电力补偿器
器件在电力系统电力电子补偿器中的作用考核试卷
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1. 电力二极管在电力电子补偿器中主要用于整流和逆变。（ ）
2. 晶闸管在电力电子补偿器中可以实现电流的快速断开。（ ）
B. 晶闸管
C. 超级电容器
D. SCR
19. 以下哪种器件在电力电子补偿器中用于实现电力因数的校正？（ ）
A. 电力二极管
B. 晶闸管
C. IGBT
D. 电力MOSFET
20. 电力电子补偿器中的器件应具备的主要性能是：（ ）
A. 高开关速度
B. 高电压和电流容量
C. 低导通压降
D. 所有上述性能
16. ABCD
17. AB
18. ABCD
19. ABC
20. ABCD
三、填空题
1. 功率半导体器件
2. 无功补偿
3. 无功功率补偿
4. 低导通压降
5. 斩波技术
6. 超级电容器
7. 热管理
8. 有源滤波技术
9. 静止同步补偿器
10. 开关频率、电压和电流容量、导通压降
四、判断题
1. ×
2. √
A. 电力MOSFET
B. IGBT
C. GTO
D. SCR
6. 以下哪些技术可以用在电力电子补偿器中实现节能？（ ）
A. 软启动
B. 无功补偿
C. 有源滤波
D. 斩波技术
7. 以下哪些器件在电力电子补偿器中可以用来控制电压？（ ）
A. 晶闸管
B. 电力二极管
补偿器作用
补偿器作用
补偿器是一种用于校正系统中的误差的装置，常见于电力系统、控制系统等。
它的作用是通过调整系统的某些参数，以达到消除或降低误差的目的。
在电力系统中，由于电力供应与需求之间的不平衡或电力输入/输出负载之间的变化，会导致电压或频率的波动，从而影响
电力系统的稳定性和正常运行。
补偿器的作用是通过自动调节系统的电压和频率，使其保持在合理的范围内，从而提高系统的稳定性和可靠性。
补偿器的作用还可以扩展到控制系统中。
在控制系统中，常常会出现误差，即控制量与期望量之间的差异。
这些误差可能是由于系统的非线性、外部干扰、传感器不准确等原因引起的。
补偿器的作用是通过调节系统的输出或输入，以减小或消除误差，从而使系统的控制效果更好。
补偿器的工作原理可以有很多种，其中比较常见的是PID（比
例积分微分）控制器。
PID控制器通过根据误差的大小和变化
率来调整系统的输出，从而使误差逐渐减小，直至达到预期的控制效果。
PID控制器不仅可以在静态条件下补偿误差，还可
以在动态条件下对系统进行平稳控制。
除了PID控制器，还有许多其他的补偿器，如前馈补偿器、
模糊控制器、自适应控制器等。
这些补偿器可以根据不同的系统和控制要求选择使用，以获得最佳的控制效果。
总之，补偿器可以在电力系统、控制系统等领域中起到重要的作用。
它可以通过校正系统中的误差，提高系统的稳定性和控制效果。
在实际应用中，需要根据具体的情况选择适合的补偿器，并进行合理的参数调节，以实现最佳的补偿效果。
补偿器的技术原理及应用
补偿器的技术原理及应用1. 补偿器的概述补偿器（Compensator）是一种常见的电子器件，用于在电路中补偿电流、电压、频率等参数，以确保电路的正常工作。
补偿器能够根据输入信号的特点，自动调整相应的参数，从而实现电路性能的优化。
2. 补偿器的基本原理补偿器的基本原理是通过引入一个与输入信号相反的修正信号，来抵消原始信号中的误差。
补偿器通常由控制器、传感器和补偿回路等组成。
2.1 控制器控制器是补偿器的核心部件，它能够识别输入信号的特征，并根据设定的补偿算法进行修正。
控制器通常由微处理器芯片或专用的集成电路实现。
2.2 传感器传感器用于检测输入信号的特征，常见的传感器包括温度传感器、光敏传感器、压力传感器等。
传感器将检测到的信号传递给控制器，供其进行补偿计算。
2.3 补偿回路补偿回路是控制器根据传感器的反馈信息计算出的修正信号，它将与原始信号进行叠加，以减小或消除输入信号中的误差。
补偿回路通常由放大器、滤波器等组件构成。
3. 补偿器的应用领域补偿器作为一种重要的电子器件，被广泛应用于各个领域。
以下列举了一些常见的应用领域：3.1 电力系统在电力系统中，补偿器主要用于校正电力因数和抑制谐波。
电力因数补偿器通过引入补偿电流，使得电力系统的功率因数接近于1，以提高能源利用效率。
谐波补偿器通过消除谐波电流，减小了电力系统中的谐波污染，保障了电力设备的正常运行。
3.2 自动控制系统在自动控制系统中，补偿器常用于修正信号中的误差，从而保证系统的稳定性和精度。
例如，PID控制器中的补偿器能够根据系统的实际输出值与期望值的差异，自动调整控制输出，以使系统运行在期望状态。
3.3 无线通信系统在无线通信系统中，补偿器常用于消除信号传输过程中的衰减和失真。
补偿器能够根据信号传输的距离、路径损耗等因素，自动调整信号的幅度、相位和频率等参数，以保证信号的质量和可靠性。
3.4 传感器信号处理在传感器信号处理中，补偿器通常用于校正传感器输出信号中的非线性、温度漂移等误差。
浅析电网动态补偿器(APF)的研究
浅析电网动态补偿器（APF）的研究【摘要】随着电力电子装置在电网中的应用，我们对电能变换的控制能力日益增强。
同时非线性负载所产生的无功和谐波污染给电网带来了严重危害，因此研究电网动态补偿（APF）对电网的安全绿色运行具有重要意义。
本文主要阐述了基于FPGA集中控制的动态补偿装置，它结合了静止无功补偿器的优点，在抑制电网谐波的同时也进行无功补偿。
【关键词】有源滤波；FPGA集中控制器；谐波采集；无功补偿1 引言电力电子装置在工业生产中的应用越来越广泛，使得电网中电流畸变和无功问题越来越显著。
电流谐波不仅影响电能质量，而且会对电气设备的安全运行造成威胁；针对谐波的治理问题在一些常规的电力用户如：冶金、钢铁、煤矿等企业中采用无源滤波器组进行治理，但始终达不到预期的效果。
由于无源滤波器是静态补偿，不能主动采集谐波信号，是被动治理，只能补偿固定次谐波，这样就造成功率因数不达标从而造成电力设备发热损坏和生产当中的安全事故。
有源滤波器（APF）是通过检测补偿对象的电压和电流的指令信号，此信号经电流发生电路放大得出补偿电流，然后将该电流及时注入电网从而消除谐波。
有源滤波器还会发出基波电流减少负载的无功功率，提高功率因数。
与无源滤波器组相比较，APF具有高度可控和快速响应特性，能动态跟踪补偿各次谐波及所需的无功功率。
因此，研究动态补偿（APF）的应用具有重要的实际意义。
2 动态补偿器（APF）的原理有源滤波器的滤波原理是通过外部互感器CT实时采集电流信号送至信号调理电路，通过内部检测电路分离出谐波部分，经IGBT功率变换器产生与系统的谐波大小相等相位相反的补偿电流，实现滤除谐波的功能。
动态补偿器（APF）与电网的硬件连接图如图2.1所示：图2.1 硬件连接图动态补偿器的内部原理图如图2.2所示：图2.2 动态补偿器的内部原理图隔离开关合闸后，动态补偿器首先通过预充电电阻对直流母线电容器充电，这一过程持续几秒钟，是防止上电后对直流母线电容的瞬间冲击。
电力网无功补偿技术及安全运行（三篇）
电力网无功补偿技术及安全运行随着变配电网络的不断扩展，电网容量持续增加，用户对电网无功电源的要求与日俱增。
无功电源同有功电源一样，是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。
发、供电部门除了供给用户的有功负荷之外，还要供给用户一定量的无功负荷，有功负荷是用户的测量和用电设备正常工作必须要消耗的电能量，无功负荷则是为了维护电源与用户的电感、电容设备之间磁场和电场振荡所需要的能量，而在电力系统网络中，这种能量是无法避免的。
同时也说明电力网中，要保持有功和无功功率的平衡，否则，将会使系统电压降低，电气设备出力不足，网络传输能力下降，损耗增加，严重时导致设备损坏，系统解列。
解决好网络无功补偿问题，对电网降损节能有着重要的意义。
二、无功补偿的方式：在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理。
目前，无功补偿技术在国内得到广泛应用，采用的补偿方式一般有三种：1、集中补偿。
补偿电容器组装设在变电站站内母线上，可手动或分组自动补偿。
结合电网实际情况，选择按功率因数、电压无功、电压无功综合控制或电压无功综合控制兼滤波等不同方式进行补偿。
2、动态无功补偿。
由可控硅控制投切电容器，这种控制方式反应速度一般在20ms，投切时无充电电流和过电压，但由于可控硅有自然导通电压的特性，电容器投切是会产生谐波。
3、供电线路分组自动无功补偿。
一般用于厂矿企业、配电变压器低压部分就地补偿。
在考虑无功补偿方式选择时，为了充分发挥发、供电设备的潜力，尽量让发电机少发无功，对于用户所需的无功功率和电网中的无功损耗优先考虑在变电端予以补偿，以增加供电网络中各组成部分的允许温升和允许电压降下的输电能力，减少网络中的电能损耗。
三、无功补偿电容器安装及运行中的安全问题：根据SD325-89《中华人民共和国能源部标准电力系统电压和无功电力技术导则》规定：在主变压器最大负荷时，高压侧功率因数不低于0.95，中、低压侧功率因数不低于0.9，高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数在0.9以上。
低压无功补偿的原理
低压无功补偿的原理
低压无功补偿是一种电力系统中常用的电力补偿技术，其原理是通过添加合适的无功补偿设备，来提高系统的功率因数，减小无功功率，提高电能的利用效率。
低压无功补偿的原理主要基于以下几个方面：
1. 电源电压波动引起的功率因数下降：当电源电压波动较大时，负载电流会发生变化，导致功率因数下降。
通过低压无功补偿，可以调节电流的相位和幅值，使其在电源电压变化时保持稳定，从而提高功率因数。
2. 非线性负载对功率因数的影响：许多电力设备，如电子设备、电磁继电器等，对电网的负载是非线性的。
这些非线性负载会引起谐波产生，影响系统的功率因数。
低压无功补偿可以通过滤波等方式，减少谐波的产生，提高功率因数。
3. 长距离输电线路对功率因数的影响：长距离输电线路会引起电网的电压损耗和电流损耗，导致系统的功率因数下降。
低压无功补偿可以通过增加无功电流的注入，来补偿传输线路的电流损耗，提高功率因数。
低压无功补偿通常采用的设备包括静态无功补偿器（SVC）、静止无功发生器（STATCOM）等，通过控制这些设备的无功
功率输出，实现对系统功率因数的调节和控制。
通过合理地设计和使用低压无功补偿设备，可以有效提高电力系统的稳定性和运行效率。
补偿器
补偿器[1]补偿器简介补偿器的功能及工作原理波纹管补偿器习惯上也叫膨胀节、伸缩节，由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成。
是用以利用波纹管补偿器的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置，属于一种补偿元件。
可对轴向，横向，和角向位移的的吸收，用于在管道、设备及系统的加热位移、机械位移吸收振动、降低噪音等.在现代工业中用途广泛。
2.补偿器执行标准：金属波纹管采用GB/T12777-2008并参照美国＂＂EJMA＂＂标准，优化设计，结构合理，性能稳定，强度大，弹性好、抗疲劳度高等优点，材料采用1Cr18 Ni9Ti,OCr19Ni9奥氏体不锈钢，两端接管或法兰采用低碳钢或低合金钢。
金属波纹管----补偿器选用U形波，分单层和多层制成，有较大的补偿量，耐压可高达4Mpa，使用温度----1960C一≤450度，结构紧凑，使用成本低，耐腐蚀，弹性好，钢度值低，允许疲劳度寿命1000次，解决了管道热胀冷缩，位移和机械高频振动与管道之间的柔性联接，广泛用于石油、热力、电力、煤气、化工等管路上安装。
3.补偿器连接方式：补偿器连接方式分为法兰连接和焊接两种。
直埋管道补偿器一般采用焊接方式（地沟安装除外）4.补偿器类型：补偿器分为轴向型、横向型、角向型三大类型二十多个品种。
轴向型补偿器主要包括：内压式、外压式、复式、平衡式、直埋式补偿器等。
横向型补偿器包括：大拉杆横向补偿器、万向铰链横向型补偿器等。
角向型补偿器包括：铰链补偿器、万向铰链补偿器等。
二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。
补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。
2. 波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。
3.吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。
补偿器原理
补偿器原理
补偿器原理是电力系统中一个重要的概念，它是电力系统稳定性和可靠性的关键因素。
补偿器的作用是改善电力系统的功率因数和降低电力系统的损耗。
它有助于提高电力系统的效率，提高电力系统的可靠性，保证电力系统的稳定性，有利于控制系统的潮流，并且可以缓解电网的负荷。
补偿器的原理是，当电力系统负荷变化时，补偿器可以把这些变化转换成电力系统中其他系统的电能，从而增加电力系统的功率因数。
补偿器可以把变化的电力转换成电力系统中的另一种电能，从而改善电力系统的功率因数。
补偿器还可以降低电力系统的损耗，减少电力系统中的损耗，从而提高电力系统的效率。
补偿器也可以控制电力系统的潮流，防止过负荷，减少电力系统中的负荷，保证电力系统的稳定性。
此外，补偿器还可以保护电力系统中其他设备的安全，减少电力系统中的故障，保证电力系统的可靠性。
总之，补偿器原理是电力系统中的一个重要概念，它是提高电力系统的可靠性和效率的关键因素。
补偿器可以改善电力系统的功率因数，降低电力系统的损耗，控制电力系统的潮流，保护电力系统中其他设备的安全，保证电力系统的稳定性和可靠性。
电力 补偿器电原理图
1- 4
K
深 圳市 赛源 电气 技术 有 限公 司
1
A B C N
D
JK
I a+ I a- Ub Uc
控 制器 背后 接线 端
CO M
1
2
3
45Leabharlann 6789
10
11
12
C
B
技术说明: 1. 控制器COM为输出公共端，接到复合开关的K+上，1-12是输出 接到K-上。 2. B,C相电压与A相电流必须对应相接，不可混淆。电压相序也 3.控制器的外形尺寸为：144X144X110mm，开孔尺寸为138X138m 4.在每个电容器回路中串联XD1型空芯电抗器.
N U K-2 COM+
是输出端，
序也不能错 138mm
LD1
LD2
LD3
LD4
LD1
LD2
LD3
LD4
C1
C2
8 7 6
C1-4 DZ1-4 RT1-3 LD1 － 8
电 容器 微 型断 路器 熔 断器 指 示灯
0.415/30kva r DZ47 RT14- 2A AD11-380V
台 只 只 只
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
COM+ K- 1 K- 2 K- 3 K- 4
A
12 11 10 9
1
FS1 － 3
避
2
3
CT1 S1 S2
HD1
X1
X2
LA RT1
RT1 RT2
DZ1
DZ2
DZ3
电力网无功补偿技术及安全运行模版
电力网无功补偿技术及安全运行模版一、引言电力系统无功补偿技术是为了改善电力系统功率因数、提高电能质量而进行的无功补偿技术。
在现代电力系统中，无功电流不仅会导致系统供电能力减小，还会引起电压波动、线损增加等问题。
因此，无功补偿技术的研究和应用对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
本文将介绍电力网无功补偿技术及其安全运行模式，以期为电力系统的无功补偿提供一种可行方法。
二、电力网无功补偿技术电力网无功补偿技术主要包括无功发电机组的投入、电力电容器的并联、静止无功补偿器的投入等。
下面将分别介绍这几种无功补偿技术的原理和应用。
1. 无功发电机组的投入无功发电机组是一种能够消耗电网中的无功功率，提高功率因数的设备。
其原理是通过发电机组设置额外的励磁回路，使得发电机组自身消耗无功功率，从而实现无功功率的补偿。
无功发电机组一般都是通过并联到电力系统中的。
2. 电力电容器的并联电力电容器是一种能够提供无功功率，改善电力系统功率因数的设备。
其原理是通过并联到电力系统中的，通过极性反向而产生的电流，消耗无功功率，提高功率因数。
电力电容器一般用于高压输电线路和变电站。
3. 静止无功补偿器的投入静止无功补偿器是一种能够提供无功功率的设备，其原理是通过电力电子器件来改变电力系统的电流和电压相位，从而实现无功功率的调节。
静止无功补偿器通常用于调节电力网络的功率因数、电压稳定性和电流波形等。
三、安全运行模式安全运行模式是指电力系统在无功补偿过程中，保证电力系统的安全稳定运行的控制模式。
下面将介绍几种常见的安全运行模式。
1. 短期补偿模式短期补偿模式主要是通过无功补偿装置的投入来消耗电力系统中的无功功率，提高功率因数。
在短期补偿模式中，无功补偿装置的投入时间一般较短，一般在几个小时至一天左右。
2. 长期补偿模式长期补偿模式主要是通过无功发电机组、电力电容器和静止无功补偿器等设备的投入来消耗电力系统中的无功功率，提高功率因数。
在长期补偿模式中，无功补偿装置的投入时间一般较长，一般在几天至几个月左右。
最新固定无功补偿器(fc
固定无功补偿器（F C）12.1并联电容器补偿无功功率原理在实际电力系统中，大部分负载为阻感型负荷，包括异步电动机在内的绝大部分设备的等效电路可看作电阻R 和电感L 串联的电路，其功率因数为cos ϕ=其中,2L L fX ωωπ==。
给R ，L 电路并联接入C 之后，电路如图12-1所示，该电路的电流方程为C RL I I I •••=+。
UR L图12-1原理图RLI C（a ）过补偿 (b) 欠补偿12.2电容器与系统发生并联谐振图12-2a 为分析并联谐振的供用电网简化电路图，图12-2b 为其等效电路图。
图中谐波源I n 为恒流源，系统基波阻抗为Z S =R S +j X S ，n 次谐波阻抗为Z Sn =R Sn +j nX S ，通常R Sn <<nX S ，为简化分析，可忽略R Sn 。
补偿电容器的基波电抗为X C ，n 次谐波电抗为X C /n 。
X S /nI nnX SI nI C n I S nX C/n n X Sa) b)图12-2 并联谐振示意图a) 供用电系统简化电路图 b) 等效电路图图12-2b 的电路在满足nX S =X C /n时会发生并联谐振。
设基波频率为f ，则谐振频率f p 为f f X X P c s = (2-52)在图12-2中谐波源电流为I n 时，流入系统的谐波电流I Sn 和流入电容器的谐波电流I Cn 分别为I X n n X X n I s n c s cn =- (2-53) I n X n X X n I c n ss cn =- (2-54) 当n =n p 时，按上式计算得到的I Sn 和I Cn 均为无穷大。
实际上考虑到系统谐波电阻R Sn 及电容支路等效电阻的存在，I Sn 和I Cn 都只可能是有限值，但可以比I n 大许多倍。
实际电路中为了限制电容支路中的谐波电流和防止电容器投入时的冲击电流，在电容支路中都串入一定容量的电抗器。
电力系统并联补偿与静止无功补偿器课件
故障发生前
系统处于正常运行状态，发电机的转速w为1，而发电 机输出的电磁功率与原动机输入的机械功率相等， 即 Pe Pm P0 。功角特性为
其中
P
E'U X
sin
X
X
' d
XT1
XL 2
XT 2
故障期间
在双回输电线中一回的首段发生故障，如下图。按照正序
等效定则，暂态稳定分析中可以仅考虑在线路故障处对地
1.电力系统机电暂态过程特点
大扰动
发电机电磁功 率急剧变化
转子上出现 不平很转矩
发电机转 速变化
功角 变化
2.基本假设
(1)忽略发电机定子电流的非周期分量和与之对应的转子电流的周期 分量.
(2)发生不对称故障时,不计零序和负序电流对转子运动的影响. (3)忽略暂态过程中发电机的附加损耗 (4)不考虑频率变化对系统参数的影响 (4)发电机采用E′恒定的简化模型 (不考虑发电机调速器的作用）
分析图4-6可知，电源通过电抗X向负荷传输的有功功
率存在最大值。当电抗X上电压降落大小等于负荷电压大小
时，传输功率等于最大值。
对于一定的功率因数，如果负荷功率小于最大值，则对
应的阻抗值有两个。其中一个位于曲线的上半部，是正常运 行点；而另一个位于上半部，是不正常的运行点。
如果在负荷母线处接入并联补偿，对负荷的无功功率进
1
cos
2
并联补偿装置提供的功率为
Pc 0
Qc
4U X
2
1
cos
s
2
补偿后线路传输的有功功率以及并联补偿器需提供的 无功功率与送-受端母线电压相位差（功角）之间的关系 如图（c）所示。可见，采用线路分段和中间并联补偿 后，两系统之间的传输容量大大增加，最大值增加1倍； 但前提是“插入”的并联补偿装置能提供快速和大量的 无功功率以维持分段处母线的电压。
静止无功补偿器工作原理
静止无功补偿器（STATCOM）是一种用于电力系统中的电力质量控制设备，它可以实时响应电力系统中的无功功率需求变化，通过调节电流的相位和幅值，提供无功功率的动态补偿。
本文将详细解释与静止无功补偿器工作原理相关的基本原理。
1. 无功功率的产生和补偿在电力系统中，无功功率是由电感和电容元件引起的。
电感元件（如电感线圈、变压器等）会产生感性无功功率，而电容元件（如电容器、电缆等）会产生容性无功功率。
这些无功功率会导致电压的波动和不稳定，影响电力系统的运行和电力质量。
静止无功补偿器可以通过控制电流的相位和幅值，实时地调节电力系统中的无功功率，使其与有功功率保持平衡，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
2. 静止无功补偿器的基本原理静止无功补偿器主要由一个直流电压源、一个逆变器以及一个电流控制系统组成。
2.1 直流电压源静止无功补偿器的直流电压源通常由一个直流电压源和一个电容滤波器组成。
直流电压源通过电容滤波器提供稳定的直流电压，用于逆变器的工作。
2.2 逆变器逆变器是静止无功补偿器的核心部件，它将直流电压转换为交流电压，并通过控制电流的相位和幅值来实现无功功率的补偿。
逆变器通常采用可控硅器件（如GTO、IGBT等）作为开关元件，通过不断开关和导通这些器件，可以产生可控的交流电压。
逆变器的工作原理如下：1.通过控制开关器件的导通和开断，逆变器可以产生可控的脉冲宽度调制（PWM）波形。
2.逆变器通过PWM波形控制开关器件的导通时间，从而控制输出电压的幅值。
3.逆变器还通过改变PWM波形的相位，控制输出电压的相位。
2.3 电流控制系统电流控制系统是静止无功补偿器的核心控制部分，它通过检测电力系统中的电流和电压，实时计算出无功功率的补偿需求，并控制逆变器的工作，实现无功功率的动态补偿。
电流控制系统的工作原理如下：1.电流控制系统通过电流传感器和电压传感器实时检测电力系统中的电流和电压。
2.电流控制系统根据检测到的电流和电压信号，计算出电力系统中的无功功率需求。
补偿器规范
补偿器规范补偿器规范一、引言补偿器是一种用于调节电力系统中电气设备的电气参数的装置，通过补偿功率因数，提高电力系统的功率因数，减少设备的无功损耗，提高电能利用率。
本规范主要针对低压电力系统中的补偿器进行规范。
二、适用范围本规范适用于工业、商业、住宅等低压电力系统中的补偿器，包括静态无功补偿器、动态无功补偿器等。
三、术语和定义3.1 补偿器：用于调节电力系统中的电气参数的装置。
3.2 静态无功补偿器：通过电容器或电感器等元件补偿系统中的无功功率。
3.3 动态无功补偿器：通过控制电气设备的调节范围来补偿系统中的无功功率。
3.4 补偿容量：补偿器可以提供的无功功率。
3.5 响应时间：补偿器从接收到控制信号到实际补偿无功功率的时间。
3.6 切换时间：补偿器在无功功率补偿状态之间切换的时间。
3.7 设计寿命：补偿器的正常使用寿命，通常以小时计算。
3.8 安装环境：补偿器安装的物理环境，包括温度、湿度、海拔高度等。
四、设计要求4.1 补偿容量的选择应满足电力系统的负荷需求，保证系统的功率因数达到合理的水平。
4.2 静态无功补偿器应具有较低的损耗和较小的体积。
4.3 动态无功补偿器应具有较快的响应时间和切换时间。
4.4 补偿器应满足相关标准和规范的要求，具有合格的产品认证。
4.5 补偿器应具有良好的电磁兼容性，不会对其他设备造成干扰。
4.6 补偿器应具有良好的安全性能，避免因电气故障引发的火灾和触电等危险。
4.7 补偿器的控制方式应简单易懂，并具有可靠的控制性能。
五、安装和运维要求5.1 补偿器的安装应符合相关的电气安全规定，确保安装的稳定性和可靠性。
5.2 补偿器的防护等级应符合现场环境的需求，防止灰尘、水分等物质对补偿器的影响。
5.3 补偿器的周围应保持通风良好，避免过热导致补偿器损坏。
5.4 补偿器的定期维护应按照制造商提供的维护手册进行，确保补偿器的正常运行。
5.5 补偿器的使用过程中如出现故障应及时进行维修，避免对电力系统造成损害。
配电网静止同步补偿器的理论与技术研究
配电网静止同步补偿器的理论与技术研究一、概述随着电力系统的快速发展和可再生能源的大规模接入，配电网的稳定性和电能质量成为了研究的重点。
配电网的无功功率平衡和电压控制问题尤为突出。
为了有效解决这些问题，配电网静止同步补偿器（DSTATCOM）作为一种先进的无功补偿设备，受到了广泛关注。
DSTATCOM以其快速响应、精确控制和无功功率连续可调等优点，为配电网的电压稳定和电能质量提升提供了有效手段。
本文旨在深入研究和探讨配电网静止同步补偿器的理论与技术。
文章将介绍DSTATCOM的基本原理和结构，包括其主电路拓扑、控制系统以及核心算法等。
文章将重点分析DSTATCOM在配电网中的应用及其所带来的优势，如提高电压稳定性、改善功率因数、减少线路损耗等。
接着，文章将探讨DSTATCOM的控制策略，包括传统的控制方法和现代控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，并分析它们在实际应用中的效果。
文章还将关注DSTATCOM的动态性能分析和优化，以提高其响应速度和补偿精度。
文章将总结配电网静止同步补偿器的理论与技术研究现状，并展望未来的发展趋势。
通过深入研究DSTATCOM的理论与技术，有望为配电网的稳定运行和电能质量提升提供有力支持，推动电力系统的可持续发展。
1. 配电网静止同步补偿器（DSTATCOM）的概述配电网静止同步补偿器（DSTATCOM）是一种先进的电力电子设备，主要用于改善配电网的电能质量，提升电网的供电能力和稳定性。
DSTATCOM以其独特的静止同步特性，实现了对配电网无功功率的快速、精确补偿，从而有效解决了配电网中普遍存在的电压波动、功率因数低等问题。
DSTATCOM的核心部件包括大功率绝缘栅双极晶体管（IGBT）构成的电压源型逆变器、直流侧储能元件（如电容器或电池）以及控制系统等。
其工作原理是通过控制系统对逆变器开关状态的控制，实现对配电网无功功率的实时跟踪和补偿。
当配电网中出现无功功率缺额时，DSTATCOM能够迅速提供所需的无功支持，维持电压稳定而当配电网中无功功率过剩时，DSTATCOM则能吸收多余的无功，防止电压过高。
无功补偿及低压补偿装置原理简介
控制器：根据系统电压和无 功需求，控制电容器投切
熔断器：保护电容器免受过 流损坏
隔离开关：便于维护和检修
低压补偿装置的工作原理
工作原理：通过检测线路中的无功分量，自动投切电容器组进行补偿，提高功率因数和减少线损。 组成部件：包括电流互感器、控制器、电容器组及投切开关等。 控制策略：根据实时检测的线路无功分量，控制电容器组的投切，实现无功补偿。 优点：自动补偿无功功率，提高功率因数，降低线损，稳定电压等。
跨领域合作：无 功补偿及低压补 偿装置的发展涉 及多个领域，需 要加强跨领域合 作，共同推动相 关技术的进步和 应用。
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在企业供电系统中的应用
提高电力系统的功率因数，减少无功损耗 稳定企业供电电压，提高供电质量 平衡三相电流，降低线损 改善企业供电环境，提高设备利用率
在节能减排中的应用
减少线路损耗， 提高能源利用率
优化电网运行， 降低运营成本
改善电能质量， 提升供电可靠性
促进可再生能源 并网消纳
在改善电能质量中的应用
无功功率的作用： 无功功率在电力 系统中起着维持 电压水平、保证 电能质量的重要 作用。
无功功率的特点： 无功功率不能远 距离传输，只能 在电力系统的局 部范围内进行交 换和平衡。
无功补偿的原理： 通过在系统中安 装无功补偿装置， 对无功功率进行 就地补偿，减少 无功功率在系统 中的流动，从而 降低线路损耗、 提高电压质量。
低压补偿装置的应用场景
电力系统：用于平衡电力系统中的无功功率，提高功率因数，减少线路损 耗。
工厂配电：在工厂配电系统中，低压补偿装置可对电动机、电焊机等感性 负载进行无功补偿，以降低能耗和提高供电质量。
各类无功功率补偿设备
一二三各类无功功率补偿设备的简介及比较 电压是衡量电能质量的主要指标，电力系统的运行电压水平与无功功率的平衡密切相关：系统的无功电源比较充足，系统就有较高的运行电压水平，反之，无功不足运行电压水平就会偏低。
因此，应该力求实现在额定电压下的系统无功功率的平衡。
系统拥有的无功功率电源必须满足正常电压水平下的无功需求，并留有适当的备用容量。
当系统出现无功功率过剩时，应适当减少无功电源发出的无功功率；当系统无功功率不足时，应当补充无功功率。
这些能够灵活调节系统无功功率充足性的设备就是无功功率补偿设备，电力传输系统中常见的无功功率补偿设备如下所示。
无功功率补偿设备--发电机 同步发电机是电力系统中的一个重要组成部分，它既是一个有功电源，同时也是最基本的无功电源。
在不影响有功功率平衡的前提下，通过调节发电机励磁电流的大小来改变发电机的功率因数，进而调节无功功率，从而调整系统的运行电压，发电机调节无功功率具有较低的运行费用。
无功功率补偿设备--同步调相机 同步调相机实质上是只发无功功率的同步发电机，它在过励磁运行时向系统供给感性无功功率成为无功电源，在欠励磁运行时从系统吸取感性无功功率成为无功负荷。
因此改变同步调相机的励磁，可以平滑地改变其输出(或吸收)的无功功率，从而平滑地调节所在地区的电压。
同步调相机的有功损耗较大，并且小容量的调相机每kVA容量的建设投资费用也较大，故同步调相机宜于大容量集中使用，常安装在枢纽变电所；同步调相机为旋转机械，运行维护比较复杂。
无功功率补偿设备--静电电容器 静电电容器只能向系统供给感性无功功率，而不能吸收无功功率。
它所供出的感性无功功率与所在节点的电压 的平方成正比，即 式中， 为静电电容器的容抗 静电电容器作为无功功率补偿设备，优点是： (1)静电电容器是根据需要由许多电容器连接组成的，故静电电容器组的容量可大可小，既可集中使用，又可分散使用，使用比较灵活； (2)静电电容器在运行时的功率损耗比较小，约为额定容量的0.3%～0.5%； (3)静电电容器没有旋转部件，维护比较方便。
电容补偿
（kvar/kW)，其值可由表8-31查取。 单台电动机进行个别补偿时，补偿量为：
Qc
3U e I o
式中，Qc－－补偿容量（kvar)；
U e－－电动机额定电压（kV）； I o －－电动机空载电流（A）；
5
6
7
单台电动机应根据设备运行情况确定补偿容量，可按表8-32选择补偿量。
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RXJW低压无功补偿器
RXJW型低压无功补偿配电装置适用于交流50Hz，额定电压0.4kV以下的输
配电系统。该系列产品是融自动补偿和配电为一体，集漏电保护、电能计量、过 流、过压、缺相保护等多功能为一体的新型户内外低压配电柜。本柜具体积小、 易安装、防窃电、成本低、适应强、耐老化、投运准确，无补偿误区等优点，并 且防护等级高，保护性能完善，自动化程度高，是理想的电网改造适选产品。 型号及其含义
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电气专业教育训练之电容补偿
电力电容器型号和结构 补偿原理 补偿方式 无功功率容量计算 RXJW低压无功补偿器 电力电容器的运行维护和故障处理 实例 附录
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电力电容器型号和结构
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补偿原理
电力电容补偿分为串联和并联两种。串联补偿是将电容串联在高压输电线 路中，以抵消线路的部分感抗，降低输电线路损耗，提高负载端的电压。并联
宏全食品新增动力配电，配电距离230米,其主要设备有：空压机、吹瓶、射出、 冰水机等，计算有功功率950KW，平均功因0.75,配线为15*YJV185+2*YJV185;业主要 求压损不超过5%,试计算其无功补偿容量？ 解：1、功因0.75时，其视在功率 S1=[9502+(950*tgarccos￠)2]0.5=1267KW 计算电流I1=S1/(1.732*0.38)=1925A每根电缆载流1925/5=385A 压损△U1=1.732*IL*(R*cos￠+X*sin ￠) =1.732*385*0.23*(0.118*0.75+0.078*0.66)
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有功无功潮流
无功减小输电功率!
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TCSC特性
☺能连续调节，容性与感性工作区。
TCR导通延迟控制产生谐波电流！
☺TCR支路增加电阻可抑制次同步振荡（SSRD）。
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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GCSC原理*
vC
t
1 C
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2I sin tdt 2I cos cost
L
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
X TCR
V2 I1
sin 2
2
L
I1
V2
L
sin
2
2
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TCR特性
☺能连续调节，可与TSC配合使用。
导通延迟控制产生谐波电流！
☺能多个并联使用。
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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特性: o协调电压控制 o阻尼功率振荡
SVC=TSC+TCR
作用: ▪ 增加线路的输送容量 ▪ 改善系统的稳定性 ▪ 支撑已有的HVDC
Q2
V2 Iq
V2 E cos V2
X L X q1
QE
EI
cos
EE V2 cos
X L X q1
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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TCSC=FC+TCR
X L1
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sin 2
2
L
XC 1 C
X AB
XC X L XL XC
X
C
1
1 XC
XL
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
10
第10章 电力电子开关型补偿控制器
10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR) 10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*) 10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM) 10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*)
第十章 电力电子开关型补偿控制器
10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR) 10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*) 10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM) 10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*)
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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理想输电特性
G
Xg
XT
•
VS
R
•
Vr
X L P jQ
P jQF QF
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•
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第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
QCF QF QrL
无功功率补偿器
☺电源和补偿器均分线路无功!
5
第10章 电力电子开关型补偿控制器
10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR) 10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*) 10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM) 10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*)
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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TCSC原理：无C
g
E
g
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g
Iq
g
I
g
g
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第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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TSC原理与特性
IC V2 X C 2fCV2 IQ I sin
☺价格便宜，控制简单。 电压过零投切，不能相控！
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
C I sin 2fV2
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TCR原理
L
di dt
vAB
2V2 sint
it 2V2 cos－cost
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
1
第10章 电力电子开关型补偿控制器
10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR) 10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*) 10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM) 10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*)
C
VC1
I
C
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2
XC
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2
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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GCSC特性*
☺能连续调节。 关断延迟控制产生谐波电压！ ☺能串联使用。
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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第10章 电力电子开关型补偿控制器
10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR) 10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*) 10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM) 10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*)
第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
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G
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VS R
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第10章 电力电子开关型电力补偿控制器
简单输电系统
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无功导致电压损失!
V Vs Vr (PR QL X ) / Vr V QL X / Vr