電子電源干預(yù)工頻電源提高電力用戶用電電能質(zhì)量

實際供電電壓/A-理想電壓/A=補(bǔ)償電壓/A (5)

(實際供電電壓/A)*A-(理想電壓/A)*A=(補(bǔ)償電壓/A)*A (6)

其中，A為常數(shù)，A的作用是將電力電壓轉(zhuǎn)換成電子器件運(yùn)算所需的低電壓。理想電壓不容易實現(xiàn)，但是將理想電壓變換成低電壓即理想電壓/A后就可以實現(xiàn)，將理想電壓/A稱為絕對標(biāo)準(zhǔn)電壓。將實際供電電壓縮小A倍后與標(biāo)準(zhǔn)電壓做(5)式的運(yùn)算，此過程就是檢定過程，可通過1:1減法器實現(xiàn)，檢定出的電壓也就是減法器的輸出電壓，即補(bǔ)償電壓/A。將檢定出的電壓放大A倍，便得到實際電路中的補(bǔ)償電壓，將實際供電電壓和補(bǔ)償電壓代入(4)式，即可得到與標(biāo)準(zhǔn)電壓形式相同、與理想電壓值相等的新電壓。因此，將實際供電電壓、補(bǔ)償電壓代入電力回路中后，負(fù)載兩端的電壓就是與理想電壓相對應(yīng)的穩(wěn)定的新電壓。

通過上述可知，從實際供電電壓中得到穩(wěn)定的新電壓的過程是(3)式和(4)式的運(yùn)算過程，而(3)式可以被(5)式和(6)式代替，那么整個提取過程也就變成(5)式、(6)式和(4)式的運(yùn)算。(5)式和(6)式是通過電子器件的運(yùn)算實現(xiàn)的，速度非?？?，(4)式需要通過電工器件實現(xiàn)，此速度遠(yuǎn)小于電子器件的處理速度，因此整個過程所用時間可以認(rèn)為僅是(4)式對電力電壓的運(yùn)算時間。

概言知，檢定補(bǔ)償法的本質(zhì)是：

① 檢定：將實際供電電壓/A和絕對標(biāo)準(zhǔn)電壓(即理想電壓/A)經(jīng)過1:1減法器，得到差值，此過程就是檢定過程，在此過程中認(rèn)為理想值絕對準(zhǔn)確;

② 補(bǔ)償：將檢定過程中得到的差值定量放大A倍后，作為控制信號對實際供電電壓進(jìn)行補(bǔ)償，此過程就是補(bǔ)償過程。

通過更換絕對標(biāo)準(zhǔn)電壓的形式，交流電壓檢定補(bǔ)償法可以具有五大治理電壓的基本功能：

a) 當(dāng)絕對標(biāo)準(zhǔn)電壓為有效值穩(wěn)定的電壓信號時，本方法對負(fù)載的供電電壓有穩(wěn)壓作用;

b) 當(dāng)絕對標(biāo)準(zhǔn)電壓為正弦波電壓信號時，本方法可以消除供電電壓由于諧波造成的污染，將已被污染的供電電壓還原成正弦波后再為負(fù)載供電，即具有交流濾波器的功能;

c) 當(dāng)絕對標(biāo)準(zhǔn)電壓為指定理想電壓(如228V)時，本方法具有輸出理想電壓228V的功能，即具有指定電壓輸出器的功能，可滿足企業(yè)提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量的需求;

d) 當(dāng)絕對標(biāo)準(zhǔn)電壓有效值為220V/A，波形為正弦波時，本方法可輸出額定電壓，即具有額定電壓輸出器的功能;

e) 當(dāng)絕對標(biāo)準(zhǔn)電壓為含有正弦波和諧波的電壓信號時，本方法可以抑制負(fù)載電流中存在的諧波電流，不會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。

(2) 交流電流檢定補(bǔ)償法

交流電流是由加在負(fù)載上的交流電壓產(chǎn)生的，并隨著負(fù)載性質(zhì)的不同而改變，所以交流電流不僅與交流電壓相關(guān)，更與負(fù)載性質(zhì)之間存在密切的聯(lián)系。處理電流的方法是利用電壓與電流的對偶性導(dǎo)出的。目前市場上的電子器件一般都是處理電壓的，因此在處理電流時，先將電流轉(zhuǎn)換成電壓進(jìn)行處理，然后再將處理好的電壓還原成電流，已達(dá)到治理電流的目的。

交流電壓加在性質(zhì)復(fù)雜的負(fù)載上時，產(chǎn)生的交流電流中含有有功電流、無功電流和諧波電流等分量。將這三種主要分量從交流電流中分離開來分別處理，使其各行其路，以消除各分量對電網(wǎng)的不利影響。將有用電流留在電網(wǎng)回路中，這就是交流檢定補(bǔ)償法的基本指導(dǎo)思想。

本方法在負(fù)載兩端并聯(lián)一個控制電壓，通過調(diào)節(jié)控制電壓，產(chǎn)生補(bǔ)償電流，以達(dá)到對電流治理的目的。

該方法的具體實施步驟如下。

① 首先根據(jù)實際情況自制一個標(biāo)準(zhǔn)電流Ib，將標(biāo)準(zhǔn)電流Ib通過電阻R1轉(zhuǎn)換成電壓Ux，然后再經(jīng)過由電壓放大器、移相器和功率放大器組成的固定放大器，產(chǎn)生與供電電壓相同的控制電壓Uk，將控制電壓Uk作為1:1補(bǔ)償變壓器T1的初級輸入，將T1的次級輸出并聯(lián)在負(fù)載兩端，這樣負(fù)載兩端相當(dāng)于并聯(lián)了控制電壓Uk。此時，人為控制此控制電壓Uk，令其不在負(fù)載上產(chǎn)生電流。

② 在負(fù)載與供電電壓的零線之間，串聯(lián)變比系數(shù)為1:1并滿足一定角差和比差標(biāo)準(zhǔn)的電流互感器T2的初級線圈，初級線圈的輸入為負(fù)載實際電流Is;在電流互感器T2的次級串連一個阻值與R1相等的電阻R2，得到與實際電流I s相應(yīng)的電壓Uy。

③ 根據(jù)實際需求對交流電流進(jìn)行治理。

a) 當(dāng)負(fù)載電流中只含有有功電流時，標(biāo)準(zhǔn)電流Ib為流過負(fù)載的理想電流，當(dāng)實際電流Is發(fā)生變化時，為了穩(wěn)定負(fù)載上的電流，可以采用以下調(diào)整方法：將Ux和Uy分別輸入到比較器(即1:1減法器)的正、負(fù)兩端，減法器的輸出結(jié)果記為Uxy;將Uxy與Ux疊加后輸入到固定放大器的輸入端;這樣，固定放大器的輸出電壓就會產(chǎn)生變化，從而引起補(bǔ)償變壓器T1初級和次級電壓產(chǎn)生變化，而在負(fù)載與T1的次級線圈形成的回路中產(chǎn)生與實際電流Is變化方向相反的偏離電流，對實際電流Is進(jìn)行補(bǔ)償，實現(xiàn)穩(wěn)定電流的作用。圖2所示為此種處理方式的原理圖。

圖2 穩(wěn)定負(fù)載上電流的原理圖

b) 當(dāng)通過負(fù)載的交流電流含有有功電流和無功電流時，標(biāo)準(zhǔn)電流Ib為流回系統(tǒng)的電流。消除返回系統(tǒng)的無功電流的調(diào)整方法為：與a) 中的處理方法不同之處在于，將比較器的輸出電壓Uxy反向后再與Ux疊加。這就使得負(fù)載與T1的次級線圈所形成回路中的電流增大，從而導(dǎo)致無功電流從實際電流Is中分離，流過負(fù)載與次級線圈所在的回路，不再流回電網(wǎng)，減少了系統(tǒng)對無功電流的輸出，擴(kuò)大了系統(tǒng)容量，減輕了系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，起到了無功電流補(bǔ)償器的作用。

c) 當(dāng)通過負(fù)載的交流電流中含有有功電流和諧波電流時，標(biāo)準(zhǔn)電流Ib為流回系統(tǒng)的電流。為了消除返回系統(tǒng)的諧波電流，具體調(diào)整方法是：與b) 中處理方法的不同之處在于，反向的Uxy通過一個移相器后再與Ux疊加，使諧波電流流過負(fù)載與T1的次級線圈所在的回路，不再流回系統(tǒng)，消除了負(fù)載中的諧波電流，相當(dāng)于諧波電流消除器的作用。

d) 當(dāng)通過負(fù)載的交流電流中含有有功電流、無功電流和諧波電流時，具體調(diào)整方式是：根據(jù)實際需求，將a) 、 b)、c)的處理方法結(jié)合使用，把流過負(fù)載的電流看成兩部分，把允許流回電網(wǎng)的電流設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)電流，另外一部分即為由Uk控制的自成回路的補(bǔ)償電流。這樣，可限制有功電流、無功電流和諧波電流返回供電回路的比例。