低压无功补偿的应用效果

低压无功补偿的应用效果

电力工程学院 发电厂及电力系统

2011年5月学生姓

名: 燕阳 班级学

号: 2008810300 院、系、

指导教

师: 张月华

第一章绪论

第二章无功补偿的基本原理第三章

第四章

第五章目录

低压无功补偿装置的应用实例

无功补偿的基本要求结论11

12

【摘要】：论文针对我国低压电网普遍存在功率因数较低、电网线损较大的

情况，分析了电网无功补偿的基本原理，阐述了低压无功补偿装置对改善无功功率和提高功率因数的意义，详细分析了低压无功补偿装置的选用，并以实例说明低压自动无功补偿装置节能降损的效果。

【关键词】：低压补偿节约电能改善电能质量

第一章绪论

近年来，随着中国社会经济的迅猛发展，工业化程度的不断提高, 对电能的需求也呈现不断上升的趋势。电力系统中大多数用电设备的功率因数不高，需要大量的无功功率，也给电网带来额外负担，并影响到电网电能质量。目前，我国的电网，特别是广大的低压电网，普遍存在功率因数较低、电网线损较大的情况。导致此现象的主要原因是众多的感性负载用电设备设计落后，功率因数较低。比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的70%,而由于设计和使用等方面的原

因我国电动机的功率因数往往较低，一般约为cos 0.70。

在这种情况下，采用无功补偿节能技术，对提高电能质量和挖掘电网潜力是十分必要的，世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。

因此，在低压供电系统中采用合理方式对用电设备进行无功功率补偿，具有多方面的意义，它不仅可以提咼线路传输效率，稳定电网电压，提高电能质量。具体来说:

(1)提高电网传输效率。电网的传输能力是以能够传输的功率

来衡量的。在功率的定义上，有功功率和无功功率的矢量和称为视在功率。电网传输线路对视在功率的传输能力是一定的。如果无功功率

部分增加，就会相应的降低有功功率的比例，从而使传输效率降低。

通过在用户端进行无功功率补偿，可以免去电网传输无功功率的负担，增大电网中传输的有功功率的比例，提高传输效率。

(2)稳定电网电压。输电线路电压由两部分组成，即有功功率

在电阻上的压降或无功功率在电感和电容上的压降。般来说，在超高压电网的线路、变压器的等效电路中，电抗的数值比电阻大的多。

所以无功功率对电压损耗的影响很大，而有功功率对电压损耗的影响则要小得多。因此，在电力系统中，无功功率是造成电压损耗的主要因素。电网中无功补偿设备的合理配置，与电网提供的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。同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。

此外，无功补偿的意义还在于减小发电与供电设备的设计容量，

减少投资、降低损耗，提高供、用电企业的经济效益等。所以，实施无功补偿势在必行。

第二章无功补偿的基本原理

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷,

在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系

统中，整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源，因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制，不仅可保证电压质量，而且将提高电力系统运行的稳定性、安全性、经济性。

自然无功符合包括电力用户补偿前的无功负荷、各电压级变压器及送电线路的无功损耗、发电厂自用无功负荷、各种电抗器的无功损耗等。无功电源包括发电机实际可调无功容量、线路充电功率、无功补偿设备中的容性无功功率等。

改善企业用电的功率因数（即无功功率补偿），消除企业力率电费是

企业节约电能的重要环节，应给予足够重视，并采取相应的技术措施以提高功率因数，降低线路损耗。

1．无功功率和提高功率因数的意义

接在电网（电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所）

中的许多用电设备是根据磁感应原理工作的。例如通过磁场，变压器才能改变电压并将电能传送出去，电动机才能转动并带动机械负荷。

磁场所具有的磁场能是由电源供给的，电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫做感性无功功率。电容器在交流电网中接通时，在一个周期内，上半周期的充电功率和下半周期放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫做容性无功功率。

所以无功功率被使用于建立磁场和静电场，它存储于电感和电容中，通过电力网往返于电源和电感、电容之间。无功功率在电力网元件中流动，将会在电力网元件中引起电压损耗和功率损耗，降低电网

的电压质量，增加电网的线损率。

无功功率仅反映了具有储能元件与其外部交换能量的规模，

“无

功”意味着“交换而不消耗”，不能理解为“无用”。对感性负荷,

图】《性员荷关S 图

由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，当用电企业cos 越小，则所需要的无功功率越大，其视在功率也越大。这样，不仅增 加供电投资，降低设备利用费，也将增加线路网损。

为此，全国供用电规则规定：无功功率应就地平衡，用户应在提 高用电自然功率因数（未经补偿的用电设备原有的用电功率因数 ）的

基础上，设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时 投入或切除，防止无功电力倒送。全国供用电规则还规定了在电网高 峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准：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; 其他100 KVA(kW 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；农业用电，功率因数为0. 80以上，凡功率因数不能达

有功功率、 无功功率和视在功率之间的关系如图 1所示。 式中: 式中; S = y! P 2 S 为视在功率; cos Q 2 (1)

P 为有功功率；C 为无功功率。

P

S

cos 为功率因数；为功率因数角。

Q

到上述规定的新用户，供电部门可拒绝供电。因此对无功功率进行补偿，提高企业用电的功率因数具有重要的意义。负载的功率因数低, 对电力系统不利。

(1) 具体来讲，平衡的三相电力系统的功率，可用公式表示如

P=J3UICOS在负荷功率P和电压U近似不变的情况下

电流I X 1/COS 而功率损耗△ P X I 2=1/CO S

所以在电源输出同样有功功率的情况下，功率因数越低，电流越

大，功率损耗越大。通过定量计算，可以发现当功率因数从0.5提高

到0.9 ,功率损耗下降近70%可见改善功率因数具有十分明显的节能降耗效果

⑵ 负荷的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用，例如,

台额定容量为60 KVA勺单相变压器，设它在额定电压、额定电流下

运行，在负载的cos =1时，它的传输的有功功率P=60 X cos =60 kV,它的容量得到充分的利用，负载的cos =0 . 8时，它的传输的

有功功率降低为48 kW容量的利用较差，cos越小，容量利用的就

越不充分。

⑶ 在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，负载的cos

越低，通过输电线的电流越大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗的电压降落越大。功率因数是电力经济中的一个重要指标。

2．无功功率补偿

1)无功功率补偿的基本概念

无功功率补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷却在吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的原理。

低压无功补偿在配电台区中的应用

低压无功补偿在配电台区中的应用 发表时间：2018-08-22T10:34:27.173Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：惠三军 [导读] 摘要：在我国电力系统的发展道路中低压无功补偿技术在配电台区中的应用范围越来越广，但是在部分地区还存在着低压配电台区使用的线路不符合标准、线路损耗过大以及电压过低等具体问题。本文主要针对线路损耗的问题使用低压无功补偿技术进行合理地改进，进而对功率低以及质量差等电力方面的问题提出改进措施，为防止电能的过度消耗提供保障，最后对低压无功补偿技术在应用效果进行分析。 （国网山东省电力公司诸城市供电公司山东潍坊 262200） 摘要：在我国电力系统的发展道路中低压无功补偿技术在配电台区中的应用范围越来越广，但是在部分地区还存在着低压配电台区使用的线路不符合标准、线路损耗过大以及电压过低等具体问题。本文主要针对线路损耗的问题使用低压无功补偿技术进行合理地改进，进而对功率低以及质量差等电力方面的问题提出改进措施，为防止电能的过度消耗提供保障，最后对低压无功补偿技术在应用效果进行分析。 关键词：低压无功；智能配电台区；电压质量；电能损耗 无功补偿为电网的安全运行提供了必要的保障，并且在电网供电的质量以及产生的经济效益方面也占据了重要的地位。近些年来我国已经社会各方面对高压无功补偿的关注程度逐渐提高，但是由于低压配网的构造比较繁琐导致人们对其的重视程度不够，再加上较大功率电器的大规模使用，造成了配电网的电力负担明显加重而无法保证电力供应的效率和质量，因此在配电台区中使用低压无功补偿的装置对于电网的建设有着极其重要的意义。 一、装置介绍 （一）装置简介 一般的补偿装置的容量可以分为从二级到四级不等，由于分组较少并且每一级之间的跳跃程度过于明显，造成运行期间的安全性能得不到保障，容易出现不平衡的情况，因此有必要对传统的补偿装置进行合理地调整。 低压无功补偿装置的构造如图1所示，主要由负荷开关、智能时间继电器、熔断器以及交流接触器等部件组成。最新研发的补偿装置的容量可以分为36级，如图2所示，电容器部件可以在每两根相线之间进行补偿，极大程度地提升了装置的便捷程度[1]。 （二）运行原理 在低压无功补偿装置的运行过程中，电容可以在每两根相线之间进行转移有功并且能够在相线之间与零线中连接数量不等的电容器，不仅能够把其功率因数补偿到0.94或者高于0.94并且能够原本负荷不平衡的电流调整至其额定电流的使用范围之内，能够在较大程度上解决传统负荷不均衡的状况。 （三）新型补偿装置的收益概算 假设配电台区在一年的使用中以大容量运行时间t1大约为3个月，小容量t2运行时间大约为9个月，而低压无功补偿的容量按照配变容量p的百分之三十来计算，在无功经济的当量依照a=0.09并且补偿的投入b按照百分之五十进行计算，以配电台区使用频率最广的c=200kVA 来计算年节能大约为： N=c×p×b×a×(t1+t2)×360d×[t1/(t1+t2)+t2/(t1+t2)]=11664kW?h 图3为试验区域台区某天的补偿投入容量对比图，可以看出相电压和相电流对补偿方式的影响。 二、现阶段配电网存在的问题以及改善的方向 （一）存在问题 虽然我国在大力推行城镇化建设使农村居民的生活水平得到较大的改善，但是由于农村数量基数过大导致现阶段还有较大数量的农村没有发展成为现代化的城镇，再加上我国城镇与农村的发展不平衡，这就会造成农村的用电设施老化问题一直得不到缓解。用电或者供电设备老化以及供电线路过度损耗一直是农村最主要的用电安全隐患之一，除此之外还有电压过低的现象经常出现，农民为解决这个问题大

JKWNA-9低压无功补偿控制器使用说明书(2015总线版、.

JKWNA-9 低压无功补偿控制器 使用说明书江苏南自通华电力自动化有限公司 1产品简介 1.1概述 JKWNA-9低压无功补偿控制器和NA系列智能集成式电力电容补偿装置配套使用,具备采集并显示电测量数据,监测和显示智能电容器运行工况、投切状态,以及根据无功功率与目标功率因数自动控制投切电容器等功能。 1.2产品特点 JKWNA-9低压无功补偿控制器通过通信总线连接NA系列智能集成式电力电容补偿装置;控制器采集电网电测数据,在显示智能电容器组运行情况的同时,可以直接根据当前的电测数据,对电容器组进行智能投切控制,以达到无功补偿的效果。 1.3外观尺寸 2技术参数

显示分辨率128×64,显示12点阵汉字输入测量RJ45方式接入智能电容器网络 电源 工作范围AC380V±30% 功耗≤2W 工作条件 -10~55℃,相对湿度≤93% 无腐蚀气体场所,海拔≤2000m 隔离耐压电源>2500V 绝缘电阻≥2MΩ 尺寸 面框尺寸:120mm×120mm 开孔尺寸: 3使用说明 JKWNA-9低压无功补偿控制器面板由产品名称及公司信息、液晶显示屏、操作按键组成。下面对液晶显示屏显示内容和主要功能作简单说明: 3.1主菜单 液晶屏第1行从左到右依次显示:联网电容器数量、当前投切控制方式(自控/手控和软件版本号;

当前所有联网电容器的投切状态以图形的方式直观显示在液晶屏上,同时显示投入到电网中总的补偿容量,显示界面如下: 注:表示分补表示共补表示投入表示切除 当前电容柜补偿电流界面如下: 3.2运行工况 显示开关故障、过压保护、过流保护、过温保护、过谐波保护的电容器信息。 使用和切换界面查看各种保护与故障,按 键返回主菜单。 3.3设置参数 设置参数 CT变比(比值:0000 目标功率因数:0.99 无功算法时间:040 设置现场的电流互感器变比,无功控制的目标功率因数和无功算法时间。

用电企业无功功率补偿的作用、目的和意义

用电企业无功功率补偿的作用、目的和意义 电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图1所示 式中 S——视在功率，kVA P——有功功率，kW Q——无功功率，kvar φ角为功率因数角，它的余弦(cosφ)是有功功率与视在功率之比即cosφ＝P/S称作功率因数。 由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用电企业功率因数cosφ越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。 无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。 当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。 采用并联电容器进行无功补偿的主要作用： 1、提高功率因数 如图2所示图中

低压无功补偿的应用与效益分析

低压无功补偿的应用与效益分析 发表时间：2017-09-19T09:30:56.460Z 来源：《电力设备》2017年第13期作者：王玺[导读] 甚至会导致部分区域无功严重不足，电压作用往往很低，一旦系统遭遇到较大程度的干扰，在电压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。 （国网河北省电力公司任丘市供电分公司河北任丘 062550）摘要：随着国民经济的不断快速发展及人们生活质量水平的日益提高，人们对于电力资源服务、供电的可靠性与质量也相应地提出了更高的要求，由于负荷的反复增加变化与电源的全面涨幅，不仅从行为上改变了当前电力体系的网络组织，也改变了电力系统中的电源布置，致使系统无功分布并不科学，有时，甚至会导致部分区域无功严重不足，电压作用往往很低，一旦系统遭遇到较大程度的干扰，在电 压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。无功补偿能提高系统电压水平，增强电网稳定裕度，降低线损，并由此产生经济效益。为了确保功率因数达到考核指标，保证电网供电的政策运行，无功补偿就显得尤为重要。 关键词：低压无功补偿；应用；效益分析 1电力电网中无功补偿的原因 随着国民经济的快速发展，国内的工业用电和生活用电不断增加，需求的增加对供电系统提出了更高的要求，无功补偿的运用，可以有效地降低电力电网的有功损耗，提高电力电网运行的科学性、经济性。 无功补偿设备可以有效地降低电网中的功率耗损，根据公式I=P/Ucos可知，其中电流与cos成反比，因此，安装无功补偿设备之后可以有效地提高功率因数，线路中的负荷电流降低，进而使有功功率的损耗有所降低，同时还可以减少电网中电压的损失，提高电压的质量，减少客户的电费费用，减少设备投资。 由于无功补偿可以减少无功功率在电网中的流动，降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失，安装无功补偿设备可以有效地降低电力网的损耗。而且无功补偿可以提高功率因数，相对其他节能措施而言，是一项收效快、投资少的降损节能措施，它可以使电力系统少送无功功率，多送有功功率，而且可以在电力系统无功功率不足时，迅速提供无功功率。 2电力电网中无功补偿的使用 ―般无功补偿设备是在用户的负载点或者配电室进行补偿，供电部门会与用户进行协商，鼓励用户在用电处安装无功补偿设备，减少电费支出，进而提高功率因数，使功率因数符合考核标准。相关资料表明，无功功率约有40%是消耗在变压器和电线线路，剩余的则消耗在客户的用电设备中。为此，供电部门要与用户加强沟通，共同做好无功补偿设备的配置，保证电力资源的高效合理使用，减少能源浪费。 2.1无功补偿设备的选定 无功补偿设备的选定要按照合理布局、就地平衡、全面规划的原则。保证电力电网的无功补偿取得最佳的经济效益和社会效益。合理的无功补偿设备容量设定是决定其是否能够实现节能降耗的重要因素，在实际工作中，电力企业首先要根据不同的负荷隋况，以及供电部门的要求确定无功补偿后应该达到的功率因数，然后计算无功补偿设备应具有的实际容量大小。 2.2并联电容器的无功补偿 （1）单独就地补偿 相比其他两种补偿方式，单独就地补偿的补偿范围最大，补偿效果也最好，电力企业一般优先采用这种方式进行补偿。单独就地补偿的电容器组是使用电设备自身的绕组电阻来放电，它是将并联补偿电容器组装在需要进行补偿的用电设备附近，它可以直接补偿安装部位的变压器和所有高低压电线线路的无功功率。 （2）低压集中补偿 低压集中补偿主要用于补偿高压配电线路、电力系统以及车间变电所低压母线前车间变电所的无功功率，可以使用专门的放电电阻或者白炽灯的灯丝进行放电，使用成本较低，运行和维修也比较方便安全。 （3）高压集中补偿 高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6～10kV母线上，因此，这种补偿方式只能补偿6～10kV母线前的所有线路的无功功率，而母线后的电线线路的无功功率得不到有效补偿。 3无功补偿的效益分析 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与电力系统中，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。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。 3.1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，因为在国家电价制度中，从合理利用有限电能触发，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。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。 3.2提高设备的利用率 对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了符合增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不至于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，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。工业用户合理配置无功补偿，可提高功率因数，提高设备的出力率，降低电费的支出，获得可观的经济效益，同时也能改善电网的功率因数和电压质量，提高电力系统的供电稳定性。 在进行无功补偿设备配置和管理的过程中，坚持集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主，对分散补偿的配置要从实际出发，确保无功补偿之后可以达到功率因数的审核标准。对于供电公司而言，无功补偿设备过于分散，导致企业的设备维护量大，工作难度较大，为此，大多采用变电站集中补偿和配变就地分散补偿相结合的方式。

无功补偿的意义

第1章绪论 1.1 无功补偿的意义 国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高速增长。尤其是近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量和输配电能力不足，造成全国近20个省市电力供应紧张，部分省市出现限电拉闸[1]。与此同时，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量的要求也在提高；电力生产与供应企业也比以往任何时候都重视电力系统运行的经济性。 电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。 无功功率从何而来？显然，发电机提供的无功功率相对负荷和网络对无功功率的需求来说只是“杯水车薪”，仅仅依靠发电机提供无功功率也是极不经济的。无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简称无功补偿）设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。因此，无功补偿是电力系统的重要组成部分，它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。 低压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此在低压电网中进行无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。 低压电网的无功补偿主要采用并联电容器进行，它包括固定电容器（FC）补偿和自动投切电容器的动态补偿以及两者混合补偿等方式。 电力负荷是随时变化的，所需要的无功功率也是随时变化的，为了维持无功平衡，要求无功补偿设备实行动态补偿，即要根据无功负荷的变化及时投切电容器。以往的低压动态无功补偿设备以机械开关（接触器）作为电容器的投切开关，机械开关不仅动作速度慢，而且会产生诸如涌流冲击、过电压、电弧重燃等现象，开关本身和电容器都容易损坏。据调查，我国过去使用的自动投切电容器无功补偿装置在使用3年后损坏率达75％[2]。 随着电力电子技术和微机控制技术的迅速发展和广泛应用，出现了智能型的动态无功补偿装置。这种以电力电子器件作为无功器件（电容器、电抗器）的控制或开关器件的动态无功补偿装置被称为静止无功补偿装置（SVC：Static V ar Compensator）。 SVC是动态无功补偿技术的发展方向，它正成为传统无功补偿装置的更新换代产

无功补偿的作用与必要性

无功补偿的作用与必要性 ①无功电流的产生与损耗 大家知道，我们的工厂低压配电是通过厂用变将10KV变成400V，然后通过低压配电系统，给用电设备提供电源，驱动动力设备工作的，动力设备多为感性负载。如电动机、电焊机、空调机等。当它投入运行以后，将产生很大的感性电流，这种电流它不做工，是无功电流。由于它的存在，使得在配电网络中及变压器中，流过的电流就是电感电流与电阻电流之和，即I=I R+I L。而变压器的容量是电流乘电压，即S= 3 UI(KVA)。当电压一定时，要使变压器的容量得到充分利用，就必须减小电流，而减小电流的唯一办法，就只能使I L电感电流尽量减少。同时由于I L电感电流的存在使得损耗大量增加，它的损耗大小与I L电感电流的平方成正比，这些损耗在变压器及线路中转变成热量散发，使得变压器及配电设备温度升高。不仅影响设备的利用率，还由于温度过高，破坏设备的绝缘，缩短设备的使用寿命，甚至损坏设备。所以怎样减少电感电流，就成了企业减少能源损耗，设备挖潜增加经济效益与社会效益的必经之路。下面我们以调查东莞某外资企业的情况加以说明： 该企业安装630KVA变压器两台，根据监测结果。补偿前平均功率因数COS=0.71（还不算太低）总输出电流385.5A，总无功功率186KVAR，补偿后平均功率因数COS=0.985，总输出电流只有284A，总无功功率只有34KVAR，从而使：

a) 无功功率下降率为Q=（1-Q2/Q1） ×100%=(1-34/186)×100%=81.72% b) 减少线损率为▲P=［1-( I2/I1) 2］×100%=［1-( 284/385.5) 2］×100%=45.73% 由此可见，投入补偿后明显减少了无功功率提高了功率因数，减少了电流和线损率。 ②优化电能质量 a) 抑制波动负荷和冲击负荷造成的电压波动和电压闪变，滤除高次谐波。 大家知道，投入、切除感性负载时，根据电磁原理，一定会产生操作过电压，这种过电压是由于感性负载电流突变产生的高次谐波形成的，而高次谐波对于电容来说相当于短路状态，所以电容是高次谐波的吸收器。 b) 稳定电网电压 仍以上面提到的企业为例，在投入电容前低压侧系统电压与投入电容后低压侧系统电压对比，投入电容后电压有明显提高： ▲NU=( I1-I2)/ I1×100%= (385.5 -284)/ 385.5×100%=26.33% 由此可见投入电容补偿以后不仅明显提高了功率因数，减少了电流和线损率，电压也相对稳定提高了供电可靠性，并能充分利用配电设备的容量，达到节能降损的预期目标。 ③电容补偿的目的和积极意义

复合开关在低压无功补偿中的应用

复合开关在低压无功补偿中的应用 摘要：该文总结了传统的电容器投切开关存在的主要问题，设计了基于单片机控制的复合开关，并对其硬件设计、软件实现进行了详细介绍。还介绍了复合开关在低压电容器无功补偿中的应用，指出使用复合开关不仅可以增加投切电容器组数，而且提高功率因数，提高电网质量。 关键词：复合开关；电容器投切开关； 无功补偿无功补偿是电力系统运行的基本要求，为了实现电力系统运行中的无功平衡，必须对各种电力负荷所需的无功进行补偿。无功补偿的方法有调相机补偿、电容器组补偿等多种，其中最为有效和易于实施的是在靠近负荷点的地方进行就地无功补偿。由于无功补偿挂接在电网上是通过自动投入和切除电力电容器来达到补偿效果的，因此控制电容器投切的开关元件的性能对整个装置的质量和稳定性起着非常关键的作用。目前国内的无功补偿产品的控制器普遍都是交流接触器或双向可控硅作为开关元件来控制电容器通断。都不可避免地存在着功耗大、温升高，产生被称作“电污染”的谐波成分等影响设备的长期安全运行的问题，整个装置的寿命和可靠性不能有效保障，甚至会影响整个电网的正常运行。本文设计的基于单片机控制的智能化复合开关是较理想的投切开关，详细介绍了硬件设计、软件实现及其在低压无功补偿中的应用。 1传统的电容器投切开关存在的主要问题 传统的电容器投切开关主要存在的问题有：以可控硅和大功率固态继电器作为无触点开关虽然具有响应速度快、涌流较小的特点，但存在功耗大的缺点，在大电流工作的电容器投切中，发热严重，需加散热器，甚至强制致冷。这样既增加了补偿装置体积，也增加了成本。对投切电容器的专用交流接触器，由于它在主回路中接人了限流电阻，从而起到限制涌流的作用，这与用不饱和聚酯树脂浇注成型的干式限流电抗器相比，成本虽然降低，减少耗电量，但仍有较大的涌流，对电网或电容器有较大冲击。 2基于单片机控制的智能化复合开关 复合开关采用智能控制技术和最新的电子元器件，适用于对交流380V无功补偿电容器的通断控制。基本工作原理是将可控硅与接触器并接，使复合开关在接通和断开的瞬间具有可控硅过零投切的优点，而在正常接通期间又具有接触器无功耗的优点，同时具有智能监控、自诊断故障保护、缺相保护、空载保护等完善的保护措施，且功耗小、无谐波。控制信号常用12V和5V。硬件框图如图1所示。控制器采用Intel公司研制的80C196KB单片机。该单片机特别适用于实时性要求较高的控制系统。为了控制可控硅在电压过零时投入，选用了Motorola公司的过零触发控制芯片MOC3083。其控制电路如图2所示。由于MOC3083的驱动是电流型的，要求大于5mA。故为了可靠驱动，在系统设计中使用达林顿MC1413来驱动它，并设计驱动电流为l0mA。图1硬件框图图2光电隔离控制电路在电容器的投切过程中，对触点型开关，往往会在其触点间产生较强的电弧，损伤触点，致使触头接触不良，甚至会发生触点熔融的现象；对可控硅和大功率固态继电器等无触点型开关，因其功耗大，散热问题尤为突出。针对上述情况，复合开关设计时，增加了延时电路。在开通时，可控硅先导通，延时2~3个周期后，接触器闭合，可控硅关断，负载工作电流由接触器提供；在关断时，接触器先关断，可控硅延迟2~3个周期后关断。这样，从根本上解决了接触器在接通和关断时出现的涌流及触头间拉弧现象，也消除了无触点开关的散热问题，使开关的使用寿命接近其机械寿命，既大大延长了开关的使用寿命，又提高了系统运行的可靠性。软件主程序流程如图3所示。图3主程序流程图为了达到理想的工作状况，可控硅和接触器的开、断有时序要求，假设复合开关的投入命令高电平为有效，则切断命令为低电平有效；开关(可控硅、接触器)闭合用高电平有效表示，则开关断开用低电平有效表示，其各信号状态如图

高低压无功补偿装置的作用

高低压无功补偿装置的作用 一、概述 电力工业是国民经济的重要基础产业，是现代社会生活的标志。十一五期间，国家把能源政策的重点放在“开发与节约并重，把节约放在优先地位”。在工业企业供电系统中，绝大部分用电设备(如感应电动机、变压器、电抗器、电焊机等)为感性负荷，这些设备不仅需要从电力系统吸收有功功率，还要吸收无功功率以产生正常所必须的交变磁场。然而在输送有功功率一定的情况下，无功功率增大，将带来以下许多不良的后果： 1引起线路电流增大，使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大。 2使供电网络的电压损失增大，影响负荷端的电压质量。 3使供配电设备的容量不能得到充分利用，降低了供电能力。 4使发电机的输出能力下降，发电设备效率降低，发电成本提高。 基于以上种种不良影响，从节约电能、改善变配电设备的利用情况和提高电能质量等方面考虑，都必须设法减少负荷无功功率带来的不利影响。为此，这种场合需要加装无功

功率补偿设备。 目前，国内电网采用的电容补偿技术主要是高压集中补偿、低压分散补偿和就地补偿方式。高压无功补偿装置可适用于电力系统35-220kV变电站，标称电压为6kV、10kV的电网中，根据母线电压和无功功率的需求状况，控制并联电容器补偿单元的自动投切来调节容性无功功率的输出，使电网的功率因数保持在设定的范围内，以保证电网无功功率供需基本平衡，减少电能损耗。低压无功补偿装置适用于0.4kV 低压配电网。高低压无功补偿装置可广泛用于冶金、机械、矿山、铁路、化工等企业，对用户高低压系统进行自动跟踪补偿、配电监测和谐波治理。 二、装置的主要作用 1)根据供电母线的电压、无功需求或者功率因数情况，自动投切电容器组，跟踪负荷的变化情况进行无功补偿，从而提高功率因数，改善供电质量，降低电能损耗。 2)特殊设计兼顾滤波功能：随着电力电子技术的广泛应用，现代工矿企业的非线性负荷产生的高次谐波进入电力系统，引起供电电压波形畸变，使电力设备损耗增加、温度升高、绝缘老化、缩短设备寿命，对通讯系统产生干扰，对电子式保护装置产生误动，加大计量误差，影响设备正常运行。同时高次谐波还可能因电容器组的配置不合理而造成系统谐波放大，甚至产生并联谐振，损坏供用电设备，或者放大

电网无功补偿的作用

1、无功补偿的主要作用 无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率耗损、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。 安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。无功补偿应根据分级就地和便于调整电压的原则进行配置。 集中补偿与分散补偿相结合，以分撒补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降压相结合；并且与配电网建设改造工程同步规划、设计、施工、同步投运。无功补偿的主要作用具体体现在：①提高电压质量；②降低电能损耗；③提高发供电设备运行效率；④较少用户电费支出。 2、无功补偿电容器的特点 ①无功补偿电容器是在工频交流电压下长时间运行的容性无功功率供应源。 ②无功补偿电容器本身的有功功率损耗较小，一般约占无功容量的 0.3%~0.5%。 ③电力电容器安装简单、使用方便，维护工作量小，一次投资较少。 ④由于结构上的特点，过高的环境温度和运行电压都会影响它的实用性能和寿命，甚至造成事故。 ⑤电容器的无功出力与电压平方成正比。当系统电压降低而需要更多的无功补偿时，电力电容器的无功出力恰恰在此时降低，显示出其性能不足的一面。 电力电容器是电力系统无功补偿的手段，运行中并联电容器的容性电流抵消感性电流，使传输元件如变压器、线路中的无功功率响应减少，因而，不仅降低了由于无功的流向而引起的有功损耗，还减少了电压损耗，提高了功率因数。所以采用并联电容器进行各级电网的无功补偿是电力系统最广泛的应用方法。 3、合理选择和应用无功补偿电容器

①电容器额定容量的选择应注意与变压器容量相匹配。电容器额定容量过大或过小都难以取得合理的补充效果。 ②防止电容器开关频繁投切。电容器开关频繁投切会产生极高的尖峰电流，尖峰电流对开关电气的正常操作危害很大，常造成开关电气的使用寿命缩短或损坏故障的突然发生。 ③防止电容器受到谐波谐振的影响。在电容器接通回路中串联一个感性电抗器，既可以防止产生谐振，亦可吸收高次谐波电流。 ④选择新型号产品。目前国内开发生产的新型电容器，无论是技术指标还是结果性能都有了很大提高。 4、确定无功补偿容量 无功补偿计算的目的是为了合理选择并联电容器的容量。电容器安装容量的选择可根据使用目的的不同、按改善功率因数提高运行电压和降低线路损失等因数来确定。 ①从提高功率因数角度决定补偿容量，这是最常用的方法。除公式计算外，实践中亦可以利用查表发获得每1kW的有功功率、功率因数，改善前后所需补偿的容量。再乘以最大负荷的月平均有功功率，即可计算出所需要的无功补偿容量。 ②从提高线路端电压角度决定补偿容量。按无功电压规定，以送端潮流功率因数在0.95~0.98为宜，一般可达到末端电压降不大的目的。 ③从提高变电站供电能力角度决定补偿容量。 5、用电企业无功补偿方法 用电企业普遍利用并联电容器进行无功补偿，以提高功率因数，降低供电线路得电流和降低线损，但在实际应用中，不同的补偿方式补偿效果有所差异。 ①高压电容无功补偿。对提高总回路功率因数的效果最为显著，但对企业的节电效果而言，不如低压电网和用电设备的直接补偿理想。 ②低压电容集中无功补偿。集中补偿分为固定容量补偿和自动补偿，可最大幅度挖掘变压器额定容量的潜力，增大负载能力。低压集中补偿的缺点是不能解决低压网络内部无功电流的流动；补偿容量大时投入资金较高，

低压线路自动无功补偿的应用

58 1　安装背景 目前农村低压负荷不断增长，昼、夜变化比较大，原先配电柜里配置的电容为固定电容，容量小，不能根据负荷情况进行补偿，由于随器补偿的不完全性，线路上仍有大量的无功负荷在传输，因此造成线路电压降增大、线损高、功率因数低等状况。为解决这些状况，需要进行低压线路自动无功补偿的安装。我局原先主要在中压线路上进行补偿，在低压线路上补偿还是一种新的尝试。 2　系统简介 低压线路自动无功补偿装置是0.4kV低压配电网高效节能、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备，具有补偿效果好、体积 小、维护方便、使用寿命长、可靠性高的特点，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。 2.1　装置组成 本装置安装主要由以下几部分组成：第一部分是智能电容箱； 第二部分是低压户外开启式电流互感器；第三部分是低压电缆、电容架构、接地极等其他安装附件。 2.2　各种容量的投切模式 补偿方式为三相平衡，采用1+N补偿方式，各 组根据补偿器容量大小分级投切，我局主要采用了三种补偿容量的电容。 补偿容量为50kVAR，分三级补偿：第一级，10+5kVAR；第二级，10+5kVAR；第三级，10+10 浅谈低压线路自动无功补偿的应用 韩　英 (河北任丘市电力局，河北 任丘 062550) 摘要： 为解决农村低压线路电压降大、线损高、功率因数低等状况，任丘局进行了低压线路自动无功补偿的安装。文章介绍了低压线路自动无功补偿在安装使用过程中取得的效果。关键词： 低压线路；自动无功补偿；线损；功率因数中图分类号： TM714 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）25-0058-022012年第25期（总第232期）NO.25.2012 （CumulativetyNO.232） 行实时监控，大大减少了操作人员的工作量，对实现煤仓煤位可靠、安全的监控具有重要意义。 3　结语 本文通过触摸屏画面设计，主要分析煤仓输煤系统的工作画面，系统中共有3个煤仓，3个煤仓按煤仓煤位高度从低到高的顺序输煤；当3个煤仓煤位高度相等，按#1、#2、#3煤仓顺序输煤。向哪个煤仓输煤，对应的触摸屏画面上有蓝色液体流入。皮带机的运行按周期甲乙两根皮带机自动切换。参考文献 [1] 梁耀光，余文杰．电工新技术教程[M]．北京：中国劳动 社会保障出版社，2007． [2] 钟肇新，范建东．可编程控制器原理及运用[M]．广州： 华南理工大学出版社，2007． 作者简介：刘钰（1974-），陕西省榆林工业学校讲师。 （责任编辑：文　森）

无功补偿的目的意义方法

2007 年 PAE 应用方案文集 电能质量 - 34 - 无功补偿及其意义 刘翀 （电力监控与补偿滤波产品应用工程师 / 上海 /135******** ） 摘要： 无功补偿是维持电力系统稳定与经济运行所必须的，本文详细介绍什么是无功、无功补偿，以及无功补偿的方法和意义，并重点介绍全球电气行业领导者施耐德电气公司在无功补偿方面的典型应用方案。 1 什么是无功功率 在交流电路需要由电源供给负载两部分功率；一种是有功功率，一种是无功功率。 有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量，如机械能、热能或光能。符号用 P 表示，单位为瓦 (W) 、千瓦 (kW) 和兆瓦 (MW) 。

1什么是无功功率 在交流电路需要由电源供给负载两部分功率；一种是有功功率，一种是无功功率。 有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量，如机械能、热能或光能。符号用P表示，单位为瓦(W)、千瓦(kW)和兆瓦(MW)。 无功功率较为抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。符号用Q表示，单位为乏(Var)和千乏(kVar)。 无功功率较为抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电 气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。符号用Q表示，单位为乏(Var)和千乏(kVar)。 无功功率不是无用功率。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。 2 无功补偿的原理 把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路上，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率来补偿。实质上就是把原来是由电网或者变压器提供的无功功率，改为由交流电力电容器来提供。 3 无功补偿的方式 并联电容器为无功补偿的主要方式。根据系统负载情况的不同和需要达到的补偿效 果的不同，按照安装位置的不同，无功补偿方式分为集中补偿、分组补偿和就地补偿三种。集中补偿方式所用电容器组的容量较分散补偿和就地补偿的总容量和小，利用率更高，但未对变配电所各馈线补偿，仅减轻了电网的无功负荷。分散补偿方式中的电容器 组的利用率较就地补偿高，因此总的需要量较就地补偿小，是一种相对就地补偿而言比 较经济合理的补偿方式。选择无功补偿方式的原则是“全面规划，合理布局，分级补 偿，就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，低压补偿为主；调压与降损相结合，降损 为主。”。 4 无功补偿的意义 无功功率补偿装置在电力供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗、提高供电效率、改善供电质量，所以无功功率补偿装置在电力配电系统中处在一个不可或缺的非常重要的位置。下面从四个方面加以说明： （1）改善电压质量 输电线路电压损耗由两部分组成，即有功功率在电阻上的压降和无功功率在电抗上的压降。一般说来，在电网的线路、变压器的等值电路中，电抗的数值比电阻大得多。所以无功功率对电压损耗的影响很大，而有功功率对电压损耗的影响则要小得多。因此，在电力系统中，无功功率是造成电压损耗的主要因素。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。 （2）降低线损 在某一额定电压下，有功功率恒定不变，由于功率因数变化，其线路损耗发生变化（3）线路、变压器的增容 因国家根据企业功率因数值调整电价高低，因此加设补偿装置提高功率因数后对企业和

低压无功补偿装置技术改造及应用

低压无功补偿装置技术改造及应用 摘要：当今企业用电中，都存在功率因素偏低的现象，导致用电设备利用率较低，电能损耗大成本增加，尤其大量使用电动机、整流装置、变频器等用电设备，对低压配电系统造成损耗及污染极大。基于电网无功消耗及配电系统污染的状况，在低压配电系统中广泛采用并联电容器对其进行无功补偿。 关键词：无功补偿装置电容器电抗器功率因素 1、改造前的介绍 公司改造前的配电系统及无功补偿方法。公司由不同的两路电源分别供给一号变（容量为400KV A）、二号变（容量为250KV A）。一号变压器给环保车间、动力车间、一车间、三车间等区域供电；二号变压器单独给二车间供电。无功补偿装置均采用接触器手动补偿，补偿方式均采用集中补偿，电容器容量分别为132Kvar、80Kvar，功率因素0.78左右。 2、改造方案制定 2.1 电容器的补偿方法的制定 根据配电室的位置，制定一号变压器及二号变压器的总配电室采用集中自动补偿，另外三车间配电室距总配电室较远在三车间增加一面无功补偿配电柜。 随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，配电系统结构日益复杂，对电网污染越来越严重，谐波对电容器使用寿命影响较为严重，将配电系统进行简化，将配电系统简化容量简化为变压器容量Sn，所有非线性负载容量Gh，将Gh/Sn 的比值，即非线性负载占总容量的比例作为补偿类型的选型依据。 （1）当Gh/Sn25%时，表示系统谐波污染非常严重，应采用调谐型无功功率补偿装置。调谐型无功功率补偿方案由调谐电抗器和耐谐型电容器组成。柜，也采用就地自动补偿方式；二车间采用集中自动补偿方式。 2.2 电容器容量的计算 根据供电营销规定，功率因素为0.9的标准，经过查阅资料功率补偿设计一般为0.95，经过完全退出无功补偿装置观察了一周，拟定补偿前按照0.76进行确定电容器的容量，经查阅资料从0.76补偿到0.96时，每千瓦需要0.56千乏，经过计算一号变、二号变安装的电容器的容量应分别为224Kvar、140Kvar。考虑以上的补偿方法及各个车间的负荷分配情况（三车间负荷为150KW左右），在总配电室安装电容器的容量为140Kvar（14Kvar×10），二车间配电室安装电容器的容量为140Kvar（14Kvar×10），三车间配电室安装原来安装在二车间那组电容器。 2.3 串联电抗器的选型 现有国标推荐采用电抗率为4.5%—6%，调谐频率为215Hz的调谐补偿方案，可以抑制和减少5次以上谐波污染；推荐采用电抗率为12%，调谐频率为135Hz 的调谐补偿方案，可以抑制和减少3次及以上的谐波污染。根据我公司负荷90%以上是电动机，因此采用调谐型无功功率补偿装置，采用525V的电容器。经过对电抗率为6%（与12%）计算总配电室安装电抗器容量为8.4mH（16.8mH），二车间配电室安装电抗器容量为8.4mH（16.8mH），三车间配电室安装电抗器容量为4.8mH（8.4mH）。考虑安装空间最后选择电抗率为6%。 2.4 其他的选型 随着电气智能化程度的提高采用自动补偿方式，考虑投切装置的投切频繁选

低压无功补偿装置不宜频繁投切

低压无功补偿装置不宜频繁投切 在低压配电网络中，运行着大量的感性无功负荷需要进行补偿，否则，将使网络损耗增加，电压质量恶化。为了提高供用电质量，降低线损与节能，以及充分利用设备的容量，以自愈式低电压并联电容器为主要元件，接触器为投切开关的低压电容无功补偿装置得到广泛的应用。这些装置一般是将电容器分为若干组。根据控制物理量的变化，进行电容器的投切。但是，若无功负荷经常波动变化，而装置又需要将cosφ控制在较高水平时，电容器的投切，往往就比较频繁，从而可能给电容器造成危害，使其早期损坏。礼经电器 1电容器投入时，产生过电压与过电流 1.1电容器在正弦电压下的投入 电容器投入时的等值回路如图1所示。 图1中r为回路中等值电阻 如图示，当电容器在正弦电压U(t)=U m sin(ωt+φ)下投入时，电路的微分方程 解方程(1)，可得电容器投入时，电容器上的电压U c为：

A为常数，与电容器投入时的初始状态有关。 电容器投入时的电压U c曲线如图2所示。 图中U′与U″分别为U c的稳态分量与暂态分量。 1.2电容器的初始电压为零，投入电网时的电压U c[FS:Page] 为了控制电容器投入时不致产生危险的过电压，一般要求电容器不能在已有充电电压的情况下投入电网，以免危及电容器与其他电气设备的安全。 所以电容器投入时的初始条件为

由式(3)和式(4)可知，电压U c和电流i的稳态分量均为正弦交流，而暂态分量则为衰减的直流。 暂态分量的强弱与电容器投入电路的时间有关，当ψ+φ=0或π时投入，则暂态分量最大。 这时电压U c的曲线如图3所示 从图3可看到U c max可接近稳态时电压U c幅值的二倍。 由式(4)，可知电流i在ψ+φ=0时为： 当电容器刚投入，即t=0时，暂态分量之初值 所以，在稳态分量上迭加一个甚大的暂态分量i″（0)，将使投入时的电流远远超过稳态时的数值，而引起电流冲击。电流i的曲线如图4所示。

无功补偿在低压电网中的应用与研究

无功补偿在低压电网中的应用与研究 发表时间：2019-10-29T09:41:09.813Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：王均华 [导读] 摘要：为了确保输配电网系统的正常运行，提高有功功率的利用率，有效地控制电损，一般选择在低压配电网中安装电容器无功补偿装置。 盐城三新供电服务有限公司东台分公司江苏省盐城市 224000 摘要：为了确保输配电网系统的正常运行，提高有功功率的利用率，有效地控制电损，一般选择在低压配电网中安装电容器无功补偿装置。伴随国家科学技术的进步，市面上涌现了各种各样的无功补偿装置，让低压电网的节能效益更为显著。 关键词：低压电网；无功补偿；优化 1低压无功补偿的合理配置原理、原则 1.1无功补偿的合理配置原理 该技术采用的传输技术是较为先进的总线数据传输与多重单片机控制技术，投切电容器的动态开关选择的是可控硅，一旦有命令下达时，固态继电器两端电压便可由过零投切模块检测出来，而固态继电器的使用条件是电压为零的状态，它的使用可免受涌流的冲击。固态继电器在合上接触网后便会断开。投切控制电容器的原则便是依照“在保证电压不越限的前提下，使受电端从系统中吸收的无功最小”来开展。 1.2无功补偿的合理配置原则 （1）互相结合用户与电力部门补偿。用户在配电网络中大约消耗50%~60%的无功功率，而剩下的无功功率便是在配电网中消耗的。其中，选择就地补偿的方式可有效地避免无功功率在网络上进行输送，实现就地平衡，此种方式需要用户以及电力部门进行共同补偿。（2）互相结合调压与降损功能，主要在于降损。在无功补偿上选用并联电容器的目的便是达到就地平衡无功电力的作用，对网络上的无功损耗进行有效的降低。同时也可使用分组投切的方式来合理调整电压，实现辅助补偿。在通常情况下都是先实现降损后再进行调压。（3）互相结合集中与分散补偿，主要是进行分散。对主变压器自身无功损耗的补偿便是集中补偿，它可以对变电所输电线路的无功电力进行有效的降低，以此来实现降低供电网络中的无功损耗，但是需要注意的是，它不会影响配电网中的无功损耗。因此，为了减少线损，就应该将补偿同步做在无功功率发生的地方，也就是实现中低压配电网分散补偿。（4）互相结合局部与总体平衡，主要是局部平衡。局部地区的无功电力会因为不合理的补偿位置、补偿容量以及布局而不能实现就地平衡，那么分区与分区之间的无功电力便会持续交换并进行长途输送，从而导致电网以及功率损耗持续攀升。所以，我们应以平衡为基础，对局部补偿方案进行充分研究来得到最优化的组合，进而将最佳补偿效果发挥到极致。 2无功补偿方式的分类 2.2低压就地无功补偿 根据具体用电设备无功的产生量将单台或多台低压电容器组与用电设备并连，通过控制、保护装置与电机同时投切。随机吸收电感性设备的无功能量，转换成有功能量反送回电感设备。其优点包括：从源头上转化了无功能量，能够减少大量的线路损耗能量，提高配变利用率，降低了视在功率；用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出；单个设备、占位小、安装容易，真实有效地减少大量的视在功率，节电（节能）效果显著。其缺点包括：一次性投资金额较大；负荷的变化补偿量也要跟随改变，对自动补偿控制器的响应要求高，而且如果要精确补偿，补偿电容就不能过高，造成加一组就过补偿，减一组又不够现象；不容易测量单机节电效果，只有所在变压器系统内的所有感性设备都加装低压就地无功补偿，才能够真实地测量到节电效果。 2.2低压集中、分组无功补偿 将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。其优点包括：补偿无功能量对变压器的“涡流效应”引起的配变利用率过低，在一定程度上提高配变利用率；同时对无功能量起到阻隔作用，防止无功能量闯入上一级电网造成电压的波动，降低网损。其缺点包括：低压集中无功补偿，对于企业投资大而收益少，主要起到的是对低压侧无功的阻隔作用，对上游电网的贡献大，社会效益大，对企业节约电费成本非常有限。 2.3中压集中无功补偿 将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV中压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗，并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高用户的功率因数；对无功能量起到阻隔作用，防止无功能量闯入上一级电网造成电压的波动，降低网损，保护上游电网。同时便于运行维护，社会效益重大。 3低压无功补偿装置的选择应注意的问题 3.1低压无功补偿控制器我 功率因数自动补偿控制器可以将其采样到的电流、频率、电压、功率因数、有功功率、无功功率、谐波含量、温度等信号通过通讯接口传送到其它外部设备。当功率因数达到指定值时，停止投切。在投切时，能自动进行不同的顺序投切，有相应的间隔时间。一般有两种模式，手动投切和自动投切。无功补偿控制器作为无功补偿的核心，具有很重要的地位。其还有拓展功能，例如：过电压保护、温度控制功能等，还可以通过开关量输入接入PLC系统。 3.2电容器 电容器应用时要求有保护装置，如内熔丝，外熔断器，继电器等。对于有涌流的场合，选0.1%~1%的电抗器。对于有谐波的场合，如有5次及以上的谐波，取4.5%～6%的电抗器；当有3%及以上的谐波时，要用12%电抗器。电抗器的额定电流不应小于所加连接的电容器组的额定电流，其允许的过电流值不应小于电容器组的最大过电流值。电容器就满足在45℃环境温度下长期运行。温度高，将导致电容器在高温下发热，从而膨胀、漏液。电容器一般在1.1UN条件下能长期运行。但如超过1.15UN，运行时间不超过30分钟。如在电压不稳定的场合，就选取电压等级高的，如原先选用0.4kV的可改选为0.45kV的。这样可以延长电容器的寿命。电容器一般要求有内装的放电电阻。这样可以不受安装地点的限制而能可靠迅速地放电。电容器在实际投切时，一般采用分级分组投切。补偿级数越高，补偿的精度越高，但随着