单、三相负荷等效计算及节能分析

现行有关电气设计参考书和实际工程对单、三相负荷的等效计算,均按住建部颁发的电气设计规范中的规定执行,但规范中并未对单相负荷的属性作具体规定,这给实际设计工作带来了一定的影响。通过理论计算和分析,提出了单相相负荷及线负荷等效为三相负荷的两种计算方法,并达到节能的目的。     

线间负荷等效为三相负荷的计算方法探讨

现行有关教科书及工程上对线间负荷等效为三相负荷的计算均按部颁技术规程规定，即单台时取线间负荷的√３倍，多台时取最大线间负荷的３倍。通过理论计算和分析证明了这一规定的不完整性，并提出等效计算公式。     

不平衡负载的平衡分量法分解及补偿方法

为了更好地对三相不平衡负荷进行平衡化补偿,对不平衡负载进行详细分析,提出一种新的基于平衡分量法的无功补偿导纳计算方法。首先,将任何中性点不接地的三相负载分解为平衡负载和一个线间负载之和,通过将三相负载进行分解,可以得到负载所需要补偿的导纳值。补偿导纳的计算可分为平衡负载功率因数补偿、线间负载功率因数补偿以及线间线阻性负载平衡化补偿3部分。然后,对系统电压不对称时的Steinmetz理想补偿网络算法进行修正,根据控制目标和修正后的理想补偿网络算法,计算出系统电压不对称时所需的补偿导纳值。通过算例、仿真分析及实验验证,证明了所提无功补偿导纳计算方法的合理性和正确性,该方法具有计算简单、便于实现的优点。     

牵引供电系统功率因数计量方法的研究

文章对牵引供电系统常见的变压器接线方式下电网三相不平衡度和谐波情况进行了理论分析,分别采用算术功率因数、矢量功率因数和等效功率因数三种定义方法,对三相不平衡、非线性的牵引供电系统功率因数计算进行了讨论,并且分析仿真了牵引供电系统三相不平衡度和谐波对三种功率因数计量的影响。理论分析及计算实例表明,IEEE Std.1459-2010标准中推荐使用的等效功率因数能准确计算三相不平衡非线性系统的功率因数,为电能计量的正确考核提供科学依据。     

电气设计中Excel电子表格的应用

针对工业建筑电气设计的实际需要。以Excel软件为平台。结合照度计算、负荷计算、电压损失计算及三相不平衡负荷调整等基本公式,详细介绍照度计算表、照明配电箱负荷计算表的编制方法。结果表明,采用Excel计算,准确度高,操作简便。     

考虑负荷不平衡分布的低压配电网线损实用计算策略

低压台区线制特殊,单相负荷与三相负荷混合,三相不平衡情况普遍且严重,引起较为严重的不平衡附加线损.各相负荷大小、空间分布的不同使低压台区内不平衡情况差异较大,对线损的影响不容忽视.为了提高低压台区线损计算的准确度,基于前推法构建考虑三相负荷不平衡分布的线损计算模型,并提出考虑负荷分布的不平衡修正系数表征三相不同分布对线损的影响.为了便于应用,以4种典型负荷分布为基础,将模型进行等效简化,提出适用于两类典型负荷分布场景的,考虑三相负荷不平衡分布的线损计算方法.算例验证了所提方法的准确性与可行性,能够为提高低压台区线损计算准确度提供参考依据.     

不对称冲击负荷产生的电压波动计算方法探讨

电气化铁路冲击负荷具有不对称的特性,无法直接用基于三相对称系统的仿真软件计算其在电力系统公共连接点产生的电压波动。为解决这一问题,根据电压波动定义及计算公式原理,结合星形接线和三角形接线形式下相电压与线电压的关系,论证了相电压和线电压波动的一致性,并由此提出了等效负荷的概念。仿真计算结果表明,利用等效负荷在三相对称仿真系统中计算的结果与不对称冲击负荷最大相产生的电压波动相等。从而从理论和实例两方面证明了等效负荷在不对称冲击负荷电压波动计算中的适用性。     

一种大功率低开关应力三相Buck功率因数校正电路

针对三相单开关Buck功率因数校正器的开关电压应力过大的问题,文章提出一种通过外加辅助元件使开关器件等效阻抗不相等的电压钳位型三相两开关Buck功率因数校正器。相较于传统的三相单开关Buck功率因数校正器,所提方案在保持控制方法简单的同时,有效地降低开关管电压应力,以及电源制造成本,同时电路的输入特性具有电流源的特性,具有较强的短路故障抑制能力通过对电路结构在稳定工作时各个时段工作过程的分析,建立数学模型,给出利用开关等效阻抗不相等实现电压钳位的设计方法,分析该电路高功率因数低开关电压应力的原理。最后,制作一台5kW的实验验证样机,稳定运行时功率因数为1,谐波含量不足5%,证明该电路的优越性和可行性。     

配电网中三相不平衡负荷补偿

为解决中低压配电网中普遍存在的三相负荷不平衡问题，详细分析了三相不平衡负荷的特性，对三相不平衡负荷的补偿原理进行了深入的研究，给出了三相不平衡负荷补偿的一般原则，并在此基础上，提出了使用TCR＋TSC型SVC作为三相不平衡负荷的补偿装置，从数值仿真结果可知，这种无功补偿装置不仅可平衡三相负荷，而且可将三相负荷的功率因数补偿到1。     

混合补偿调节器在低压配电网三相不平衡负载中的应用

低压配电网三相负荷不平衡会导致变压器出力降低、线路网损增加,中性点电位偏移、功率因数降低等问题。为降低供电成本,减少线损以及提高电能质量,以新一代研制出的额定电压0.4 kV的混合补偿调节器(SPC50)为应用背景,选择典型试点台区,现场安装试运行。运行结果及计算分析表明混合补偿装置不仅可以平衡三相负荷,而且可将功率因数提高到0.98以上,从而验证了装置在解决低压配电网三相不平衡负载的有效性。     

考虑电源线电压控制特性的不接地配电网改进三相潮流模型

不接地配电网具有无零序电流通路、端点元件无中性点或虽有中性点但无引出线两个特点。由于无零序电流通路,端点注入电流满足零序分量为0的约束;由于无中性点或中性点引出线,端点元件具有相—中性点电压不可测或不宜控制相—地电压的特点。因此,实际不接地配电网中的电源端点通常以线电压作为测量和控制对象,即电源具有线电压控制特性。文中同时考虑不接地配电网的上述两个特点,提出以线电压为控制对象,通过构造平衡端点等值中性点作为全网的电压参考点,建立平衡端点和有功功率—电压端点的改进模型;在此基础上,进一步结合不同接线方式负荷的潮流模型,建立考虑电源线电压控制特性的不接地配电网改进三相潮流模型。最后,用IEEE13节点修正系统验证了所提模型对不接地配电网三相潮流计算的适应性和有效性。     

1 000 kV双回路特高压输电塔顺风向等效静风荷载研究

基于高频动态天平测力试验,研究了1 000 kV双回路特高压输电塔的等效静力风荷载。基于准定常理论和不同高度的脉动风荷载无量纲自功率谱相等的假设,得到了塔身不同高度处的风荷载自谱和互谱。分别计算了输电塔风偏角为0°和90°时的等效背景风荷载、等效共振风荷载和总等效静风荷载,给出了不同高度处的阵风效应因子,可为特高压输电塔的风荷载计算提供依据。     

一种非接地配电系统潮流计算的改进方法

针对配电网潮流计算中采用相电压分量作为计算变量引起的变压器导纳矩阵出现奇异等问题,提出了一种非接地配电系统潮流计算的改进方法.该方法采用线电压分量作为计算变量,基于此建立了相应的传输线、变压器、感应电动机等元件模型,并将这些模型应用于回推-前推潮流算法中.该方法解决了非接地配电网潮流计算中变压器导纳矩阵出现奇异的问题,克服了非接地系统中参考点的任意选取导致潮流计算结果出现不唯一的情况,更加符合实际物理情形,同时减小了计算量.理论分析和实例计算表明,该方法是一种有效的非接地配电系统潮流计算方法.     

基于平衡补偿法对负载中性点偏移电压的测量

配电系统中一般已知三相电压以及三相功率潮流,不能测出负载端中性点偏移电压,而在建立并求解三相电源电流数学模型的前提是必须已知中性点偏移电压。介绍了一种根据平衡补偿法测量中性点电压偏移量,应用并联补偿装置对不对称负载进行平衡补偿,得出补偿后系统对称电流和对称阻抗。采用不对称负载和补偿电抗的星三角变换对不对称负载进行修正,依据补偿前不对称电流等于负载电流为条件重复迭代计算精确求出不对称负载,并求得中性点电压偏移量。最后依据广东某一变电站为例,计算并用Matlab仿真证明了该方法的正确性。     

三相负荷不平衡对低压网损影响的分析

配电网三相负荷不平衡运行将增加配电网的电能损耗。通过对三相负荷不平衡时有关线损的各因素的分析,得到三相负荷不平衡时线损增加率的计算公式以简化分析计算工作。对几种三相负荷典型不平衡情况分析得到的结论,经实例证明可供实际生产运行中参考。     

三相四线制系统中基于等功率法的谐波检测

有源电力滤波器(APF)补偿性能的好坏很大程度上取决于系统的谐波检测算法。介绍了三相四线制系统中的3种谐波检测法,即以瞬时无功功率理论为基础的d-q法、有功分离法和基于功率平衡的等功率法,重点阐述了等功率法。在系统电压畸变和无畸变、负荷对称和不对称4种组合情况下利用PSCAD/EMTDC软件对系统的谐波检测进行仿真,在此基础上对3种检测法在补偿效果、实时性等方面作详细比较,分析各自特性。比较可知,等功率法不需要大量的计算,程序设计简单,且在补偿效果、实时性、直流侧电压利用率方面均取得其他2种方法难以比拟的效果,且易于硬件实现。实验结果表明,等功率法实用价值高。     

The Use of Harmonic Distortion to Increase the Output Voltage of a Three-Phase PWM Inverter

By adding a measure of third harmonic to the output of each phase of a three-phase inverter, it is possible to obtain a line-to-line output voltage that is 15 percent greater than that obtainable when pure sinusoidal modulation is employed. The line-to-line voltage is undistorted. The method permits the inverter to deliver an output voltage approximately equal to the voltage of the ac supply to the inverter. Thus an induction motor of standard rating with respect to the ac supply to the inverter can deliver very nearly full power at rated speed when supplied from the inverter. This is achieved without pulse dropping or any other form of mode-changing.     

不平衡负荷电流无功补偿的优化设计

在三相四线制条件下,采用三角形联结的补偿装置对不平衡电流的负序分量进行补偿,采用星形联结的补偿装置来平衡电流的零序分量,并且将功率因数提高到1。这样实现了不平衡负荷无功和电流的综合补偿。在理论推导的过程中,分析了其它补偿方案的不足之处,在本文补偿方案中针对他们的不足进行了优化设计。最后通过仿真,验证了本文的正确性和优良性。     

基于潮流估计和分块负荷削减的配电网可靠性评估算法

基于中压配电网闭环设计、开环运行的特点,以及元件电压降落、功率损耗及树状网络潮流分布的特点,推导出了节点电压、支路传输功率与支路阻抗的关系。在节点负荷矩基础上推导出了计算和修正节点负荷矩的等值阻抗和等值功率计算公式;提出了配电网故障解析中负荷转移后的电压估计模型、送端馈线潮流估计模型和受端馈线潮流估计模型,提高了可靠性评估中元件故障状态下潮流计算的效率。以分块链表简化配电网的结构并给出分块负荷削减的模型,实现了计及潮流约束的配电网可靠性评估。IEEE 33节点系统和工程算例仿真表明,文中提出的负荷削减模型与潮流估算模型相结合可快速、准确地实现中压配电网的可靠性计算,具有较高的工程实用价值。