山东山大华天科技集团股份有限公司

　　1 配电台区电能质量问题概况

　　配电变压器是低压配电网的主要设备，三相负荷的平均分配是确保电能质量、提供安全可靠供电的重要环节。由于农村大功率电器、非线性负荷的广泛使用，导致城网农网配电台区电能质量出现诸多问题。低压配电系统多为单相、三相负荷混合供电，由于负荷大小不同及用电时间的差异，出现三相电流不平衡且难以根本消除。配变三相不平衡，使台区相电压出现偏移，重负荷所在相电压偏低，轻负荷所在相电压偏高；同时，三相不平衡产生三次谐波，三次谐波引起零线电流过大，使配电系统零线的电缆出现过负荷引起绝缘老化加速、引起变压器过热、噪音、使保护装置意外动作等。

　　配电台区电能质量问题（不平衡、无功功率、谐波）对电网的影响主要体现在以下几方面：

　　（1）增加线路的损耗，增加供电企业运行成本，降低经济效益；

　　（2）增加变压器损耗，缩短变压器使用寿命；

　　（3）谐波改变了电压或电流的变化率和峰值，延缓电弧熄灭，影响断路器的分断等。

　　现阶段配电台区电能质量问题解决主要依靠小容量无功补偿装置来实现。补偿装置多采用三相电容器，三相不平衡问题未得到根本解决，同时三次谐波未得到治理。

　　2 现场测试数据分析

　　测试地点：国网山东公司。测试仪器：FLUKE435电能质量分析仪。未安装设备前测试数据如下：

　　测试数据显示：治理前该台区三相电流不平衡度为17.5%，功率因数0.9，电流谐波含量达到22.9%。为提升该台区电能质量，不平衡、无功功率、谐波均需有效治理。

　　3 三相不平衡补偿装置系统简介

　　HTSPO-0.4kV/100kvar三相不平衡补偿装置由山东山大华天科技集团股份有限公司研发制造，用于提升配电台区电能质量的新型电力电子装置。该装置内置无功发生器（SVG），采用智能算法进行控制，对三相负荷不平衡、无功功率、谐波具有综合补偿能力。在补偿三相不平衡、谐波、无功功率等方面有着优越的表现。

　　（1）三相不平衡补偿原理

　　控制器通过电流传感器实时检测系统电流，并分析判断系统是否处于不平衡状态，同时计算达到平衡状态时所需要的补偿电流，并控制逆变器产生电流，使电流从大的相转移到小的相，最终使三相电流达到平衡状态。

　　（2）谐波补偿原理

　　装置内置的SVG可以开启30%滤波容量，实现有源滤波功能。SVG由控制器和补偿电流发生电路两个主要部分组成。控制器实时监视负载电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入内部的高速数字信号处理器（DSP）对信号进行处理，将基波无功电流和谐波电流提取，得到指令电流，并通过电流跟踪控制电路和驱动电路，以脉宽调制（PWM）信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT功率模块，生成反向等值补偿电流注入电网，从而实现对负载无功电流和谐波电流的动态、快速、彻底治理。