三相三线制有功功率平衡与无功功率补偿并举方案研究.PDF

三相三线制有功功率平衡与无功功率补偿并举方案研究 徐立平’王仲奕’宋 雨z杨广福’顾沈卉’张 炫’ 1.西安交通大学电气工程学院，710049，西安:2.上海大学微电子中心，200072，上海 摘要;提出了三相电路可以分解为两类基本单元电 路，每类有三种拓扑结构的理论。介绍了两类基本 单元电路的特点，并应用该理论、运用 “相间功率 转移”的观点推导解释了无功功率补偿和有功功率 平衡可以同时并举，并得出对同一电路综合补偿无 功功率时补偿容t最小的结论，最后荃于瞬时无功 图】Y一△联接的三相三线制电路 功率理论检测电流方法，大略勾画设计了补偿调节 方案。 关键词:功率因数;三相不平衡:综合补偿:瞬时 无功功率理论 几 日月即/、司丐 1.引言 合理的补偿无功功率可以提高供用电系统及 图2 电导与电纳的并联形式 负载的功率因数，降低设备容泛，减少功率损耗， 图1电路可以分解为电导与电纳的并联形式 也可以稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。 如图2所示。若令: 电网的三相不平衡，不但可以引起电机及变压器的 发热和附加损耗，严重时还会引起继电保护和自动 G,,,=G,十 装置的误起动m，同时会缩短许多用电设备的使用 G,,=G,+ 寿命，因此应对电网中三相不平衡进行调节。现在 GAa=GZ+ 人们对这两个问题越来越重视，提出了综合补偿的 根据式 ((2)，可将图2分解为图3所示的电路。 方法，即在补偿无功功率的同时把各相的有功功率 也调节平衡。本文提出了三相电路可以分解为基本 单元电路的理论，根据该理论推导证明了无功功率 补偿和有功功率平衡可以同时并举，并得出利用综 合补偿的方法补偿容里最小的结论。最后基于瞬时 无功功率检测电流方法，大略勾画设计了补偿调节 方案。本文为了表述方便，无功功率补偿用 “CFR 图3三相电路分解图 表示，有功功率调节用 “AFB”表示. 图3说明整个电路可由两类基本电路组成. 2.AFB与CFR并举方案的原理 一类可称之为电导荃本单元电路，它的特点是三相 电路中有两相通过大小相等的电导(电导可以为负 2.1三相三践制电路的分解 值)接到中性点，剩余一相直接与中性点相连:另 三相三线制不平衡负载电路可用图1所示的Y 一类可称为电纳基本单元电路，它的特点是三相电 一△联接表示.其中负载可以表示为: 路中有两相通过电纳值相等的储能元件接到中性 r l 几 二 G 胭 习 +OAR (1) 点，剩余一相直接与中性点相连。 矛 . 几 = G 2.2两类羞本单元电路的特点 e s 、 C B c +.JBBc e s . 巧 G 2.2.1电导基本单元电路的特点 一 l ‘ C 一 耗 +IBAC 图3所示的电导基本单元电路有三种形式，取 图4所示的一种形式加以讨论。 而成，所以只要两类基本单元电路同时实现调节有