电子电源干预工频电源提高电力用户用电电能质量

自制一个标准电流Ib，将标准电流Ib通过电阻R1转换成电压Ux，然后再经过由电压放大器、移相器和功率放大器组成的固定放大器，产生与供电电压相同的控制电压Uk，将控制电压Uk作为1:1补偿变压器T1的初级输入，将T1的次级输出并联在负载两端，这样负载两端相当于并联了控制电压Uk。此时，人为控制此控制电压Uk，令其不在负载上产生电流。

② 在负载与供电电压的零线之间，串联变比系数为1:1并满足一定角差和比差标准的电流互感器T2的初级线圈，初级线圈的输入为负载实际电流Is;在电流互感器T2的次级串连一个阻值与R1相等的电阻R2，得到与实际电流I s相应的电压Uy。

③ 根据实际需求对交流电流进行治理。

a) 当负载电流中只含有有功电流时，标准电流Ib为流过负载的理想电流，当实际电流Is发生变化时，为了稳定负载上的电流，可以采用以下调整方法：将Ux和Uy分别输入到比较器(即1:1减法器)的正、负两端，减法器的输出结果记为Uxy;将Uxy与Ux叠加后输入到固定放大器的输入端;这样，固定放大器的输出电压就会产生变化，从而引起补偿变压器T1初级和次级电压产生变化，而在负载与T1的次级线圈形成的回路中产生与实际电流Is变化方向相反的偏离电流，对实际电流Is进行补偿，实现稳定电流的作用。图2所示为此种处理方式的原理图。

图2 稳定负载上电流的原理图

b) 当通过负载的交流电流含有有功电流和无功电流时，标准电流Ib为流回系统的电流。消除返回系统的无功电流的调整方法为：与a) 中的处理方法不同之处在于，将比较器的输出电压Uxy反向后再与Ux叠加。这就使得负载与T1的次级线圈所形成回路中的电流增大，从而导致无功电流从实际电流Is中分离，流过负载与次级线圈所在的回路，不再流回电网，减少了系统对无功电流的输出，扩大了系统容量，减轻了系统的负担，起到了无功电流补偿器的作用。

c) 当通过负载的交流电流中含有有功电流和谐波电流时，标准电流Ib为流回系统的电流。为了消除返回系统的谐波电流，具体调整方法是：与b) 中处理方法的不同之处在于，反向的Uxy通过一个移相器后再与Ux叠加，使谐波电流流过负载与T1的次级线圈所在的回路，不再流回系统，消除了负载中的谐波电流，相当于谐波电流消除器的作用。

d) 当通过负载的交流电流中含有有功电流、无功电流和谐波电流时，具体调整方式是：根据实际需求，将a) 、 b)、c)的处理方法结合使用，把流过负载的电流看成两部分，把允许流回电网的电流设定为标准电流，另外一部分即为由Uk控制的自成回路的补偿电流。这样，可限制有功电流、无功电流和谐波电流返回供电回路的比例。

e) 当通过负载的交流电流中含有有功电流、无功电流和谐波电流时，另一种具体调整方式是：根据实际情况，先用电工器件搭建无源电路，抵消一部分无功电流和谐波电流，然后再将剩余的电流按照d) 中的方法处理;这样增强了治理的动态性，简化了处理过程，降低了处理成本。

综上所述，此法可人为控制返回电网的电流，返回电网的电流是电网认可的电流，不认可的电流在Uk作用下自成回路，不再返回电网，起到了环保作用。

(3) 小结

在利用检定补偿法制作可实用的装置之前，必须圆满解决下述问题：

① 稳定电压和电流需要的偏离功率，需要通过转换效率至少为90%的能源转换器得到;

② 进入电力系统使用该方法制作的装置应该具有安全、可靠、可行、经济的特点;

③ 装置与电力系统的投入和切除操作以及标准的更换，必须方便实用，不影响电力系统的正常运行;

④ 使用装置时，必须采用普通保护和快速保护相结合的方式，避免装置受到损害。

3 检定补偿法的特点及优点

(1) 本方法中标准电压和标准电流的稳定度应在500ms以上，并且在整个处理过程中标准值和实际值应保持相对稳定;本方法是采用电子器件和电工器件相结合的处理方法，对电压、电流等参数的瞬时值进行处理，处理速度快、控制效果好、响应时间极短，可以认为是实时处理。

(2) 运算原理简单。本方法利用简单的代数运算即可提取出理想值，将复杂的电工处理转换成简单的电子器件处理，不用对实际值进行测量，即可轻松提取出理想值并求出差值，实现调整目的。

(3) 将复杂矢量运算转化成简单代数运算处理。实际供电电压或电流都是由基波与高次谐波叠加而成，因此是矢量。在某一瞬时提取出实际值与标准值进行运算，这样，将原来的复杂矢量运算转换成两者瞬时值的代数运算，这就是瞬时比较法。这样，简化了运算过程，提高了调整效率。

(4) 具有克隆效应。使用本方法调整后，目标电力参数与实际值无关，只与标准值有关，且紧紧跟随标准值，