无功补偿范文10篇

无功补偿范文篇1

[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态，降低电能损失，与电网稳定工作、电力设备安全运行、工农业安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。

无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低电能的损耗，改善电网电压质量。

从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配

置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。

一、低压配电网无功补偿的方法

随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。

随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。

跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。

二、无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。

（一）单负荷就地补偿容量的选择的几种方法

1．美国：Qc=（1/3）Pe

2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe

3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3(kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe)

若电动机带额定负载运行，即负载率β=1,则：Qo根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。

4．按电动机额定数据计算：

Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar)

K为与电动机极数有关的一个系数

极数：246810

K值：0.70.750.80.850.9

考虑负载率及极对数等因素，按式（4）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。

（二）多负荷补偿容量的选择

多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。

1．对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：

Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2=Q2/P；tgφ（UI）可由有功和无功电能表读数求得。

2．对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)

式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。

多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。三、无功补偿的效益

在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

（一）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。

（二）降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P=IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2=COSφ2/COSφ1,这样线损P减少的百分数为：

ΔP%=(1-I2/I1)×100%=（1-COSφ1/COSφ2）×100%

当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20%～45%。

（三）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为：

△U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV)两部分损失：PR/Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；

配电线路：X=（2~4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的

变压器：X=（5~10）RQX/Ue=(5~10)PR/Ue变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的。

可以看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。

（四）三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：

△S=P/COSφ1×[（COSφ2/COSφ1）-1]

如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857）×[（0.967÷0.857）-1]=24KVA

四、结束语

在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化，是一项建设性的节能措施。本文简要分析了三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。在实际设计中，要具体问题具体分析，使无功补偿应用获得最大的效益。

参考文献：

无功补偿范文篇2

关键词：低压网络无功补偿

山西省平顺县水电集团公司负责对全县水电自供区2乡1镇3.5万人口的农村电网进行全面改造，要求在2002年6月底以前完成。过去，该农村电网中，由于负荷的不确定性，在春、秋收耕季节和浇地用电时段，负荷很重，而平时0～8时和白天基本无负荷，供电质量极不正常，用户端电压很不稳定，甚至使一些低压动力用户无法工作，老百姓颇有怨言。因此，在农网改造及施工中提高供电质量，提高用户端的电压和功率因数COSφ，是一个要解决的重要问题，决定进行低压无功补偿。

一、低压无功补偿的概念

低压无功补偿是指在配电变压器低压400(380)伏网络中安装补偿装置，包括随机补偿、随器补偿、跟踪补偿几种方式。

随机补偿：随机补偿就是将低压电容器经过熔断器与电动机并接，通过控制，保护装置与电动机同时投切。

随器补偿：随器补偿是将低压电容器经过熔断器固定接在配电变压器低压侧，以补偿变压器的励磁及漏磁无功损耗。

跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投、切装置作为控制保护装置，将低压电容器组并接在大用户400伏母线上。这种补偿方式，相当于随器补偿的作用。另选几组低压电容器作为手动或自动投切，随时补偿400伏网络中变动的无功负荷。

二、农网无功负荷浅析

在我们现有10千伏送电系统中，往往是一条线路接有几台或十几台甚至二、三十台容量大小不等的配电变压器。由于用户分散，变压器容量又很小，75千伏安以下的变压器占70%以上，而且多数变压器每天有近15个小时接近空载运行，少数在额定容量的20%～40%之间运行，每逢栽插或收割季节，会出现无功不平衡。

在上述网络状态下，原有农网用户中，10千伏线路送出端或配电，变压器用户均没有配置补偿装置，致使10千伏送出端功率因数COSφ值很低。其主要原因是众多的小容量配电变压器时常在低负荷下运行，众多配变的空载及漏磁损耗、家用电器的无功耗用迭加起来占据了10千伏线路送出的大量无功功率，致使COSφ值达不到规定要求，线损也大大增加。

三、对功率因率COSφ值的要求

根据水电部《电力系统电压和无功电力技术导则》的规定和农网改造的技术要求，电力用户的功率因数应达到下列规定：

1．高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90以上；

2．其他100千伏安(千瓦)及以上电力用户和大、中型电力排灌站，功率因数为0.85以上；

3．趸售和农业用电，功率因数为0.80以上。

经过努力达不到以上规定者应装设必要的补偿装置。

原水电部《供用电规则》规定：高压供电的用户必须保证功率因数在0.9以上，其他用户应保持在0.85以上。

四、几种无功补偿方式的优劣比较

对于10千伏供电系统，在变电站10千伏母线上装设集中补偿方式的并联电容器组，只能增大变压器与10千伏母线之间及上一级电压等级线路的功率因数，对10千伏母线上首端的功率因数COSφ值不能改变，线路上各配电变压器所提供的无功功率仍需从这里送出，各送出线路上的线损不能降低。所以，对于10千伏供电系统的无功补偿，最好选择随线路上配电变压器装设低压无功补偿装置，进行分散补偿方式。这种方式易于根据无功负荷需要选择补偿容量，具有“哪里缺在哪里补，缺多少补多少”，都能把10千伏及其上一级电压等级的线路线损降低一部分的特点，且补偿效果好，经济效益高。

在农网10千伏线路上，“T”接变压器一般较多，且变压器“大马拉小车”的现象极为普遍，多数时段接近于空载运行，10千伏线路首端的功率因数COSφ值一般只有0.5～0.75。配电变压器的供电范围多以自然村为单位，一个村有一、二个动力加工作坊和电灌站，在上述情况下宜采用随器和随机补偿方式，即在变压器低压侧按空载电流计算选择并联电容器补偿，在加工作坊按电动机容量计算选择并联电容器补偿。补偿电容器采用手动投切方式，可大大降低投资(每千乏约30多元)。只有大范围的无功分散补偿，才能降低农网线路的线损，降低农村电价。

对于农村排灌站的用电特点，一是“季节性强”，每年用电累计时间为1～2个月。二是“电动机单机容量大”，一般为30～80千伏安。三是由于用电时间短，不重视无功需量，都没有装设补偿装置。另外农村众多的排灌站同时投运，造成系统无功电量不平衡。这些排灌站应根据电机容量计算选择并联电容器随机补偿，促进无功就地平衡。

五、补偿装置的接线

装置测量点的接线，主要是补偿装置的电容器组和电流的引入点，特别是电流的引入点，在实际接线中往往被忽视。电容器组的引入点，是指电容器组的总进线在被补偿系统中的“T”接点；电流的引入点，是指补偿装置使用的电流互感器在被补偿系统中的安装点。正确的方法是：以负荷的供电电源为参考点，电流互感器的安装点必须在电容器组的总进线“T”接点电源之间，即电流互感器测量的电流必须包含流过电容器组的电流。否则，在电容器分组投、切状态中，无功补偿装置测量显示的有功、无功功率和COSφ值都不会变化，造成无功补偿装置投、切效果无法判断。

无功补偿范文篇3

关键词：TSC就地动态无功补偿吊车群供电

1问题的提出

某工程吊车供电系统改造中，因后续吊车负荷增加较大，且不可能增加变压器容量和台数，就必然面临变压器供电能力不足的问题。因此，采用了增加就地动态无功补偿装置，提高功率因素的方案，以扩大变压器供电的能力。

改造前吊车供电系统负荷计算，见表一。

一期工程吊车负荷计算

Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)CosØIjs(A)

钢水接收跨1193206423830．53626

加料跨784135615660．52382

表一

由上表负荷计算结果和负荷性质，考虑到主厂房吊车供电要求的高可靠性，采用了变压器相互备用的方案，具体见下图一。

吊车供配电图图一

新建的二期工程，引起加料跨及钢水接收跨吊车台数和容量增加很多,根据厂家提供的参考资料,我们对吊车供电系统进行了计算：见表二

二期工程负荷计算

Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)CosØIjs(A)

钢水接收跨1497258929900．54549

加料跨1722297934410．55233

表二

根据表二可知，原供电方案已完全不能满足要求。主要存在的问题为：由于扩容，变压器容量不够；由于变压器供电线路电流增大，引起有功和无功损耗增加。

由上述数据可知，扩容后原供电变压器2X2500kVA及配电开关及下级配电开关和滑触线均不能满足扩容后供电要求。

照此，原供电变压器及低压配电柜及滑触线全部要改造，重新设计，而且变压器容量要加大到4000kVA以上，这样，开关的短路容量要求更高，供电电缆更多，滑触线全部更换，施工难度更大，从而改造费用巨大，停产时间长。

根据负荷计算结果，也曾考虑过在电气室采用低压侧无功补偿方案，由于电气室空间限制和投资的限制，也曾考虑加大变压器容量的方案。但变压器容量已选最大，无法再扩容。

为了既保证变压器总输出容量不增加，又解决新增设备的供电需要，经过多方比较、论证，最后决定采用低压就地动态无功补偿方案。

2无功补偿方案的选择

由于主厂房吊车负载存在功率因素低的特点,主要按以下几点确定选择方案：

1)能采用就地补偿的地方尽量选用就地补偿方案、就地平衡负载无功功率，以消除无功功率对供电系统的影响，使整个供配电设施都以较小电流供电从而损耗最小；

2)选用动态补偿方式补偿无功功率，动态跟随负载无功功率变化，不仅可以使供电电流减小，获得较大的经济效益，而且从根本上消除了静态滤波器补偿时网压过高和过低对设备的损坏问题。

3)选用TSC(晶闸管投切电容器)补偿方式，吊车供电负载属于感性负载，采用可变的容性无功直接进行补偿。

基于以上几点，具有谐波治理功能的TSC就地动态无功补偿方案是本工程无功补偿方案的理想选择。

2.1装置主要特点

1)补偿装置动态响应时间为15ms，投切时间10ms。

2)TSC控制，电流过零点投切，补偿电容入网、退网时电流均为正弦变化，对电网无冲击。

3)可靠性提高。

2.2无功补偿的作用及性能

提高功率因素，减少供电线路的输入的无功功率，充分发挥现有变压器容量。

3TSC动态无功补偿装置和其它补偿装置的区别

TCR动态无功补偿（结构如图二），其原理是通过改变可控硅导通角调整感性无功。固定电容器产生容性无功，靠调节装置内可变的感性无功同固定的容性无功抵消作用，使补偿装置输出大小可变的容性无功，其特点为当用可控硅作为接通电感的无触点电子开关元件在改变其导通角时，可获得不低于20ms的响应时间，并且没有电流冲击。主要缺点是装置内部很大一部分无功相互抵消，装置自身损耗比较大。所以，TCR动态无功补偿虽然可获得20ms的响应时间，但其结构庞大，造价成本高，比较适合高压补偿。

根据补偿理论，低压用户就地补偿从降低线路损耗和用户变压器增容方面来看，都比高压补偿效益明显。

国内常用的无功补偿装置为静态无功补偿方式，（结构如图三）此类装置价格较低，本身损耗小。

但静态无功补偿方式的主要缺点为：

1)对波动负载不能及时响应，易产生过补和欠补，例如对大型电动机启动过程无法补偿，造成网压动态下降。

2)在产生过补偿时会造成网压升高损坏用电设备。

可见这种静态无功补偿方式不能达到和保持最佳的补偿效果，一般只适合于在无功功率变化不大或缓慢的场合。

而TSC低压就地无功动态补偿装置的微机控制单元（结构如图四）采用按无功功率投切电容器组的补偿原理，只需一次到位，大大减少了开关动作次数。这种控制克服了按功率因素投切电容器组所带来的不利因素。通常按功率因素投切电容器组需要多次投切才能找到合适的补偿容量，开关动作次数多，影响了电容器的使用寿命，同时还不能保证电压合格率。

该装置应用的补偿技术不需附加缓冲电感，可控硅以10ms速率直接将电容器投入电网，降低了补偿装置成本。而且，在电网电压高低不同时可采用不同的补偿算法，以确保不发生欠补偿和过补偿产生的电网电压升高。

3.1无功补偿地点的确立

3.1.1安装在电气室变压器二次侧水平母线上

可减少动力变压器电力损耗，但配出线路及配出馈电开关及滑触线全部要改。改造范围大，投资多。

3.1.2安装在吊车上直接与电动机并联

这种方式补偿效果最佳，但投资最贵，而且现场环境恶劣，且安装、维修困难。

3.1.3安装在现场滑触线电源供电处

现场将按照滑触线电源供电点数量增加控制室以安装无功补偿柜，从而减少线路损耗。而且环境比较好，容易维护保养。改造范围较小，已实施就是此种方案。

上述用户侧就地补偿方式可以使补偿在以前的整个线路的电流下降，补偿点越接近用电负载，其节电效果就越显著。

因此无功功率补偿不应仅仅局限于高压侧进行补偿，同时应在用户侧进行就地补偿。

无功补偿装置的位置布置示意图见图五。

图五

3.2吊车无功补偿量的计算

补偿量的确定原则：

功率因素达到0.92以上，装置运行中不会出现过补、欠补，且个别电容器损坏后仍能保证正常运行。

需补偿的无功功率补偿量为:

Qc=αP30qc

Qc-需要补偿的无功容量

α-平均负荷系数取0.7~0.8

P30-总计算负荷kW

qc-补偿率kvar/kW

根据以上公式可计算出需补偿的无功功率及所需补偿装置

将现供电的功率因数由0.5提高到0.92，计算结果见下表三：

二期工程负荷计算

Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)CosØIjs(A)

钢水接收跨149763816270．922474

加料跨172073318690．922843

表三

4结论

根据表一～表三及上述计算和分析，得出结论：

无功补偿范文篇4

从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。

一、低压配电网无功补偿的方法

随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。

随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。

跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。

二、无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。

（一）单负荷就地补偿容量的选择的几种方法

1．美国：Qc=（1/3）Pe

2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe

3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3(kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe)

若电动机带额定负载运行，即负载率β=1,则：Qo根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。

4．按电动机额定数据计算：

Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar)

K为与电动机极数有关的一个系数

极数：246810

K值：0.70.750.80.850.9

考虑负载率及极对数等因素，按式（4）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。

（二）多负荷补偿容量的选择

多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。

1．对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：

Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2=Q2/P；tgφ（UI）可由有功和无功电能表读数求得。

2．对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。

多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。

三、无功补偿的效益

在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

（一）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次费用，而且减少了运行后的基本电费。

（二）降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P=IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2=COSφ2/COSφ1,这样线损P减少的百分数为：

ΔP%=(1-I2/I1)×100%=（1-COSφ1/COSφ2）×100%

当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20%～45%。

（三）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为：

△U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV)两部分损失：PR/Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；

配电线路：X=（2~4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的

变压器：X=（5~10）RQX/Ue=(5~10)PR/Ue变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的。

可以看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。

（四）三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：

△S=P/COSφ1×[（COSφ2/COSφ1）-1]

如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857）×[（0.967÷0.857）-1]=24KVA

无功补偿范文篇5

关键词：无功补偿；复合开关

1动态无功补偿复合开关的工作原理和主要技术特点

目前电力系统通用的无功补偿方案有接触器投切电容器、复合开关投切电容器、晶闸管投切电容器这三种。复合开关投切电容器无功补偿装置，其投切开关是晶闸管和接触器并联的复合开关，其主要作用是用晶闸管控制电容过零投切，以降低传统接触器投切的电流冲击，电容器投入后再由接触器旁的路晶闸管，使电容运行。

动态无功补偿复合的主要技术特点有：

实现动态补偿，可对频率和大小都变化的无功功率进行补偿，对补偿对象有极快的响应。动态补偿不容易和电网阻抗发生谐振，且可以跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响。

（1）过零投切：断口电压为零时，开关接通；电流过零时，开关分断。由于采用了过零触发技术，因此可使射频干扰降低到最低程度。

（2）功耗小：由于采用了磁保持继电器，控制装置只在投切动作瞬间耗电，平时不耗电且磁保持继电器的接触电阻小，不需要外加散热片或风扇，降低了成本。

（3）无谐波：磁保持继电器吸合后，没有非线性电阻，不会产生谐波。

（4）抗干扰：具有低阻抗的特点，可以抑制干扰，消除噪声。

（5）保护功能：欠压保护，当系统电压低于160V时开关自动分闸；缺相保护，当系统电压缺相时，开关拒合闸（适用于三相△连结的开关）；停电保护，系统停电后开关自动分闸，当系统恢复供电后开关不会自动合闸。

开关合闸波形图：

2动态无功补偿复合开关在实际运行中存在的主要问题

（1）由于国内大多数的动态无功补偿复合开关采用的接触器都是普通的机械触点开关，因此动作速度较慢，在负荷动态变化特别频繁，要求响应速度和投切精度很大的场合，常常不能满足补偿要求。

（2）当用户同时使用大量三相用电设备时，必须投入三相电容补偿，而复合开关的接触器很难达到三相同时投切的质量要求。

（3）由于零点检测出现误差或电网、线路及其他因素的干扰，打乱动态无功补偿控制器及复合开关正常的工作程序甚至导致其失控。

3影响动态补偿复合开关稳定工作状态的主要因素

3.1电源因素

由于电子电路通过电源电路接到电网，所以电网的噪声通过电路干扰进入电子线路，这是影响复合开关工作稳定的主要原因之一。电源因素可以从以下三种情况来详细考虑。

（1）通过电源变压器的耦合。变压器是电源电路中最常见的元件，它的初级接在电网电源，次级则按设计要求得到各种交流电压，然后再经过整流滤波和稳压等电路，得到供线路工作所需要的直流电压。在研究电网高频尖峰脉冲如何穿越变压器而传播时发现，变压器初、级的交流电磁耦合并不是这种噪声的主要传播途径。事实上，这个传播途径是由变压器初次级间分布电容所造成的。由于变压器的初级线圈靠得很近，这两部分间的分布电容通常有数百PF。这种分布电容不仅电容量大，而且有良好的频率特性，对高频噪声的阻抗很低。

（2）电源本身的过压、欠电压、停电等故障引起的电源噪声。任何电源及输电线都存在内阻，正是这些内阻引起电源的噪声影响了复合开关的稳定工作。如果没有内阻存在，无论如何噪声都会被电源电路吸收，在电路中不会产生干扰电压。

（3）浪涌、下陷、尖峰电压与其他电源干扰因素。用户本身大功率设备的不断接通和断开，特别是大功率电动机，接通瞬间需要很大的启动电流，并可持续几百毫秒，从而在输电线路内阻上将产生很大的压降，这是电网中产生电压瞬变（浪涌、下陷）的主要原因。这些噪声叠加在正弦交流电压上沿线路传输，在所到之处引起干扰，如果幅度过大，会毁坏系统。

另外，设备接地不良，输电线、汽车打火、无线电发射以及电弧等幅射源、地线过长等等，都会使复合开关无法正常工作。3.2线路及其他因素

如果动态无功补偿控制器线路板设计不合理，使元件的排列不合理，或者线路中元件之间的布局不合理，就有可能出现线路本身的干扰源，使单片机系统误动作。

4动态无功补偿复合开关优化探讨

针对以上存在的问题，我们提出几点优化方案：

（1）采用晶闸管和交流低压真空接触器并联组成动态无功补偿复合开关的主体，以取代普通的机械型接触器。

因为真空接触器具有接通、分断能力大、电气和机械寿命长、在恶劣条件下工作可靠性高等优点，适合于电力系统中，供远、近距离接通和分断电路以及在重任务条件下的频繁启动和控制。

CKJ12型(EVS)系列交流低压真空接触性能参数：

（2）对接触器的触头系统进行改进，通过控制中间相触头的分断时刻，可达到三相触头均在电流过零点前分断电路，实现三相电路的同步分断。实现同步分断的关健是要有性能良好的电流传感器，用来检测主电路的电流。这种电流传感器与传统的电流传感器相比具有更强的抗干扰性能，在强大的电磁干扰（包括电弧干扰和电动力干扰）的影响下，要能够准确的反映主电路的电流变化情况，尤其能够检测到准确的电流零点。

（3）复合开关硬件部分。

①改良动态无功补偿控制器的单片机系统复位电路设计。通常单片机都有一个复位引角，用于系统的复位。但复位电路易受电源波动的影响，当单片机电源受到干扰后，电压下降至低电平时，复位端电位也随之下降至低电平，使单片机无法正常工作。

②动态无功补偿复合开关采用光电隔离的电路。光电隔离的目的是割断两个电路之间的联系。复合开关的控制回路采用美国摩托罗拉公司最新推出的光电新器件——光电双向可控硅驱动器，作为其主要控制元件。

此元件由输入、输出两部分组成。输入级是一个砷化镓红外线发光二极管（LED），该二极管在5-15mA正向电流作用下，发出足够的红外光，触发输出部分。输出级为具有过零检测的光控双向可控硅。当红外发光二极管发射红外光时，光控双向可控硅导通，发出控制信号触发主控零件。由于采用了光电隔离，并且能用TTL电平驱动，它很容易与单片机接口进行自动工控设备的适时控制。提高了线路的稳定性。

③接地技术。一种是为了保证人身或设备安全，而把设备的外壳接地，这种接地称之为外壳接地或安全接地；另一种是为电路工作提供一个公共的电位参考点，这种接地称之为工作接地。

复合开关电路采用工作接地，电流传感器则采用外壳接地系统。为了减少电流信号回路的电磁干扰，送入单片机的信号采用了带屏蔽的双绞线，双绞线的屏蔽层连接到机壳上。

④屏蔽技术。电源变压器采用初级间加屏蔽层接地以解决电网干扰问题。以金属板、金属网或金属盒构成的屏蔽体能有效对付电磁波幅射的影响。

（4）控制器软件部分。

除了在硬件采取必要的抗干扰措施外，在单片机程序设计中，充分挖掘软件的抗干扰能力，采取一定的措施，将干扰的影响抑制到最小程度。

①使用监视定时器。程序在运行过程中，有时由于某种噪声干扰的影响，会出现程序“乱飞”现象，影响系统正常工作。这种情况可采用PLC单片机内部具有的监视定时器WDT来监视系统。因为在系统正常工作时，程序每隔一定的时间清除计数器，而计数器按时针脉冲加法计数。当这一时间短于监视定时器的溢出时间时，计数器永远不会溢出。但如果系统受到干扰时，程序的正常执行顺序被破坏，便不能在计数器溢出之前清除计数器，从而不会发生计数器溢出的情况。所以可把计数器溢出作为系统受到干扰的标志。

动态无功补偿控制器通过设置状态寄存器可设置定时器溢出时间，在程序执行期间利用CLRWDT指令清除定时器，从而防止程序正常执行时的定时器溢出，并使系统复位，可有效地消除干扰的影响。

②软件陷阱。通常CPU的ROM存储区存在着大量的未用空间，而当程序受到干扰后，经常会跳到这些地址上。为了捕捉到这种干扰，可在这些区域设置陷阱——引导程序片段，一但程序落入这片区域时，就将其引导到特定的处理程序上而恢复正常。这种措施的优点是抗干扰、处理简单，缺点是其与CPU未用的存储数量有关，未用的空间越多，则捕捉到干扰的概率越大，故具有一定的局限性。

③软件抑制电源干扰。实际运行中会有一部分电源噪声窜入系统，造成软件复位，扰乱程序的正常执行顺序。为了抵御这种干扰，在程序的开始位置安排了一段程序，此程序可以决定复合开关的投切动作。

系统在初始化后，进入条年审查状态，根据电压、电流检测单元所测的电压、电流信号决定系统当前的工作状态，保证系统的可靠运行。

④数字滤波。控制器单片机计算吸合电压、释放电压时采用数字滤波的方法，可以消除由于电子、电磁干扰造成的采样信号不准确导致误动作的问题。

参考文献

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［2］韦巍.智能控制技术［M］.北京：机械工业出版社，1997.

无功补偿范文篇6

关键词:无功补偿装置；节能降耗；应用

0引言

随着电网高负荷运行，设备投入率显著增大，用电量大幅增加，由此带来的供电线路损耗增大。而在电力系统中的电力负荷，特别是感性负荷如变压器等，电网运行过程中，这些设备需要相应的无功功率，通过外在的合理无功补偿，可以减少线路和变压器输送的无功功率，起到降低电能损耗、增加效益的作用，同时能够改善电能质量，提高设备的利用率。

1无功补偿与节能降耗的关系

所谓无功补偿，就是借助无功补偿设备向电网中提供必要的无功功率，从而能够达到提高电力系统的功率因数，降低电能损耗，改善电压质量的目的。在电网正常运行时，电能转换为其他形式能源的前提是电源能够供给无功功率。有功功率损耗和无功功率损耗两部分组成了电网中的电能损耗。利用合理的无功补偿装置对电网所带负荷进行无功功率补偿，将电网的功率因数提高，可以减少电网提供的无功功率，从而减少在输配电网络的传输过程中因为无功功率所带来的能量损耗及电压降落。

2无功补偿的形式及特点

无功补偿的方法主要是有3种：低压就地无功补偿、低压集中、分组无功补偿、中压集中无功补偿。下面简单说明这3种补偿方式的适用范围及补偿方式的特点：低压就地无功补偿：根据所用电设备无功大小，把单台或多台低压电容器组和用电设备并连，然后通过控制及保护装置和电机同时投切。该无功补偿的优点：（1）在源头上转化了无功，大量的线路损耗能量能够被减少，提高变压器利用率，视在功率得到降低。（2）用电设备在运行时，投入无功补偿装置，用电设备停运时，也退出补偿装置。（3）有占位小、安装起来容易等，视在功率得到真实有效的减少，节电效果非常显著。该无功补偿方式的缺点是：（1）一次性的投资金额会较大。（2）补偿量跟随负荷的变化也要改变，对自动补偿控制器响应的要求高，而且如果要进行精确的补偿，补偿电容容量就不能过高。（3）同时，单机节电效果不容易测量。低压集中、分组无功补偿：利用低压开关将低压电容器接在配电变压器的低压母线侧，控制保护装置是利用无功补偿投切装置，根据在低压母线上测量得到的无功负荷而对电容器的投切进行直接控制。该补偿方式的优点：利用低压集中、分组补偿，只能够对变压器的“涡流效应”进行无功能量补偿。缺点是：此无功补偿方式，主要作用是对低压侧无功量的阻隔作用，对于上侧电网的贡献大。中压集中无功补偿：将并联电容器组装在变电所的低压母线上进行无功补偿的方式。根据负荷的大小补偿装置再进行自动投切，用户的功率因数从而得到合理地提高，阻隔了无功能量，防止无功能量进入上侧电网，减少了对上侧电网造成的电压波动，降低了电网损耗，保护了上侧电网。同时，也放便运行维护，社会效益比较重大。

3变电站负荷用电情况

随着电网高负荷运行，电气设备投入率增大，用电量显著增加，现将本站各母线段负荷情况总结如下：各母线段功率因数普遍低于0.92，无功功率约占有功功率的55%—90%，大量无功功率的输送势必要增加电能损耗。从2013年6月份至2014年5月份，九分场变电站的平均功率因数为0.91。

4无功补偿装置

九分场变电站无功补偿装置采用集中补偿方式，分别对35kV#I段母线、35kV#II段母线上的无功功率进行补偿。每套电容器的主要设备：限流熔断器、串联电抗器、并联电容器组（含保护用外部熔断器）、氧化锌避雷器、信号和电测量用一次及二次设备等。装置为手动投切方式，由用户根据系统的无功需要进行投入和切除。

5无功补偿的效益

在全站70%负荷下投入无功补偿后电流、视在功率、功率因数（目标功率因数设置为0.95左右）的变化，无功补偿后母线电压升高。功率因数的提高，负荷电流的减小，视在功率的减小，提高了设备的利用率，同时由于电网输送的无功功率减小，必然使线路上的损耗减少。投入电容器进行无功补偿后，每月，九分场变节省286.2万kw.h，按照一度电0.5元，九分场变投入电容器进行无功补偿后每月共节省157.41万元。可以计算出我厂全年（运行365天）电能损耗节约情况：全年电能损耗减小3432万kw.h，节约共计1888.9万元，为公司降低生产成本、增加效益起到了一定的作用。

6结论

无功补偿范文篇7

一、农村电网中无功功率现状

在农村电网中，大多数电力负荷是感性负载，异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。另外，感应电动机和中小容量配电变压器，它们各占农村电力负荷的60%和20%以上。同时，由于其分散，季节性强，配电线路供电半径大，分支线多及用电设备的配套和使用管理不够合理，“大马拉小车”、轻载和空载运行情况比较严重，因此占用无功比例较大，加之无功规划长期未能引起足够的重视，无功电源与无功占用不平衡，造成农村电网功率因数偏低和电压质量低劣，并引起功率损耗和电能损耗增加。岳阳农村在负荷高峰时有个别10千伏线路功率因数不足0.8。因此，对农村电网无功负荷优化补偿应引起足够的重视。

二、无功补偿的原则

根据农村电网的特点，无功补偿应遵循“统一规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则，坚持降损与调压相结合，以降损为主；集中与分散相结合，以分散为主；电力部门补偿与客户补偿相结合，以客户端补偿为主；高压与低压补偿相结合，以低压为主；全区平衡与分县、分站平衡无功电力相结合的原则。以期取得最大的综合补偿效益。

无功补偿应尽量分层(按电压等级)和分区(按地区)补偿，就地平衡，避免无功电力长途输送与越级传输。

三、农村电网常用的无功补偿方式

1、35千伏变电站集中补偿

35千伏变电站所需无功应就地平衡，在35千伏变电站10千伏母线上进行集中无功补偿，以补偿35千伏主变消耗的无功功率(包括励磁无功损耗和漏磁无功损耗)以及35千伏输电线路上的无功功率损耗，从而减少35千伏输电线路输送无功功率引起的有功损耗，并减少35千伏主变的可变有功功率损耗。

2、随器补偿

随器补偿是指将低压电容器通过低压熔断器接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。

农村配电变压器，尤其是综合用户配电变压器，普遍存在负荷轻时的“大马拉小车”现象，在负荷低时接近空载。配电变压器在轻载和空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是农网无功负荷的主要部分。对于轻负荷配变而言，这部分损耗占供电量比例较大。这种方式有效的补偿配变空载无功，实现就地平衡，是目前补偿配变无功的经济有效的手段之一。

随器补偿只能补偿配变的空载无功，对于小容量变压器，将随机补偿和随器补偿配合使用，是补偿方式的最优选择。

3、电动机随机补偿

随机补偿是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机同时投切。这种补偿方法不需频繁调整补偿容量，且配置方便。为防止电机退出运行时产生自激过电压，补偿度一般不应大于电机的空载无功。

4、10千伏线路上集中补偿

这种补偿方式通常是在配电线路的主干线某处，集中装设10千伏电容器。当配电变压器容量较小，低压侧无法进行无功补偿时，可采用线路上集中补偿方式，补偿若干台配变所需的无功，安装最佳位置在该条线路长度的2/3处。

四、无功补偿的作用及效益分析

1、合理加装无功补偿设备，可以降低线损。

我们知道有功功率损耗的计算公式为:

△P=3I2R×10-3(kW)

而3I2=(P2+Q2)/U2=S2/U2=P2/U2·SCOS2F

因此，△P=(P2·R/U2·COS2F)×10-3(kW)

式中：P——有功功率，kW；

U——额定电压，千伏；

R——线路总电阻，W。

由上述公式可知，有功功率损耗与功率因数的平方成反比，当功率因数COSF提高以后，线路中功率损耗大大下降。

提高负荷的功率因数与线损降低率关系可以用下列简单关系式表示：

△P%=[1-(COS2F1/COS2F2)]×100%

COS2F1——补偿前功率因数

COS2F2——补偿后功率因数

由此可算出当负荷的功率因数由0.7提高到0.85时，线损可降低32%。

2、合理加装无功补偿设备，可以改善电能质量

电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。

负荷(P+JQ)电压损失_U简化计算如下：

△U=3(PR+QX)/U(1)

式中:U-线路额定电压，千伏

P-输送的有功功率，千瓦

Q-输送的无功功率，千乏

R-线路电阻，W

X-线路电抗，W

由上式可知，当电力网输送的有功功率一定时，输送的无功功率愈大，网络的电压损失愈大，到用户的端电压就愈低。

安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为△U1，计算如下：

△U1=3[PR＋(Q－Qc)X]/U(2)

很明显，△U1＜△U，即安装补偿电容后电压损失减小了。由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下：

△U-△U1=3QcX/U(3)

由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从(3)式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。

3、合理加装无功补偿设备，可挖掘发供电设备潜力

(1)在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率△P计算如下：

△P=P1-P=S(cosF1-cosF)(4)

(2)如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少△S计算如下：

△S＝S-S1＝P(1/cosF-1/cosF1)(5)

(3)安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功。

4、合理加装无功补偿设备，可以提高输配电线路的供电能力。

当输配电线路的导线截面一定时，它输送的经济电流就为一定值。合理加装无功补偿设备，提高功率因数后，可使线路输送的无功电流大量减少，从而“释放”出富余容量，增加供电能力。

5、改善设备运行状态，延长设备使用寿命

通过合理加装无功补偿设备，提高功率因数，电压质量得到改善，提高了电压合格率，电容器投切次数增多，主变分接头开关调节次数则大大减少，从而改变了主设备的运行状态，延长设备寿命。

6、无功补偿减少用户电费支出

(1)可以避免因功率因数低于规定值而受罚。

(2)可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，减少电费的支出。

五、过补偿的危害及防止过补偿的措施

补偿的标准是只能达到完全补偿，决不能造成过补偿。过补偿会形成无功功率倒送，有功功率损耗加大，电压超标，影响系统、设备及电容器的安全。

在部分农村小型化变电所的实际运行中，电容器投入运行后，常出现过补偿情况，向电网倒送无功，电网电压升高，危害电网和设备安全运行，增加网损，电压合格率降低，通过调整主变电压分接头，虽然能够降低电网电压，但仍然不能解决向电网倒送无功问题，这种情况在实际运行中存在较多。

补偿后的功率因数应适当。如对其要求过高，不但要装设过多的电容器，增加投资费用,而且在轻负荷时会出现过补偿，向电网倒送无功，增加电压损耗和电能损耗。此外，过补偿还会抬高变压器二次侧的电压，由于二次侧电压的升高，不仅威胁线路和设备的安全，也威胁电容器自身安全。当电容器的运行电压超过1.1Uc时，就必须退出运行，否则将因过电流发热升温缩短使用寿命甚至立即烧毁。

无功补偿范文篇8

论文摘要：由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用，因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统的电压稳定性，保证电网的电压质量，提高发输电设备的利用率，降低有功网损和减少发电费用。本文按照电网无功补偿的基本原则是，重点介绍了输配电网中各种无功补偿的原理及方法，以达到改善功率因数、调整电压及补偿参数等作用。另介绍了电网电压调整的几种方法

前言

目前世界范围内掀起环境保护的热潮，电力系统是一种特定的环境，在输配电网中出现的无功功率，是电网本身的运行规律所决定，但同时它给电网运行带来了许多麻烦。无功功率是一种既不能作有功，但又会在电网中引起损耗，而且又是不能缺少的一种功率，所以在电网中要加入无功功率补偿的装置，同时对电网电压进行调整，达到电网利用效率最大化。

二、输配电网的无功补偿

2．1输电网的无功补偿

电网无功补偿的基本原则是：按电压分层，按电网分区，就地平衡，避免无功功率的远距离输送，以免占用线路输送容量和增加有功损耗。输电网多数无直供负载，一般不为调压目的而设置无功补偿装置。参数补偿多用于较长距离的输电线路。具体补偿方法如下：

2．1．1电抗器补偿

电抗器是超高压长距离输电线路的常用补偿设备，用以补偿输电线路对地电容所产生的充电功率，以抑制工频过电压。电抗器的容量根据线路长度和过电压限制水平选择，其补偿度(电抗器容量与线路充电功率之比)国外统计大多为70－85，个别为65，一般不低于60。电抗器一般常设置在线路两湍，且不设断路器。

2．1．2串连电容补偿

串联电容用来补偿输电线路的感抗，起到缩短电气距离提高稳定性水平和线路的输电容量的作用。串联电容器组多为串、并联组合而成，并联支数由线路输送容量而定，串联个数则由所需的串联电容补偿度(串联电容的容抗与所补偿的线路感抗之比)而定。串联电容补偿一般在50以下，不宜过高，以免引起系统的次同步谐振。输电网中因阻抗不均而造成环流时，也可用串联电容来补偿。日本在110kV环网中就使用了串联电容补偿。

2．1．3中间同步或静止补偿

在远距离输电线路中间装设同步调相机或静止补偿装置，利用这些装置的无功调节能力，在线路轻载时吸收线路充电功率，限制电压升高；在线路重载时发出无功功率，以补偿线路的无功损耗，支持电压水平，从而提高线路的输送容量。中间同步或静止补偿通常设在线路中点，若设在线路首末端，则调节作用消失。

输电网的电压支撑点与调压输电网与受电地区的低一级电压的电网相联的枢纽点，常设置有载调压变压器或有相当调节与控制能力的无功补偿装置，或者二者都有，以实现中枢点调压，使电网的运行不受或少受因潮流变化或其他原因形成的电压波动的影响，在电网发生事故时起支撑电压的作用，防止因电网电压剧烈波动而扩大事故。

电压支撑能力的强弱，除与补偿方法和补偿容量大小有关外，更与补偿装置的调节控制能力和响应速度有关。并联电容器虽是常用而价廉的补偿设备，但其无功出力在电压下降时将按电压的平方值下降，不利于支撑电压。大量装设并联补偿电容器反而有事故发生助长电网电压崩溃的可能性。采用同步调相机和静止无功补偿装置辅以适当的调节控制，是比较理想的支撑电压的无功补偿设备。近年来，国内外均注重静止补偿装置的应用。

2．2配电网的无功补偿

配电网的无功补偿主要以相位补偿和保证用户用电电压质量为主。具体方法为相位补偿。

2．2．1相位补偿(亦称功率因数补偿)

用电电器多为电磁结构，需要大量的励磁功率，致使用户的功率因数均为滞相且较低，一般约为0.7左右。励磁功率——滞相的无功功率在配电网中流动，不仅占用配电网容量，造成不必要的损耗，而且导致用户电压降低。相位补偿是以进相的无功补偿设备(如并联电容器)就近供给用户或配电网所需要的滞相无功功率，减少在配电网中流动的无功功率，降低网损，改善电压质量。中国对大电力用户要求安装无功补偿装置，补偿后的功率因数不得低于0.9。

三、电网电压调整

为保证用电电器有良好的工作电压，避免受到配电网电压波动影响而损坏用电设备，配电电网需要进行电压调整。电网的电压调整方法有：中心调压、调压变压器调压和无功补偿调压。

3．1利用地区发电厂或枢纽变电所进行中心调压

这种措施简单而经济方便，但它只能改变整个供电地区的电压水平，不能改善电压分布。当供电地区的地域比较广阔、供电距离长短悬殊时，中心调压措施往往不能兼顾全区，有顾此失彼的缺点。3．2调压变压器调压

可弥补中心调压方式的不足，进行局部调压。调压变压器有有载调压变压器、串联升压器和感应调压器三种。有载调压变压器与感应调压器一般用于特定负荷点，串联升压器则用于供电线路。

调压变压器的调压作用是靠改变电力网的无功潮流来实现的。它本身不仅不产生无功功率，而且还因本身励磁的需要而消耗无功功率。当电网的无功电源不足时，调压变压器的调压效果不显著。相反地，若调压变压器装设过多，将加重配电网的无功功率消耗，拉低全网电压水平，增大网损，降低并联电容器的无功出力，严重时有可能造成恶性循环的趋向。

3．3无功补偿调压

由于增加了电力网的无功电源，能起到改善电网电压的作用。装设于变电所内的无功补偿装置，还可采用分组投切的办法，对供电地区实行中心调压。

无功补偿范文篇9

1无功补偿技术的特点

1.1简单来说，无功补偿技术就是无功电压控制服务技术，指发电机机组向电网注入无功率，用来维持电力系统正常运行时，保证连接点电压波动在其波动范围内，使之能够受到良好的控制的电力系统服务技术。当电力出现故障时可用来进行无功支持以防止整个电力系统陷入瘫痪的状态。也就是说无功补偿技术就是在电力系统正常运行时吸收一定无功功率，在电力系统出现问题时用以维护电力系统短暂安全运行的一种现代电力维护技术。

1.2感性无功技术。电网中的很多电力设备都是通过电磁感应运行的。例如发电机组是线圈即发电转子在强磁场中运动切割磁感线而产生交流电，变压器也是通过电磁互感而使电压发生变化传输到相对较远的地方，从而达到减少在输送过程中电力损失的目的。电动机是在电磁场中通入电流，通电线圈在磁场中受到力的作用而运动的，电动机和变压器都是在强磁场中受到作用而发上电磁互感来实现电和磁之间的相互转化的，而在这样的转化过程中会形成的一个交变的磁场。电力设备在一个电磁互换周期内，所吸收的功率和释放的功率相等即没有发生电力的损失和消耗，这种没有发生变化的功率成为感性无功功率。

1.3电力设备在设计中安装的有固定容抗和阻抗的电容器和电感器，用来过滤掉一定的单调谐波。这种设备在设计时需要一定的技术，用于提高设备的功率因数，无功补偿技术的开发应用在这方面给予了很大的帮助。电气自动化的发展着实让给会发展增加了动力，然而社会的迅速进步也受到电力发展的限制，而限制电力发展的主要因素也是电力传输以及电能损耗问题，短暂的电力缺失是电力安全与设备稳定运行的一大难题，尤其是机器设备的发动起步阶段，对电力的短暂性的需求大增，影响了电力系统的稳定性。无功补偿技术为解决这种短暂性的电力缺失的难题提供了技术上的保障。

2无功补偿技术在电气自动化中的应用

电能的稳定性和安全性是评价电能质量的重要指标，是评价供电设备系统质量优劣的重要指标。而电压又是影响电能稳定性的重要内容，因此说电能稳定性通常就是说电压的稳定性。铁路交通用电由于都是滑动接触进行电力的传输的。在设备的接触处经常会出火花等，影响电力使用的安全性。消除火花解决这种安全威胁问题也与要用到电力系统的无功补偿技术。众所周知影响电力机动车辆的功率因数的因素来自于电力接触网、牵引机动车的电网的无功功率因数以及变电所对电力的瞬间稳定性能的调控能力这三方面的因素。同时变压器的阻抗和接触网的大小不同，也严重影响着电力系统的稳定性和安全性。例如在电力机车上安装过滤电磁波的装置可有效的减小外来电磁干扰，对机车的功率因数和机车稳定性的提高会起到很大的作用。由串联的电抗器和电感器组成的电力系统的无功补偿装置，在机车和电网的接触上，以及调整电力机车使用过程中电力系统的稳定性上都有一定的优势。晶闸管电子开关对电力的保险性能可以起到了一定的保护作用，能够使电力机车在运行时不至于因不可抗力引起的电力系统的短暂性不足而陷入困境，即使电力系统本身出现短暂的不可调节时也能确保电力机车的稳定性。我国铁道电气电力系统采用SCOTT式变压器调节供电，在电力机车上配备有过滤电磁波的装置，减少了外界电磁对电力机车自动化控制的干扰，提高了电力机车的功率因数和稳定性能，确保了电力机车运行中的安全性。这种采用无功补偿技术解决铁路运输上的电力系统的弱性，弥补了电力系统本身的不足的例子多如牛毛。这样的技术及应用不仅在我国铁路运输电力系统很常见就在国外也是被大多数电气自动化设计者所欣然接受和采纳的优秀技术。

3无功补偿技术使用中的注意事项

无功补偿范文篇10

[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态，降低电能损失，与电网稳定工作、电力设备安全运行、工农业安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。

无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低电能的损耗，改善电网电压质量。

从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配

置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。

一、低压配电网无功补偿的方法

随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。

随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。

跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。

二、无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。

（一）单负荷就地补偿容量的选择的几种方法

1．美国：Qc=（1/3）Pe

2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe

3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3(kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe)

若电动机带额定负载运行，即负载率β=1,则：Qo根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。

4．按电动机额定数据计算：

Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar)

K为与电动机极数有关的一个系数

极数：246810

K值：0.70.750.80.850.9

考虑负载率及极对数等因素，按式（4）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。

（二）多负荷补偿容量的选择

多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。

1．对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：

Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2=Q2/P；tgφ（UI）可由有功和无功电能表读数求得。

2．对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)

式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。

多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。

三、无功补偿的效益

在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

（一）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。

（二）降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P=IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2=COSφ2/COSφ1,这样线损P减少的百分数为：

ΔP%=(1-I2/I1)×100%=（1-COSφ1/COSφ2）×100%

当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20%～45%。

（三）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为：

△U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV)两部分损失：PR/Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；

配电线路：X=（2~4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的

变压器：X=（5~10）RQX/Ue=(5~10)PR/Ue变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的。

可以看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。

（四）三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：

△S=P/COSφ1×[（COSφ2/COSφ1）-1]

如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857）×[（0.967÷0.857）-1]=24KVA

四、结束语

在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化，是一项建设性的节能措施。本文简要分析了三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。在实际设计中，要具体问题具体分析，使无功补偿应用获得最大的效益。

参考文献：