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闸管投切。这样就可以根据电网的无功需求投切这些电容器，TSC实际上就是断续可调的吸收容性无功功率的动态无功补偿器。
图2.2 TSC单相电路结构简图
3） 三相负荷自动平衡调整系统和电力电子自动倒闸装置
为实现负荷接入相序的自动切改以解决三相不平衡问题，市场上出现了三相负荷自动平衡调整系统和电力电子自动倒闸装置两种自动解决负荷接入相位更改的装置。但受地区配电网结构、接入场地及发展时间等限制，在行业内还没有统一的标准，其推广应用也受到了各地方独特情况的影响。但在其应用推广的地区，三相负荷不平衡率基本控制在变压器运行规程中要求的范围内。 4）应用特殊变压器，如斯柯特（Scott）变压器
“斯柯特（Scott）变压器”由两个单相变压器组成，具有特殊的绕组比，与三相系统相连。它能将供电电源的三相电变成两相电（两个相位差90°的单相），提供两相电源，保证供电的三相电源平衡。
图2.3斯柯特（Scott）变压器
一般斯科特变压器大多用在电气化牵引铁路中，该变压器原边有两个绕组，接成倒T形，它的底部绕组（称为底绕组）接入高压系统的两相间电压（如A，C相间），另一绕组（称为高绕组）则连接于底绕组中心点和高压三个电压中的
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另一相（如B相），底绕组和高绕组的匝数比为1：√3/2；次边匝数相同的两个单相绕组，在空间结构上分别与倒T形原边绕组相对应、构成互成π∕2相位差的两相次边电压Uα，Uβ，分别向两侧不同的接触网分段供电。当两馈电分段电流为Iα，Iβ时，通过电流变比和相位转换，可得原边三相电流IA＝IB＝IC且相位是对称的，使原边三相负荷实现了平衡。
“斯科特变压器”是解决了两相负荷基本相等而造成的系统三相负荷不平衡问题，这种抑制技术是不适用于低压三相四线制配电网负荷的随机性和时变性的特点。
5）基于△接和Y接分相补偿电容器的不平衡治理装置
该装置内设置有多条△接和Y接的分相补偿电容器支路，其原理图如所示。
图2.4三相负荷不平衡治理装置原理图
△接和Y接支路在三相不平衡控制器的控制下，即可以接于相线与相线之间，也可以接于相线与零线之间。既可实现角形电容全投，也可以星形接法电容全投。
上述装置是目前国内普遍采用的三相负荷不平衡配电网和无功功率的补偿，治理装置的结构简单、采用无源的电容元件成本低；缺点是上述装置只能完全补偿三相负荷不平衡配电网的无功功率，对三相直接不平衡有功功率抑制作用小。
三、项目实施的技术关键和功能特点
针对农网存在的电能质量问题，我司拟研制出一款专用于户外的综合电能质量治理装置SPC，以解决农网中三相不平衡、电压不稳定、以及无功问题，全方位提升农网用电质量。
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该装置所依托的技术关键是我司八年来在电力电子技术的行业经验和现场应用积累，大体说来有以下几点：
1)采用先进的三相不平衡和动态无功分析理论及控制算法，适用于配网系统； 2)先进的三电平变流器的控制技术，快速治理、跟踪系统的三相不平衡及无功的变化，达到最优的治理效果；
3)有源型电力设备，系统稳定无谐振，平滑调节，效果优异，可自动检测负载电流进行补偿，无需人为操作；
4)装置小型化，抱杆、H杆等多安装方式设计，防护等级高，适用于农村电网相对欠佳的配电环境。
该装置所具有的功能特点：
1)具备无功补偿功能，cosΦ可达0.99级
2)具备三相不平衡补偿功能，三相不平衡度可降至3%以下 3)具备电压支撑选配功能 4)容感性负载-1~1补偿效果可调 5)实时补偿，全响应时间小于15ms 6)动态响应时间小于50μs 7)无过补、无欠补、无谐振
8)补偿容量等于安装容量，不受系统电压跌落影响 9)元器件式产品设计理念，与通用无功补偿应用方式一致。 10)设计寿命为10万小时，免维护。
四、项目研究内容与实施方案
调研了解农网电能质量的现状。通过以分析配电台区中的数据为主，实地现场调研为辅，对负荷变化情况类似的地区进行分类，挑选出典型台区安装电能质量矫正装置。
4.1调研农村地区低压配电网电能质量
由于400V低压配电系统用户侧几乎都是单相负载，且用电具有不同时性，
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配变系统极易出现三相不平衡。以下表格为对某局的配变记录数据，发现农网配变不平衡现象严重。
表4.1 某局7月22日配变不平衡情况（抄件数2202台）
不平0～15～30～40～50～60～70～80～90～衡15% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 率 配变7 16 72 252 437 494 436 280 208 台数 占分0.27% 0.72% 3.3% 11.4% 19.8% 22.4% 19.8% 12.7% 9.4% 比 400V低压配电系统供电半径长，由于三相不平衡，用电高低时段的影响，容易导致电压超过限值。以下表格为对某地区电压合格率的统计，可发现低压配网的电压合格率低于中高压配电网。
表4.2某地区电压合格率统计表
5月 6月 7月 8月 A类 99.6 99.7 99.7 99.7 B类 99.7 99.7 99.7 99.7 C类 96.7 97 97 98.02 D类 96.67 97 97 98.21 综合 98.65 98.8 98.8 99.17 本年累计 98.4 98.47 98.52 98.6 去年同期 98.1 98.09 98.09 98.09 备注：A类为35KV变电站10KV母线电压；B类为35KV变电站母线电压；C类为10KV专线用户电压；D类为380/220V用户电压。
农村配电网仍广泛采用分组投切式电容器组，有补偿台阶，在实际补偿中极易出现过补或欠补，影响系统安全运行，在小负荷下，配网功率因数一般在0.6以下，在大负荷下，功率因数一般在0.8以下。
表4.3某地区低压台区功率因数统计表（轻负荷条件）
线路名称 光庆甲线 光庆乙线 光庆乙线 碳化硼甲线 胶东乙线 变压器台区名称 光庆干79左4号 光庆干37号 镇江分3号 碳化硼干31号 麻花分11号 容量（KVA） A功率因数 B功率因数 C功率因数 315 100 180 200 250 0.453 0.774 0.754 0.742 0.54 0.173 0.802 0.846 0.752 0.532 0.442 0.747 0.789 0.853 0.599 表4.4某地区低压台区功率因数统计表（重负荷条件）
线路名称
变压器台区名称 容量（KVA） A功率因数 B功率因数 C功率因数 10
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