电力系统无功补偿

在电力系统中,存在两种能量形式:一种是可以直接转化为其他能量的电能,称为有功;一种是设备初始化时消耗的能量,当设备初始化完成后这部分能量就留在电网里,无法转换为其他能量,称为无功。在用电设备中,电阻性设备消耗的是有功。凡是用绕组和磁铁组成的,在交流电路中产生电和磁交变的功能,在能量转换过程中,有部分磁能仍回复到电能,那部分电流没有消耗有功功率,称为感性无功功率。在电容器两块极板间产生充放电,电容电流不消耗有功功率,这个电流引起的功率称为容性无功功率。对于整个电网来说,无功功率要与实际消耗平衡。如果无功消耗过多,也就是说电网无法提供足够的无功功率,则会导致电网电压过低。如果电网产生了过剩的无功功率,则电网电压升高。为了维持电网的稳定运行,我们需要对无功进行补偿,以达到平稳运行的目的。     

凸极式永磁同步电机电磁功率和电磁转矩

永磁电机是联系机械系统和电系统的一种旋转机械。而机械系统和电系统是通过磁场的作用联系在一起。也就是说磁场是机械系统和电系统两者转换的媒介;是电磁功率(电磁转矩)产生的根源。电机学中以双反应理论为基础,求出凸极同步电机的电磁转矩公式。但是它把三相绕组的自感、互感关系一并考虑在合成磁势之中,掩盖了电机各感应系数随时间周期变化的物理实质,这对进一步研究电机在过渡过程及其复杂运行下电磁转矩、能量关系等均有局限性。因此我们从磁场能量相绕组之间的耦合关系,推导出凸极同步电机电磁转矩公式,有助于我们理解同步电机内部的电磁过程。 永磁同步电机的转子磁场是永久磁铁产生的,该转子磁场对定子线圈和铁芯的影响是与电磁铁等效的,我们便可以用一个近似的等效方法计算转子为永久磁铁的电机,用磁场能量和绕组之间的耦合关系,推导出凸极式永磁同步电机电磁转矩公式。     

非正弦周期电流电路无功功率实用定义

根据正弦有功电流的位移电流和磁场电流与无功电流的正交关系 ,给出了正弦电流电路瞬时无功功率的实用定义 并给出非正弦周期电流电路瞬时无功功率的定义 ,由该定义得到了非正弦周期电流电路的平均无功功率的实用定义 ,用同步发电机电磁平衡关系证明了该定义的正确性     

基于“场-路”结合分析的高速动车组主变压器稳态特性计算

首先对一台多绕组的动车组牵引主变压器进行了基于ANSYS软件的3-D磁场分析．在此基础上,通过计算磁场能量得到了反映各绕组之间电磁耦合的电感矩阵,通过计算绕组的涡流损耗获得了其附加电阻;接着列写电路方程,用Matlab编程计算了对应多种稳态工况的特性．试验结果证明该方法是有效的．     

电气化铁道的改进型静止动态无功补偿器

针对目前电气化铁道产生大量谐波及无功功率的现状，以及现有固定电容器式无功功率补偿方式常产生容性过补，与电网谐振、补偿装置自身过载及滤波效果差等问题，提出了一种基于变压器式可控电抗器的改进型静止动态无功补偿器的新模型．在带气隙的变压器二次侧设置若干组绕组，每组绕组用反并联晶闸管控制其导通程度，可平滑连续调节可控电抗器的功率．通过改变级间容量递增系数，从而实现无功功率的动态补偿．这种方法具有可控电抗器不饱和、产生谐波电流小的优点，变压器二次侧电压低，利于电力电子器件的长期可靠工程化运行．试验表明，设计出的模型具有良好的动态无功功率补偿性能。     

电磁能量、机械能和焦耳热

电磁体系能量守恒定律中的“机械能量”应是带电体动能与焦耳热能之和。本文通过一个置于变化外磁场中带电导体圆筒的例子说明这一点,并且利用欧姆定律和电磁体系角动量守恒验证该结论的正确性。     

无功补偿控制原理探究

在电力系统中,电气设备大多为感性负载,增加了电力系统的无功吸收。我们一般采用的提高电路功率因数的方法为并联电容器。其原理即是利用电容与电感中的无功功率的互补性,减少电源与负载交换的无功功率。随着无功补偿技术的成熟,越来越多的耗电大户采用无功补偿装置来合理利用系统能量。     

潮流追踪算法比较研究

对已提出的潮流追踪算法进行了比较研究，明确了在采用有功／无功解耦追踪的方式下，由于有功或无功有向图不能同时提供用于损耗分摊的有功和无功功率分布信息，所以无法进行准确的潮流追踪；提出了功率损耗向量图的作法，并以此为工具揭示了利用追踪电流来进行潮流追踪的方法存在的问题，仿真算例验证了所提出的观点。通过分析，明确了在有功功率通路与无功功率通路不同的运行方式下，即使采用考虑有功、无功相互影响的损耗分摊原则，也无法准确地直接确定功率归属，而迭代追踪的方式是解决该问题的一个有效途径。     

双极永磁球形电动机的电磁模型及磁场分析

分析了双极永磁球形电机的电磁关系，将不对称绕组折算为对称绕组，建立了电机的电磁模型：电压方程式、磁链方程式和电磁转矩方程式．表明在dqp系中该电机内部电磁关系易于解耦，容易实现对转子位置的控制．并用三维有限元方法分析和计算了该电机的磁场．所得结果表明，电机内部磁场基本正弦分布，电磁模型建立方法正确．     

对正弦交流电路中无功功率几个疑问的探讨

在理想化的线性时不变集总参数正弦稳态电路中探讨无功功率,梳理出了无功功率定义的两种等价方法;从阻抗的瞬时功率入手,将瞬时功率分解为有功分量和无功分量,给出阻抗串联模型、并联模型时有功分量和无功分量的准确表达式。通过计算分析典型电路的无功分量表明:理想线性电容电感元件的串联或并联、电阻电感电容串联(RLC)或三者并联以及阻抗串联的单口网络中感性负载与容性负载的无功能量吞吐反相,而感性阻抗和容性阻抗并联,三相电路的无功能量吞吐不可能反相;无功能量既可能在电源与负载之间流动,也可能在各负载之间流动;负载侧网络的总吞吐幅度不一定等于网络中各负载无功功率的代数和。     

谈高压输电线路无功功率的几个问题

高压输电线路在输送负荷功率的同时自身也消耗有功功率、吸收或输出无功功率，线路无功会时功率因数产生很大影响。针时输电线路无功功率吸收或输出的界限、线路无功时功率因数的影响和改进措施进行了讨论，最后分析了现场应用线路客性无功时二次接线进行向量检查的优点。     

发电机转子绕组匝间短路故障的分析与检测

深入分析了发电机发生转子绕组匝间短路故障后的电磁特性,得出当发电机发生匝间短路故障后,若端电压和有功功率保持不变时,无功功率会相对减小的结论;同时推出在一定的状态下,有功功率、无功功率和励磁电流之间的对应关系。利用人工神经网络具有不需要精确的数学模型及诸多参数的优点,把人工神经元网络方法引入到发电机转子绕组匝间短路的故障诊断技术中,可通过对故障样本的比较,诊断出转子绕组匝间短路的故障情况。     

无刷双馈电机稳态数学模型和运行特性分析

为了深入研究笼型转子无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)的稳态特性,从耦合电路出发,给出了BDFM的基本方程式,进而分析并得到了BDFM电流、有功功率、无功功率、电磁转矩和功率因数的数学模型.在此基础上,通过Matlab对1台样机进行了仿真,获得了BDFM的矩角特性、矩频特性、功角特性、无功特性、功率因数特性和V形曲线,并利用数学模型分析了BDFM的能量转换.结果表明:BDFM的各种稳态特性均可表示为控制绕组电压、频率和功角这3个变量的函数,所提出的模型简化了BDFM稳态特性的分析方法,为进一步研究BDFM的稳定性和控制策略奠定了理论基础.     

电力系统中无功与电压关系

在电力系统中,无功与电压的关系密不可分。电压质量是电能质量的重要指标之一,而无功功率是影响电压最重要的因素之一。无功功率的变化,均对系统电压产生较大影响;只有通过调整无功功率电源使之与电力系统中无功需求相平衡,电压质量才能得到保证。     

配电网无功优化及无功补偿技术

无功电源如同有功电源一样,是保证电力系统的电压质量、降低网络损耗以及系统安全经济运行必不可少的重要组成部分。网络元件及负载所需要的无功功率来源于网络中的某个地方,如果要网络所需的无功功率都由发电机提供并跨过各个电压等级系统长距离传输显然是不合理的,不符合科学规律也很难做。科学合理的方法应该是在有无功功率需求的地方产生相适应的无功功率,即我们所说的无功补偿。在电力系统中,解决好无功补偿问题,对提高系统电能质量、保证安全经济运行、降损节能等方面都有着极为重要的意义。该文主要针对电力系统无功补偿的原则、方式、容量...     

谐波磁场对多速电动机起动性能影响的分析

在异步电动机中电机的磁场和气隙磁密除基波外,还包含着一系列的高次谐波以及齿谐波磁场。这些谐波磁场对电动机性能产生一定的影响;如果定子绕组采用的是60°相带短距绕组,谐波磁场的影响还较小。但是如果定子采用的是其他相带绕组,尤其是非正常相带绕组,那末谐波磁场对电动机的性能,尤其是对起动性能的影响更为严重。因此必须注意到谐波磁场对电动机性能的影响,以便找到相应的克服方法。下面就谐波磁场对电动机起动性能的影响,做一些分析:     

通过节约电能来提高经济效益的探索

煤矿企业绝大部分动力负荷是三相异步电动机。三相异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素,而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成;因此,要改善异步电动机功率因数,就要防止电动机的空栽运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成分是它的空载无功功率。提高变压器的功率因数就必须降低变压器的无功损耗,避免变压器空载运行或长期处于低负载运行状态。因此,煤矿尽量采用高压（6～10kV）电动机,这样可以省掉降压变压器,从而消除了该变压器产生的无功损耗。     

向宇宙索取“零点能”

一位量子物理学家曾这样描述“零点能”:“在自然界,完全真空就是没有任何东西,但真空中实际上是充满着忽隐忽现的粒子,它们的状态变化十分迅速,以至于无法看到。即使是在绝对零度的情况下,真空也在向四面八方散发能量。”顾名思义,“零点能”就是物质在绝对温度为零度下在真空中产生的能量。     

基于ANSYS的高温超导变压器稳态短路仿真

从分析绕组区域磁场着手,通过计算载流导体在磁场中受力而获得绕组受力,考虑到超导变压器绕组因电阻小抑制环流的能力大大降低,绕组支路电抗微小的不平衡可能引起很大的环流,建立了计人环流影响的“场-路”耦合的磁场分析模型．同时,将ANSYS软件应用于“场-路”耦合分析,做了探索．得到的磁场和电磁力的计算结果与理论分析相符,给出的方法可用于进行基于磁场计算的绕组并联支路或并绕导线之间的环流分析．     

基于IGBT的静止无功发生装置研究

随着电力电子技术的发展，绝缘栅双极晶体管IGBT的容量和耐压有了较大突破。由于IGBT属于全控型器件，因此IGBT构成的新型无功电源具有可靠性高、体积小、控制灵活、调节范围大等特点，这就是新型的无功补偿器ASVG（Advanced static VAR Generator）。该装置通过控制IGBT的通断，在三相之间实现能量交换，从而产生所需无功功率。ASVG感性和客性运行状态均连续快速可调，具有广泛的发展前途。