SVG介绍

无功功率:电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量交换而占有的电网容量叫无功，Q 表示这种能量交换的幅度。

无功功率的表达式：Q=UIsin φ 式中无功的单位为Var （乏），线电压的单位为V （伏），视在电流I 单位为A （安）。

功率因数：在正弦电路中，功率因数是由电压和电流之间的相角差决定的，这种情况下，功率因数常用COS φ表示。

视在功率S=UI,有功功率P=UIcos φ零，我们可以以最简单的情况进行验证,我们让电阻R 无限趋近与0，则我们还可以验证，在任何三项电路中，无功功率的瞬时值总为0.1、感性无功：电流矢量滞后电压矢量90度。

如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等。

2、容性无功：电流矢量超前电压矢量90度。

如：电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等。

3、基波无功：与电源频率相等的无功。

4、谐波无功：与电源频率不相等的无功。

无功功率的影响1.增加设备的容量。

无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率的增加，从而使2.发电机、变压器及其它电气设备的容量和导线容量增加。

3.设备及线路损耗增加。

4.使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。

其中Zs引起的压降为∆Ů=È-Ů=ZsÌ负载电流Ì=U(G－ｊＢ)＝所以∆Ů＝∆U R+j∆Ux由于实际È和Ů之间的夹角很小，我们认为j∆Ux≈0，即：∆Ů=∆U R=在一般的电网中Rs比Xs小得多，因此影响电网电压的主要是无功功率。

电力系统的无功平衡电压是衡量电能质量的重要指标。

电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。

系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率∆UU的需求，否则电压就会偏离额定值。

电力系统无功功率平衡的基本要求：系统中的无功电源可以发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。

谐波基本概念谐波的基本概念一般我们希望交流电压和交流电流呈正弦波形，即：而实际上由于电路的非线性或者非线性电压施加在线性电路都会产生非线性电流，对于非正弦电压或电流可按照狄里赫利条件分解为如下格式： ）（）∑∞=++=10cos cos (n n n t n b t n a a t f ωωω 频率为1/T 的分量为基波，频率为大于1的整数倍基波（50Hz 中国）频率的分量称为谐波。

谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比。

电压HRUn 和电流HRIn%100*)/(1U U HRU n n = %100*)/(1I I HRI n n =Un---第N 次谐波电压有效值（均方根值）U1----基波电压有效值In —第N 次谐波电流有效值，I1——基波电流有效值电压和电流总谐波畸变率%100*)/(1U U THD H u = %100*)/(1I I T H D H i =U H 、I H 为谐波电压、电流含量∑∞==22n n H U U ∑∞==22n n H I I谐波的危害谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波电流流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。

谐波影响各种电气设备正常工作。

谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大。

谐波会导致继电保护和自动装置误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。

谐波对通讯线路的干扰。

谐波和无功的产生：1. 工业和生活用电中的感性负载和容性负载。

2.载时的功率因数。

由此可知，只有当时，在的任何时候,由此可见即使电力电子电路的负载是纯电阻电路也会消耗无功功率，且消耗的无功功率与相角α有关。

电力电子装置工作时也会产生大量的谐波电流。

工业电弧炉在工作时不仅消耗大量的无功电流，同时也产生大量的谐波电流。

公用电网中的谐波源主要是各种电力电子装置、变压器、发电机、电弧炉和荧光灯等。

在电力电子装置大量应用之前，最主要的谐波源是电力变压器的励磁电流，其次是发电机。

在电力电子装置大量应用之后，它成为主要的谐波源。

功率因数和谐波分析功率因数分析我们可以根据负载情况进行直接计算，谐波分析根据计算直接进行傅立叶变换得到各次谐波的含量，而实际工程运用中直接进行计算是非常麻烦的而且计算得出的结果并不一定与实际情况相符。

常用的一种直接的方法是用仪器去测量，如FLUKE. 还有一种常用的方法就是根据工程经验数据进行估算。

三相六脉波整流电路中，三相整流设备含有5、7、11、13等次（6n ±1）的高次谐波，含量为基波的1/5，1/7，1/11，1/13…1/（6n ±1）高次谐波含量为： 即⋅⋅⋅++=⎪⎭⎫ ⎝⎛±∑27125112)()(161nn 六相十二脉波整流电路含有： 11、13、23、25…（12n ±1）次高次谐波，含量为基波的1/11，1/13，1/23，1/25…1/（12n ±1），高次谐波电流含量是：即⋅⋅⋅++=⎪⎭⎫⎝⎛±∑2131211112)()(1121nn由上表可见，增加变流器的相数可有效地消除低次谐波，整流相数越多，所产生的谐波分量越少。

目前在轧钢机和电冶金、电解整流电源工程中多数采用12相、24相整流技术，对特大容量的也采用36相、48相整流。

对于电弧炉产生的谐波可以参考下表：无功补偿和谐波治理一般情况下设备在工作时要求功率因数不小于0.95，谐波总畸变率小于5%，而许多设备在工作时是不能满足这个要求的，这就需要进行无功补偿和谐波治理。

什么叫无功补偿无功补偿：指根据电网中的无功类型，人为地补偿容性无功或感性无功来抵消线路中的无功功率。

是为了减小供配电线路中往复交换的无功功率，提高供配电线路的利用率。

无功补偿的主要作用提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。

稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。

在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。

无功补偿的分类按照补偿器对系统无功的跟随想能可分为两种：1.静态补偿装置：如并联电容器2.动态补偿装置：如SVC、SVG等动补与静补的主要区别及优点1.静补投切速度慢，不适合负载变化频繁的场合，容易产生欠补或者过补偿，造成电网电压波动，损坏用电设备；并且有触点投切设备寿命短，噪声大，维护量大，影响电容器使用寿命。

2.动补可对任何负载情况进行实时快速补偿，并有稳定电网电压功能，提高电网质量，同时具备治理谐波的功能。

动态无功补偿的功能1、对动态无功负荷的功率因数校正。

2、改善电压调整。

3、提高电力系统的静态和动态稳定性，阻尼功率振荡。

4、降低过电压。

5、减少电压闪烁。

6、阻尼次同步振荡。

7、减少电压和电流的不平衡。

无功补偿的方法同步发电机：调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。

同步电动机：与前者的区别主要在于发电机位于发电厂，而电动机位于用户处。

同步调相机：当同步电动机不带负载而空载运行，专门向电网输送无功功率时，称为同步调相机。

主要装于枢纽变电所。

并联电容器：可提供超前的（容性）无功功率，多装于降压变电所，亦可就地补偿。

静止无功补偿装置：具有调相机的功能，如SVG、SVC 。

同步发电机发电机在运行时，在发出有功的同时也可发出无功功率，通过调整发电机的功率因数可以调节发出无功功率的大小。

同步调相机同步调相机相当于空载运行的同步电动机。

在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，能提高系统电压；在欠励磁运行时（欠励磁最大容量只有过励磁容量的（50% ～65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用，可降低系统电压。

它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取）的无功功率，进行电压调节。

因而调节性能较好。

缺点：同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂；有功功率损耗较大，在满负荷时约为额定容量的(1.5~5)%，容量越小，百分值越大；小容量的调相机每kVA容量的投资费用也较大。

故同步调相机宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。

同步调相机一般安装在枢纽变电所。

常用的无功补偿的三种主要形式1． 并联电容器在电力系统中，大部分负载可等效为电阻R 和电感L 的串联电路，功率因数为ＸＬ=ωＬ给电路并入电容C 之后如下图所示：则即：如下向量图示根据电容的大小分两种情况：左图中电流Ì和电压Ù的相位差变小了，及功率因数提高了，但电流Ì仍之后与电压Ù，这种情况成为欠补偿。

右图中，由于补偿电容足够大使得补偿后电流Ì超前与电压Ù，这种情况称为过补偿。

一般情况下不允许出现这种情况，这样会引起供电电压升高，影响供电线路的设备正常运行，影响设备的使用寿命。

并联电容器可按三角形和星形接法连接在母线上。

它供给的无功功率Q C值与所在节点电压的平方成正比，即Q C=V 2/X C。

按安装位置不同通常分为三种，集中补偿分组补偿就地补偿缺点：电容器的无功功率调节性能比较差（自动投切）。

优点：并联电容器的装设容量可大可小，既可集中使用，又可以分散安装。

且电容器每单位容量的投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，维护也较方便。

补偿容量的计算：或在电容器三角形连结时按下式进行计算在电容器星形连结时按下式进行计算电动机的空载电流一般查不到，我们可用下式进行估算：或注：在实际运行中系统电压与电容的额定电压有可能不一至，则电容器的实际补偿容量为：由于随着系统用电设备的投入和退出，系统的无功功率也发生这变化，这就有可能会出现过补偿的情况，这样就要求我们能把电容器随着系统无功功率的变化投入和退出，因此在补偿时电容器一般分几组进行使用，根据实际情况调节无功补偿容量。

具体的投切方式，可根据实际情况进行分析，一般有下述五种方法：按母线电压的高低，按无功功率的方向进行投切，按功率因数的大小，按负载电流的大小，按昼夜时间划分等。

在并联电容器进行无功补偿时我们一般要给电容器串联适当的电抗器，以避免电容同系统阻抗对某次谐波发生并联谐振，造成谐波放大，还有可能会烧坏电容器。

这时计算补偿容量时要加上串联电抗器消耗的无功功率。

我们常用的LC滤波器也能够补偿无功，原理同并联电容器相同，我们常用的LC滤波器是单调谐滤波器，即由电容器和电抗器串联而成，我们通过合理的选择电容和电抗的大小，使之对某次谐波发生串联谐振，即：则谐波电流就会大部分流入滤波之路。

同样要考虑之路阻抗不能和系统阻抗发生并联谐振。

下图是一个LC 滤波器实例：除了单调谐滤波器还有高通滤波器、双谐调滤波器。

LC 滤波器电容器的容量为基波无功和谐波无功的和，电容器的工作电流2． 静止无功补偿装置（动补）1.传统的无功功率动态补偿装置是同步调相机（Synchronous Condenser —SC ）2.早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reactor —SR ）。