补偿装置(SVC)
一、并联电容器补偿无功功率的原理
二、静止无功补偿装置
静止无功补偿装置，适用于无功负荷频繁变化的场合, 它要求补偿装置具有快速性和无过渡过程。
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三、补偿无功、抑制谐波的途经
1、提高用电设备自身的功率因数、减小谐波 （1）增加整流电路相数，使网侧电流正弦化； （2）尽量使整流装置在较小的α下运行； （3）采用多重化技术波形迭加，消除低次谐波； （4）利用DＣ／ＤＣ技术 （5）PWM整流器
自饱和电抗器无功补偿装置依靠电抗器自身固有的能力 来稳定电压，它利用铁心的饱和特性，使滞后的无功功率 随端压的升降而增减。工程上，一般将饱和电抗器的铁心 设计在超过磁化曲线转折处运行，此时铁心完全饱和，饱 和电抗器就象空心电抗器一样，电压与电流保持线性关系。
当母线电压升高时，按特性曲线滞后电流增加，该电流 在网络电抗XS上产生压降，从而维持系统电压不变；反之 ，当母线电压波动下降时，则超前电流增加，该电流在网 络电抗XS上产生压升，从而维持系统电压不变。
用电装置的非线性造成畸变电流；
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
二、无功功率的影响和谐波的危害
1、无功功率的影响 （1）使设备容量增大，从而造成设备投资费用增大； （2）设备及线路损耗增加； （3）引起供电点电压波动。
2、谐波的危害 （1）谐波使公用电网中的元件产生附加谐波损耗，降 低了发电、输电及用电设备的效率； （2）谐波影响电器设备正常工作； （3）谐波会导致公用电网局部并联谐振和串联谐振， 从而更放大了谐波，加剧了危害； （4）谐波导致自动装置误动作，使测量仪表不准确， 干扰通信系统等。
电而 中
流改 的
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3.晶闸管控制电抗器型（Thyrist Controlled Reactor —— TCR）
置来工
吸 收 的 无
控 制 了 通
作 原 理
功过：
功电 通
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装角
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教教学学内内容容及及要要求求
内容：
介绍电力系统谐波和无功产生的原因、危 害及补偿方法；研究静止无功补偿装置、静 止无功发生器和电力有源滤波器的工作原 理、补偿特性和控制方法。
学习要求及重点：
重点掌握静止无功补偿装置、静止无功发 生器和电力有源滤波器的工作原理
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5.晶闸管开关电容器组加晶闸管控制电抗器 （TSC+TCR）
与率收 组工
前 面 所 述
， 实 现 全
的 感 性 无
数 的 的
作 原 理
TSC
的补功 ：
相偿来 并按
同。抵 略所
）（消 有需
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部 补无
、分 偿功
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补 再偿
的偿 通量
工的 过投
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作无 入
原功 适
理功 吸当
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
1
第二章 谐波抑制和无功补偿装置
§2.1 概述 §2.2 静止无功补偿装置（SVC） §2.3 静止无功发生器（SVG） §2.4 有源电力滤波器（APF）
电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
§2.1 概述
一、谐波和无功功率的产生
阻感负载必须吸收无功功率才能工作； 电力电子装置等非线性也要消耗无功功率；
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静止无功补偿装置
2.可控饱和电抗器型(Controlled Saturated Reactor——CSR）
的 工流工
大 小
。
作 绕 组 的
大 小 来 控
作 原 理
感制 ：
抗铁 它
，心 通
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改饱 改
变和 变
交程 控
流度 制
工， 绕
作从 组
§2.3 静止无功发生器（SVG）
一、SVG的发展史
静止无功发生器（SVG）又称为全半导体型无功补 偿器。
1972年，日本学者首先提出了用半导体变流器实现无功 补偿的基本思想；
1976年，美国学者L.Gyugyi提出了SVG的拓朴结构； 1980年，日本研制出了20MVA(SCR)无功补偿装置； 1987年，美国研制出了1MVA(GTO)无功补偿装置； 1991年，日本研制出了80MVA(GTO)无功补偿装置； 1994年，美国研制出了100MVA(GTO)无功补偿装置；
清华大学研制出了300KVA(GTO)无功补偿装置。 电力工程技术协会，商务合作，技 术咨询+V：dianli936
§2.3 静止无功发生器（SVG）
二、SVG的基本结构
所谓静止无功发生器（SVG）是指采用自换相桥式变 流器来进行动态无功补偿的装置。其拓朴结构如下：