李倩

摘要：

利用MATLAB軟件對投入電網(wǎng)的無功補(bǔ)償電容器突發(fā)的沖擊電流進(jìn)行仿真，比較了零電壓以及在任意電壓時(shí)刻的晶閘管投入到電網(wǎng)時(shí)的電流波形，并對兩波形進(jìn)行了對比分析，得出了零電壓時(shí)刻投入更加優(yōu)越。

關(guān)鍵詞：

MATLAB；波形；仿真

中圖分類號：

TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2014）18-0191-02

隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)中的無功負(fù)載的容量也不斷的增加，而大量的無功功率在電網(wǎng)中傳輸會降低電能的質(zhì)量和利用率，并且畸變的波形產(chǎn)生的諧波也對電網(wǎng)造成了極大的危害，因此，對于電壓的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，無功補(bǔ)償裝置就起到了非常重要的地位。

1 無功補(bǔ)償原理

關(guān)于無功補(bǔ)償?shù)脑?，可以利用圖1來解釋，在沒有進(jìn)行無功補(bǔ)償之前，整個(gè)系統(tǒng)的視在功率（S）較大，從而實(shí)際中所占的容量也大。補(bǔ)償電容器加入了以后，功率因數(shù)角φ減到φ′，因此功率因數(shù)也從cosφ升高為cosφ′。從以下的圖中可得出，在補(bǔ)償前后的有功功率（P）不變，但整體系統(tǒng)的視在功率減小到s″，若電源處是變壓器，則就能減小變壓器所需要的容量，因此提升了設(shè)備的利用率。

此仿真系統(tǒng)由兩部分組成即主電路以及控制電路。由單相交流電源、晶閘管模塊、補(bǔ)償電容器以及阻感負(fù)載（RL）四部分組成了主電路，電流表（CM）用來測量主電路中的電流，而電壓表VM和VM1分別用來測量負(fù)載兩端和晶閘管兩端的電壓，階躍信號發(fā)生器用來模擬實(shí)際投入的控制信號。

兩個(gè)反相并聯(lián)的晶閘管組成了晶閘管的模塊，對此晶閘管模塊封裝后加入到主電路模型，并與補(bǔ)償電容器進(jìn)行了串聯(lián)。而在控制模塊中，晶閘管電壓及控制信號組成了其輸入信號，兩個(gè)反相并聯(lián)的晶閘管的觸發(fā)信號組成了其輸出信號。當(dāng)階躍信號從0突變?yōu)?的時(shí)，等晶閘管兩端的電壓信號變成0的時(shí)刻，繼而形成了晶閘管的觸發(fā)信號，晶閘管因此導(dǎo)通，補(bǔ)償電容器也投入到了電網(wǎng)中。

此模型如圖3。

在圖5中，共有四個(gè)波形圖，由下到上分別為系統(tǒng)導(dǎo)通控制信號波形、晶閘管兩端電壓波形、負(fù)載兩端電壓的波形和電流波形圖。當(dāng)橫坐標(biāo)為0.065時(shí)，需將電容器組投入到電網(wǎng)時(shí)，即導(dǎo)通控制信號從0變至1后，等檢測到晶閘管的兩端電壓信號變?yōu)?V時(shí)，晶閘管就導(dǎo)通了。從圖可知，沖擊波形并未出現(xiàn)在系統(tǒng)電流波形中，與圖1對比，系統(tǒng)電流一直按照正弦規(guī)律變化且在±0.5A的范圍內(nèi)。因此得知，0時(shí)刻導(dǎo)通可成功的防止電容器在投入到電網(wǎng)的過程中形成沖擊電流。

此外，從波形圖也得出，電容器在未投入電網(wǎng)前，系統(tǒng)的電壓和電流波形有一定程度的相位差，電壓超前于電流。但在電容器投入到電網(wǎng)后，電壓和電流的相位差為0°。從而達(dá)到了有效的無功補(bǔ)償效果。

4 結(jié)論

本文形成了晶閘管投切電容器的控制模型，比較了零電壓時(shí)刻的投切與任意時(shí)刻投切時(shí)對電網(wǎng)造成的沖擊電流的程度，從而驗(yàn)證了在零電壓時(shí)刻投切電容器組的明顯優(yōu)點(diǎn)。無功補(bǔ)償器大部分用于配網(wǎng)中，所以要頻繁進(jìn)行投切。對各種因素進(jìn)行綜合后，采取檢測晶閘管兩端的電壓后，兩端的電壓是零時(shí)，晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，這就可有效的避免在投入的過程中對電網(wǎng)造成的沖擊。

參考文獻(xiàn)

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