導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇電路補(bǔ)償法的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】氧化鋅避雷器；伏安特性；在線檢測(cè)

避雷器是保護(hù)電力設(shè)備免受因雷擊過(guò)電壓，對(duì)電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。氧化鋅避雷器具有保護(hù)特性好、動(dòng)作反應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。在使用中由于常在戶外裝設(shè)，所處的環(huán)境較惡劣，會(huì)使氧化鋅避雷器日趨老化，使其絕緣性能降低，影響正常工作，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)使氧化鋅避雷器失去作用，引起熱崩潰，甚至發(fā)生爆炸。因此，檢測(cè)氧化鋅避雷器絕緣特性是否完好就顯得十分重要。本文中主要介紹氧化鋅避雷器的在線檢測(cè)的原理和方法，就其中的幾種進(jìn)行比較和分析。

一、氧化鋅避雷器的特性及檢測(cè)原理

氧化鋅避雷器由于氧化鋅閥片具有良好的非線性伏安特性，即圖1所示，正常電壓運(yùn)行時(shí)，具有較大的阻抗特性，流過(guò)避雷器的電流很?。ㄒ话闱闆r下會(huì)小于1mA），雷擊或受沖擊時(shí)，其過(guò)電壓超過(guò)氧化鋅避雷器的擊穿電壓時(shí)，阻抗會(huì)呈現(xiàn)較低的特性，使線路強(qiáng)大的沖擊電流迅速流入大地，而使避雷器上所承受的電壓不發(fā)生變化；當(dāng)沖擊過(guò)電壓的幅值小于避雷器的擊穿電壓時(shí)，氧化鋅避雷器仍然呈現(xiàn)較高的阻抗特性，呈現(xiàn)絕緣狀態(tài)。

按照上述原理，可以得出氧化鋅避雷器的等效電路圖，即圖2。

其中ux：避雷器運(yùn)行電壓；

ix：流過(guò)避雷器的電流；

iR、iC：流過(guò)避雷器的阻性電流分量iR和容性電流分量iC。

正常運(yùn)行時(shí)流過(guò)氧化鋅避雷器的電流ix很小，稱為泄漏電流，泄漏電流中容性電流分量很大，而阻性電流分量很小。為發(fā)生故障時(shí)，流過(guò)它的泄漏電流會(huì)發(fā)生變化。目前檢測(cè)氧化鋅避雷器正常工作與否的基本原理是通過(guò)檢測(cè)流過(guò)氧化鋅避雷器的泄漏電流的變化情況來(lái)判斷其是否工作在正常狀態(tài)。

二、氧化鋅避雷器在線檢測(cè)的方法

避雷器在線檢測(cè)分為離線檢測(cè)和在線檢測(cè)。采用離線檢測(cè)法需將避雷器停用后再進(jìn)行檢測(cè)，會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常供電。而采用在線檢測(cè)不需要停用避雷器，即不影響電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。目前，氧化鋅避雷器的在線檢測(cè)方法許多，如總泄漏電流法、基波法、高次諧波分析法和補(bǔ)償法等。下面就對(duì)氧化鋅避雷器在線檢測(cè)的幾種常見(jiàn)方法進(jìn)行介紹。

2.1總泄漏電流法

總泄漏電流法中假設(shè)流過(guò)氧化鋅避雷器的容性電流分量基本保持不變，通過(guò)檢測(cè)總的泄漏電流變化情況來(lái)反映阻性電流分量的變化情況，從而得出氧化鋅避雷器是否處于正常工作的狀態(tài)?，F(xiàn)總泄漏電流法主要是采用測(cè)量接地引線上通過(guò)的泄漏全電流的方法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，如圖3所示。

總泄漏電流法原理簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，但不能及時(shí)反映避雷器早期的老化問(wèn)題。當(dāng)避雷器因受潮而發(fā)生故障時(shí)，阻性電流分量就會(huì)發(fā)生較大的變化，從而可以通過(guò)測(cè)量總電流的發(fā)生變化來(lái)發(fā)現(xiàn)故障。當(dāng)總泄漏電流增大為兩倍以上時(shí)，總泄露電流法可以有效地發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷器在運(yùn)行中的受潮和劣化情況。

2.2基次諧波法

基次諧波法利用氧化鋅閥片在正弦波電壓的作用下，它的阻性電流中只有基波電流產(chǎn)生功耗，阻性基波電流是一個(gè)定值，與諧波電壓無(wú)關(guān)。在總泄漏電流的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)濾波或者是對(duì)總泄漏電流進(jìn)行數(shù)字諧波分析，提取出基波分量后對(duì)基波進(jìn)行分解，然后根據(jù)阻性電流分量在基波中所占的比例變化來(lái)判斷氧化鋅避雷器的工作狀態(tài)，基次諧波法測(cè)量的原理如圖4所示。

在使用基次諧波法檢測(cè)阻性電流分量時(shí)，不需要電網(wǎng)的電壓信號(hào)，只需要在避雷器的接地線上直接接一個(gè)電流互感器就可以測(cè)得流過(guò)氧化鋅避雷器的泄漏電流?；沃C波法的檢測(cè)原理較為簡(jiǎn)單，具有一定的精確性。但此方法只能反映阻性電流基波成分的變化情況，對(duì)于利用高次諧波能夠更反映避雷器的運(yùn)行狀態(tài)是無(wú)法完成的。

2.3高次諧波分析法

氧化鋅閥片的絕緣性能下降是其出現(xiàn)故障的主要原因。產(chǎn)生這種現(xiàn)象主要有兩種原因，一是氧化鋅避雷器閥片老化使其非線性伏安特性變差，使得阻性電流分量中的高次諧波電流增大很多，而阻性電流分量的基波分量則不發(fā)生明顯的變化；二是因?yàn)檠趸\避雷器受潮，其表現(xiàn)出的狀況正好與老化引起的狀況相反，其基波分量會(huì)發(fā)生明顯的變化，而高次諧波分量則不發(fā)生明顯的變化。因此，使用高次諧波法分析泄漏電流的阻性電流分量能夠更準(zhǔn)確的分析出氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，能夠更好的保證氧化鋅避雷器安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

使用高次諧波分析法過(guò)程繁瑣，雖然可以得出泄漏電流的各次阻性和容性電流諧波分量，但是在總的泄漏電流中容性電流分量是基本維持不變的，真正反映氧化鋅避雷器運(yùn)行狀態(tài)的是阻性電流分量。因此，如果能夠?qū)⒖傂孤╇娏髦械娜菪噪娏鞣至窟^(guò)濾掉，那么這個(gè)檢測(cè)過(guò)程將會(huì)十分簡(jiǎn)單。

2.4補(bǔ)償法

流過(guò)氧化鋅避雷器的泄漏電流中容性電流分量占很大比例，而阻性電流分量很小。但是，在用基波法和高次諧波分析法檢測(cè)的時(shí)候主要是檢測(cè)阻性電流分量的變化情況從而確定氧化鋅避雷器的工作狀況，這就使得基波法和高次諧波分析法在檢測(cè)的過(guò)程中的準(zhǔn)確性受到了影響。

補(bǔ)償法正是基于這樣的考慮，利用容性電流分量和系統(tǒng)的電壓相角關(guān)系將容性電流分量在總泄漏電流中濾去，從而獲得單一的阻性電流分量，使得檢測(cè)的準(zhǔn)確性大大提高。圖5為應(yīng)用補(bǔ)償法檢測(cè)流過(guò)氧化鋅避雷器泄露電流的原理圖。

補(bǔ)償法在一般情況下能夠準(zhǔn)確的反映氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，但是也存在著不足，這是因?yàn)槿郙OA相距很近，其間存在著很大的雜散電容，會(huì)影響測(cè)量的結(jié)果，而補(bǔ)償法還不能夠消除相間耦合電容電流和系統(tǒng)高次諧波的影響，使得三相阻性電流出現(xiàn)不平衡。

2.5雙“AT”檢測(cè)法

雙“AT”檢測(cè)法基本原理為在測(cè)量泄漏電流法中設(shè)置一個(gè)對(duì)泄漏電流進(jìn)行采樣的AT傳感器外，又增設(shè)一個(gè)AT傳感器來(lái)對(duì)過(guò)電壓情況下沖擊大電流的峰值進(jìn)行采樣分析，從而記錄氧化鋅避雷器的動(dòng)作次數(shù)，并設(shè)置了參考電壓分析其動(dòng)作的原因，然后將采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，分析處理結(jié)果，從而得出氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀態(tài)。其基本原理圖如圖6所示。

雙“AT”檢測(cè)法在線檢測(cè)的功能需要通過(guò)強(qiáng)大的支持軟件來(lái)完成，對(duì)在檢測(cè)過(guò)程中環(huán)境的溫度和系統(tǒng)諧波問(wèn)題進(jìn)行了充分的考慮，其準(zhǔn)確性較高，但是經(jīng)濟(jì)性不好，因此，雙“AT”檢測(cè)法在我國(guó)還是處于試用階段，沒(méi)有得到廣泛的推廣。

三、檢測(cè)方法分析比較

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【關(guān)鍵詞】變電設(shè)計(jì)；無(wú)功補(bǔ)償；裝置；設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的需求也在不斷提升，各種各樣的電力器具的應(yīng)用也在日益增多，社會(huì)的健康發(fā)展以及人們生活水平的提高同電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)地運(yùn)行息息相關(guān)。在電網(wǎng)的輸送過(guò)程中，無(wú)功率變化起著越來(lái)越重要的作用，它對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響正在不斷提升。無(wú)功功率的不足將造成電壓的下降，相反，無(wú)功功率過(guò)大則會(huì)造成電壓的上升，這樣將會(huì)直接影響到當(dāng)前的應(yīng)用線路，產(chǎn)生電壓不穩(wěn)亦或是電力不足的現(xiàn)象。這樣的問(wèn)題很容易損壞高級(jí)元器件，也可能使得電力系統(tǒng)解列或是進(jìn)入崩潰的狀態(tài)，這樣必然造成影響十分惡劣的大范圍的停電事故，此外，也可能造成輸電線的電壓不穩(wěn)定，最終使得電路中一部分元器件被損壞，這些元器件都是對(duì)電壓要求比較高的。

一、與無(wú)功補(bǔ)償相關(guān)的基本概念

無(wú)功補(bǔ)償，我們也將其叫做無(wú)功功率補(bǔ)償。在供電系統(tǒng)中，無(wú)功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)的功率因數(shù)可以起到一個(gè)提高的作用，并且可以降低輸送線路的損耗，以此提高供電效率、改善供電環(huán)境。一般地說(shuō)，無(wú)功補(bǔ)償裝置作為配電系統(tǒng)中的不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，是擁有著相當(dāng)重要的地位的，并發(fā)揮著不可替代的作用。在變電工作進(jìn)行的過(guò)程中，適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償裝置可以高效率地降低由于線路所產(chǎn)生的電能損耗，與此同時(shí)，無(wú)功功率補(bǔ)償對(duì)供電質(zhì)量的提高以及供電的穩(wěn)定也有著重要的作用。相反，如果不能在電力系統(tǒng)的工作過(guò)程中恰當(dāng)?shù)厥褂脽o(wú)功功率補(bǔ)償裝置，很容易使得在供電系統(tǒng)中出現(xiàn)電壓大幅變動(dòng)的現(xiàn)象，更有甚至?xí)斐上喈?dāng)嚴(yán)重的諧波現(xiàn)象。如今，比較常用的無(wú)功功率補(bǔ)償主要有三種，分別是有功功率、無(wú)功功率以及視在功率。下面我們分別對(duì)其定義進(jìn)行敘述和分析。

（一）有功功率。有功功率是指交流電路中，在一定的周期之內(nèi)，電源所產(chǎn)生的瞬時(shí)功率平均值，或者也可以說(shuō)成是負(fù)載消耗的功率，這樣的值被我們稱作有功功率，通常使用符號(hào)P來(lái)表示。

（二）無(wú)功功率。如若在一個(gè)電路中存在電感或者電容元器件，那么在該電路的每半個(gè)周期之內(nèi)，都會(huì)產(chǎn)生將電源的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)或電場(chǎng)的能量的現(xiàn)象，并把這些磁場(chǎng)或電場(chǎng)的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，然后再釋放掉，將儲(chǔ)存起來(lái)的磁場(chǎng)或電場(chǎng)的能量再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娫吹哪芰?，即再返還給電源，這個(gè)過(guò)程叫做能量的交換，而并不是真正地消耗掉了能量，我們把在交換過(guò)程中產(chǎn)生的這個(gè)功率值就叫做無(wú)功功率，通常使用符號(hào)Q來(lái)表示。

（三）視在功率。在電路中，電壓與電流的乘積就是視在功率的值，通常我們使用符號(hào)S來(lái)表示視在功率。

在電力系統(tǒng)當(dāng)中，要想補(bǔ)償用電設(shè)備所需的無(wú)功功率，我們通常采用的一種方法是使用并聯(lián)電容器。用這種方法以提高功率因數(shù)，這種方法被我們叫做電容無(wú)功補(bǔ)償法，一般來(lái)說(shuō)，相位超前90°的是容性無(wú)功電流，它可以同相位滯后90°的感性無(wú)功電流相互作用，并抵消其中的一部分，換一種說(shuō)法就是補(bǔ)償了一部分的無(wú)功電流。在電路中使用并聯(lián)電容器的方法之后，功率因數(shù)角同原來(lái)相比是變小了，因此功率因數(shù)就會(huì)變大，但是，這個(gè)過(guò)程并不會(huì)使感性的功率負(fù)載所產(chǎn)生的有功功率發(fā)生改變，只不過(guò)是如果想得到相同的有功功率，那么所需要的視在功率變少了。根據(jù)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置我們可以看到，它把功率符合裝置同感性功率的負(fù)載裝置并聯(lián)在了一起，這樣就形成了統(tǒng)一的一個(gè)電路，并且兩者間可以進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，我們通常將這種形式稱作無(wú)功功率補(bǔ)償。

二、進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)谋匾?/p>

在電力系統(tǒng)中，異步電動(dòng)機(jī)和變壓器等都是相對(duì)比較常用的設(shè)備，對(duì)于輸電線路，一大部分都是感性的負(fù)荷，因此在運(yùn)行的時(shí)候勢(shì)必要向這些設(shè)備提供無(wú)功功率。無(wú)功電源包括如發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器和靜止補(bǔ)償器等等。通常來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生無(wú)功功率基本上是不消耗能源的，然而，無(wú)功功率在沿著電力網(wǎng)傳輸?shù)倪^(guò)程中，勢(shì)必要產(chǎn)生電壓的損耗以及有功功率的損耗。假如讓發(fā)電的企業(yè)直接給用戶供應(yīng)其所需要的大量的無(wú)功功率，那么變壓器和輸電線路輸送如此大量的無(wú)功功率勢(shì)必會(huì)造成相當(dāng)?shù)碾娔艿膿p耗，這是不科學(xué)的也并不經(jīng)濟(jì)。為了能夠盡最大的努力來(lái)降低無(wú)功功率在傳輸?shù)倪^(guò)程中所造成的電能損耗，并且提高輸配電效率，那么無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備必須要合理地分配和布局，我們采取的原則簡(jiǎn)要概括為八個(gè)字：分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡。

無(wú)功功率的補(bǔ)償容量如果得到合理的分配，就可以達(dá)到改變電力網(wǎng)的無(wú)功潮流的分布的目的，這樣就可以真正地實(shí)現(xiàn)減少電壓損耗以及有功功率的損耗，以此來(lái)改善電壓的質(zhì)量。在進(jìn)行補(bǔ)償裝置的設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)各種因素例如電網(wǎng)電壓、有功分配、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、無(wú)功平衡以及的、調(diào)相調(diào)壓等，來(lái)提出關(guān)于補(bǔ)償裝置的參數(shù)，例如設(shè)置地點(diǎn)、容量以及電壓的等級(jí)和形式種類等。

三、無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)脑?/p>

電網(wǎng)的負(fù)荷由于傳輸了無(wú)功功率而被加重了，同時(shí)也增加了電網(wǎng)的損耗并造成系統(tǒng)電壓的下降。因此，我們可以采取就近、就地補(bǔ)償?shù)姆椒?。如前面我們所講到的，并聯(lián)電容器可以補(bǔ)償感性無(wú)功功率，如果容性無(wú)功功率（QC）同感性無(wú)功功率（QL）相等，那么此時(shí)，電網(wǎng)傳輸?shù)膬H僅是有功功率（P）。根據(jù)我們國(guó)家對(duì)相關(guān)部分內(nèi)容的規(guī)定，高壓的用戶其功率因數(shù)必須要達(dá)0.9以上；而低壓的用戶其功率因數(shù)也需達(dá)0.85以上，無(wú)功補(bǔ)償，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)它就是盡最大限度地減少無(wú)功功率的傳輸。因此，我們可以想辦法，就地安裝上無(wú)功的電源，以此來(lái)達(dá)到用戶和網(wǎng)絡(luò)元器件的需求。

四、無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

從理論上來(lái)說(shuō)，要想進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，簡(jiǎn)而言之就是就地?zé)o功，即無(wú)功需要在哪里，就在哪里進(jìn)行補(bǔ)償，使得整個(gè)系統(tǒng)都是沒(méi)有無(wú)功的流動(dòng)的。但是我們深知，這在現(xiàn)實(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)中是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此又理論聯(lián)系實(shí)際我們得出如下幾個(gè)可行的無(wú)功補(bǔ)償方式：（1）在變電所中的母線集中，裝上并聯(lián)電容器（組）。（2）在高壓配電線和低壓配電線中，分散地裝上并聯(lián)電容器（組）。（3）在配電變壓器的低壓一側(cè)以及用戶的車間配電屏分別裝上并聯(lián)電容器。

五、無(wú)功功率補(bǔ)償所能達(dá)到的效果

（一）提高功率因數(shù)。

（二）減低電力系統(tǒng)中的電能的損失以及功率的損耗。

（三）改善用戶端的電能的質(zhì)量，并降低輸電線路中的電壓損失。

（四）提高設(shè)備的供電能力，從而節(jié)省投資。

（五）減少用戶的電費(fèi)開(kāi)支，降低了生產(chǎn)的成本。

六、總結(jié)

在整個(gè)電力系統(tǒng)中，無(wú)功補(bǔ)償有著十分重要的意義和不可替代的作用。我們進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償所采取的原則是“全面規(guī)劃，合理布局，分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”。將無(wú)功補(bǔ)償容量的配置設(shè)定是變壓器的容量的0.1至0.15倍，并遵循只能欠補(bǔ)、不能過(guò)補(bǔ)原則，防止產(chǎn)生無(wú)功的導(dǎo)流現(xiàn)象。我們需要做的就是合理配置和管理無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置，繼而來(lái)獲得由于無(wú)功補(bǔ)償所產(chǎn)生的最大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功補(bǔ)償電力技術(shù)導(dǎo)則.SD325-89

[2]變壓器設(shè)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB6451.2-86.