摘 要：介紹一種新型高壓靜止無功補償裝置，它是由可調(diào)電抗器來實現(xiàn)對電容器電流的補償?shù)模哂薪Y(jié)構(gòu)簡單，安全可靠、易于控制的特點。    

     一、前言

  無功靜止補償裝置是上個世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一項用來調(diào)節(jié)無功功率的新技術(shù)。由于這種裝置具有快速、連續(xù)調(diào)節(jié)無功等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中得到重視與應(yīng)用。但是由于其技術(shù)復(fù)雜成本又高，限制了在我國的普及。

     可調(diào)電抗器型無功靜止補償裝置與現(xiàn)行靜止無功補償裝置不同，它采用電抗器與電力電容器相配合來調(diào)整供電系統(tǒng)的無功功率，具有不產(chǎn)生諧波，控制電路簡單，成本低，可靠性好的特點，可實現(xiàn)對無功功率進行快速、連續(xù)自動調(diào)節(jié)，使供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達到******狀態(tài)。

     二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

  高壓可調(diào)電抗器型無功靜止補償裝置由電抗器、電力電容器組和控制電路組成，如圖1所示。由電壓互感器和電流互感器從電網(wǎng)取得電壓、電流信號，經(jīng)過控制電路輸出與相角成比率的電壓信號，控制和改變可控硅的導(dǎo)通角來改變可調(diào)電抗器控制繞組的電流，電抗器主繞組的電流也隨之改變。

     由于可調(diào)電抗器與電容器組是并聯(lián)在供電網(wǎng)絡(luò)上的，可調(diào)電抗器中電流改變的同時也改變了主回路中電流的相位，使相位保持在預(yù)定值上。當(dāng)負荷變化引起相位變動時，控制電路將相位變化值檢測出來，改變可控硅的導(dǎo)通角，由可調(diào)電抗器控制繞組中電流的變化，去改變主繞組中的電流，調(diào)整主回路中電流的相位，使功率因數(shù)保持在預(yù)定值上。

     三、電抗器的工作原理

  電抗器是這種靜止補償裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中A、N是電抗器主繞組，K1、K2是控制繞組。電抗器工作時，K1、K2中通直流電流。當(dāng)直流電流的大小發(fā)生變化時，鐵心的相對磁導(dǎo)率將隨之變化，主繞組電感量也隨之變化，實現(xiàn)電抗值的連續(xù)可調(diào)。

     鐵心的磁導(dǎo)率隨磁場強度的變化而變化。當(dāng)磁場強度為0時，相對磁導(dǎo)率并不等于1，當(dāng)磁場強度達到H0時，相對磁導(dǎo)率******，而達到H??1時，相對磁導(dǎo)率最小。當(dāng)控制電流等于零時，電抗器工作在H0附近；加大控制電流，鐵心的相對磁導(dǎo)率變小，電感量變小，電抗器電流變大，也就是電抗器的容量變大，反映在A、N兩端的電抗值相對變小，這樣用改變控制繞組的電流來達到改變電抗值的目的。這種可調(diào)電抗器的調(diào)節(jié)范圍可達90%，電抗器本身產(chǎn)生的諧波也很小，實測值是2.5%。

     四、無功電流的測量及線路組成

     4.1基本原理  

     設(shè)：電壓信號為sinωt,其中ω=2π×50，作為基準(zhǔn)信號；電流信號為 I0sin(ωt φ),其中φ為功率因數(shù)角。將兩個正交項的幅值I0sinφ及I0cosφ分離出來，就是有功電流和無功電流。    

     4.2控制電路

  以A相為例(B、C相與A相電路結(jié)構(gòu)相同)，IA、UA是經(jīng)電流、電壓互感器從A相獲得的電流電壓信號。信號IA經(jīng)濾波、放大后送入cosφ檢測電路；信號UA移相90°后變換成與UA同頻率的方波，送入cosφ檢測電路，cosφ檢測電路輸出與系統(tǒng)無功電流成比率的電壓信號，與功率因數(shù)給定值比較，其差值經(jīng)放大后觸發(fā)可控硅，可控硅輸出電壓經(jīng)整流后送給可調(diào)電抗器控制繞組。

     五、結(jié)論

  研制的10kV，180kvar可調(diào)電抗器型靜補裝置，經(jīng)運行實驗表明，諧波不大于25%，系統(tǒng)響應(yīng)時間不大于0.3s，運行穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)功率因數(shù)保持在0.95～0.98。可以滿足電力系統(tǒng)無功補償?shù)男枰?

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