无功补偿装置几种常见类型比较
动态无功补偿装置的种类
动态无功补偿装置的种类一、功率、功率因数在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。
交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送到电器的电功率并不完全做功。
因为，其中有一部分电功率（电感和电容所储的电能）仍能回输到电网，因此，凡实际为电器（电阻性质）所吸收的电功率叫有功功率率。
电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不会消耗，称为无功功率。
当电网电压为正弦波形，并且电压和电流同相位时，电阻性电气设备从电网吸收的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P＝U×I电阻性电气设备包括白炽灯、电热器等。
电动机和变压器运行时需要建立磁场，这部分能量不能转化为有功功率，因此称之为无功率Q。
此时电流滞后电压一个角度φ。
在选择变配电设备时应按视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：S＝√P2＋Q2无功功率的传输加重电网的负担，使电网损耗增加，因此需要对其进行就近和就地补偿。
并联电容器可以补偿或平衡电气设备的感性无功功率。
当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。
在交流电网中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路实际吸收的电功率，而是表面上的数值，叫做视在功率，用字母S表示。
通常视在功率的单位用千伏安，用字母KVA表示。
有功功率与视在功率的比值就是功率因数，用C OSφ表示，它是没有单位的COSφ＝P／S（％）。
电网基本元件：电阻性质的电器：电阻丝、加热、发光装置。
电感性质的电器：电动机、变压器等电容性质的电器：电容器、电缆等二、提高功率因数的意义：在一定的有功功率下，当用户的COSφ比较小，视在功率比较大，为了满足用电的需要，供电线路和变压器的容量需要大，这样，增加了供电投资、降低设备利用率，也增加线路网损。
(整理)各种补偿装置的比较
4.3.4 各种补偿装置的比较1 动态无功补偿效果和应用SVC/STATCOM可以提供动态无功功率用以保证交流电压以满足并网要求，可以在几个周波内对交流电压的变化做出相应。
SVC/STATCOM 的快速响应特性可以减少系统故障时风电场电压跌落，增强了风电场的故障穿越能力；抑制电网故障清除后的过电压，降低由过电压导致的风电场切机的风险。
在正常运行方式下，恒功率因数控制的DFIG变速风电机组的运行特性与定速风电机组类似，只是无功功率需求量小于后者，所以采用SVC/STATCOM调解方案时，与用于图4-18中所示的定速风电机组风电场的调节效果相仿。
SVC/STATCOM等动态无功补偿设备最大的优点在于，电网故障期间可以提供快速无功支持，提高发电机机端电压，改善风电场暂态电压稳定性。
而基于DFIG变速风电机组的风电场也可以通过充分发挥风电机组自身控制系统的作用，改善风电场的暂态电压特性。
通过风电机组自身控制的作用不能满足系统要求时，采用SVC/STATCOM调节方案将具有更积极的作用。
基于永磁直驱（Permanent Magnet Synchronous,PMG）变速风电机组的风电场与基于DFIG变速风电机组的风电场有近似的运行特性，可采用相同的无功电压调节方案。
不过需要注意：PMG只与电网交换有功功率，基于PMG的风电机组与电网的无功功率交换由电网侧变流器完成，因此PMG发电机转速的变化不会对风电场的暂态电压稳定性造成直接影响；电网短路故障可能导致变流器闭锁，并切除风电机组，为了保证电网故障后的不间断运行，需要动态无功补偿设备的快速无功支持。
2 SVC 与STATCOM 的不同特点1）2） 无功功率特性在图4-13中，以补偿装置向系统输出的无功功率为负（即电感状态）时对应的电流为正，并有max max 0,0C L I I >>。
当系统在SVC 或STATCOM 装设点对无功功率的需求在补偿装置的额定容量之内时，SVC 与STATCOM 在功能上无优劣之分。
无功补偿设备主要分类简介
无功补偿设备主要分类简介无功补偿是电力系统及电力设备稳定运行的重要保障，无功补偿设备也是输配电网必备的重要设备。
无功补偿设备大致可分为三类：调相机、静止无功补偿装置（Static Var Compensator，SVC）、静止无功发生装置（Static Var Generator，SVG）。
调相机或称同步调相机、同步补偿机是较早出现的一类无功补偿设备。
调相机实际是一台空载运行的同步电动机，利用同步电动机在不同励磁电流下的发出或吸收无功电流的能力起到无功补偿作用。
当正常励磁时，调相机的电枢电流接近于零；过励磁时，调相机向电网发出无功电流；欠励磁时，调相机从电网中吸收无功电流。
因此，调相机经常运行在过励状态，励磁电流较大，损耗也比较大，发热比较严重。
为方便运行起见，调相机一般与发电厂中的同步发电机组或负荷端的异步电动机组安装在一起，容量较大的调相机还需要采用氢气冷却。
以上缺点均大大限制了调相机的应用范围，目前除在高压直流输电线路的终端作动态无功支持外，已很少使用。
SVC是目前应用最为广泛的一类无功补偿设备。
单就字面而言，SVC中的“Static”即静止，是相对于调相机的旋转而言，因此除调相机和SVG之外，凡是用电感或电容进行无功补偿的装置均可称作SVC。
按国际大电网会议的定义，SVC可分为以下7类：机械投切电容器（MSC）、机械投切电抗器（MSR）、自饱和电抗器（SR）、晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、晶闸管投切电抗器（TSR）、自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）。
实际上以上7类仍未能涵盖全部SVC设备，例如MCR(Magnetic Control Reactor)——磁阀式可控电抗器设备以及由以上两类或几类技术混合构成的设备。
一般认为应慎重使用SVC这一名词，因为其所能指代的范围过于宽泛。
在种类繁多的SVC设备中，一般可按控制/投切设备的种类分为机械投切型及电力电子型两大类，通常所称的SVC设备也是指这两类。
各种无功补偿装置的比较
静止式静态无功补偿
机械投切电容器
MSC
用断路器\接触器分级投切电容
投切时间10～30s
控制器简单，市场普遍供货，价格低，投资成本少，无漏电流
不能快速跟踪负载无功功率的变化，而且投切电容器时常会引起较为严重的冲击涌流和操作过电压，这样不但易造成接触点烧焊，而且使补偿电容器内部击穿，所受的应力大，维修量大
通过调整触发角的大小就可以改变高阻抗变压器所吸收的无功分量，达到调整无功功率的效果
阻抗最大做到85%
和TCR型差不多
高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些，价格较贵，而不能得到广泛应用
容量在30Mvar以上时价格较贵，而不能得到广泛应用
晶闸管投切电抗器
TSR+
FC
分级用可控硅作为无触点的静止可控开关投切电抗器
响应时间10ms，从容性无功到感性无功连续平滑调节
除较低次的谐波，并使较高的谐波限制在一定范围内；使用直流电容来维持稳定的直流电源电压，和SVC使用的交流电容相比，直流电容量相对较小，成本较低；另外，在系统电压很低的情况下，仍能输出额定无功电流，而SVC补偿的无功电流随系统电压的降低而降低
控制复杂，成本高，35kV以上系统没有产品
目前最高适用电网电压不超过690V
无源滤波器
LC滤波器
由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道
；单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器
只能滤除固定次数的谐波；但完全可以解决系统中的谐波问题，解决企业用电过程中的实际问题，且可以达到国家电力部门的标准
由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备，检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，补偿后的源电流几乎为纯正弦波，其行为模式为主动式电流源输出
配电网四种无功补偿方式的比较
配电网四种无功补偿方式的比较电力系统中的电压与无功功率的状况密切相关，电力系统中的变化，特别是无功功率的变化，会使电力线路和变压器的电压损耗发生变化，并引起各节点电压的变化，随着电力系统装机容量的日益递增，而网络建设尤其是配电网的建设明显滞后，使10KV及以下配电网的损耗问题日益突出。
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。
标签：配电网；无功补偿；方式比较1配电及低压系统无功补偿种类无功补偿的补偿方式按照电压等级可分为高压补偿和低压补偿，其中高压补偿又分为一次侧补偿和二次侧补偿，低压补偿分为随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。
按照投切方式可以分为静态补偿、动态补偿和动静相结合的补偿方式。
按照补偿地点划分可以分为四种，分别是：变电站高压补偿、线路分布补偿、变压器低压母线补偿和低压用户分散补偿。
每一种补偿方式都有自己的优势，必须结合农网的实际情况，进行综合对比。
按照“分层分区、就地补偿”这一原则，选用合理的无功补偿方案。
1.1变电站高压补偿变电站补偿是将电容器组连接在变电站的二次母线上，大多数采用静态补偿，也有投切方式的电容器组，但比较少。
开关设备主要选用断路器，对电容器组可实现较为完善的保护。
高压断路器的种类有油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器和磁吹断路器，目前国内大多采用六氟化硫断路器，因为它的性能好，体积小，而且造价低。
由于农村变电站容量较小，因此，电容器组的安装容量大都在10000kVar以下，布置方式可专设电容器室或室外布置。
变电站补偿对农网的降损作用很小，但在下级补偿不够完善的情况下，它是保证总受电端功率因数达到考核标准的不可缺少的一种补偿方式。
高压补偿是无功平衡的一个重要组成部分，很多企业，尤其是是大中型企业存在很多高压负载，比如高压电动机、变压器、电炉等。
高压补偿的特点是电压高、补偿容量大，是低压的几倍到几十倍之多。
无功补偿分别有几种补偿方式？各自有哪些优点和缺点？
无功补偿分别有几种补偿方式？各自有哪些优点和缺点？无功功率补偿，简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。
反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。
今天小编带大家了解13种无功补偿方式，各自有什么优点和缺点。
（1）同步调相机基本原理：同步电动机无负荷运行，在过励时发出感性无功；在欠励时吸收感性无功；主要优点：既能发出感性无功，又能吸收感性无功；主要缺点：损耗大，噪音大响应速度慢，结构维护复杂；适用场合：在发电厂尚有少量应用。
（3）就地补偿基本原理：一般将电容器直接与电动机变压器并联，二者共用1台开关柜；主要优点：末端补偿，能最大限度的降低线损；主要缺点：台数较多，投资量大；适用场合：水厂、水泥厂应用较多；（3）集中补偿基本原理：集中装设在系统母线上，一般设置单独的开关柜；主要优点：可对整个变电所进行补偿，投资相对较小；主要缺点：一般为固定补偿，在负载低时可能出现过补偿；适用场合：适用于负载波动小的系统；（4）自动补偿（机械开关投切电容器）基本原理：采用机械开关（接触器、断路器）等根据功率因数控制器的指令投切电容器；主要优点：能自动调节无功出力，使系统无功保持平衡，技术成熟，占地小、造价低；主要缺点：响应时间较慢，受电容器放电时间限制；适用场合：目前主流补偿方式，满足大多数行业用户需求；（5）晶闸管投切电容器基本原理：采用晶闸管阀组根据功率因数控制器的指令过零投切电容器；主要优点：响应速度快，无涌流，无冲击；主要缺点：占地面积大，造价高；适用场合：多用于港口等负荷变化快速的场合；（6）晶闸管控制电抗器基本原理：一般由固定并联电容器和晶闸管控制的并联电抗器并联组成，通过改变晶闸管导通角改变电感电流，从而控制整套装置的无功输出；主要优点：响应速度快，无级调节，既能补偿容性无功，又能补偿感性无功；主要缺点：占地面积大，造价高，同时对大多企业用户而言，不需要感性无功；适用场合：多用于钢铁、电气化铁路和输变电系统；（7）磁控电抗器基本原理：通过可控硅控制励磁电流的大小和铁芯饱和度改变电感电流，从而控制整套装置的无功输出；主要优点：动态响应，无级调节，双向补偿，晶闸管耐压低，无须多级串联，产生谐波小；主要缺点：响应时间较TCR稍慢，噪声大；适用场合：在高压系统中占有优势；（8）串联补偿基本原理：串联电容器组用来补偿输电线路的电感，以提高线路的输电能力和稳定性。
无功补偿装置的分类及原理
无功补偿装置的分类及原理无功补偿装置是电力系统中的重要设备，可以通过对无功功率的调整来提高电力系统的功率因数，提高供电质量。
本文将对无功补偿装置的分类及原理进行详细介绍。
一、无功补偿装置的分类根据无功补偿装置的工作原理和结构特点，可以将其分为以下几类：静态无功补偿装置、动态无功补偿装置、谐波滤波无功补偿装置和电容式无功补偿装置。
1. 静态无功补偿装置静态无功补偿装置是通过电子元件，如电容器、电抗器等，来实现无功补偿的装置。
根据无功补偿的方式，静态无功补偿装置可以进一步细分为并联补偿和串联补偿。
并联补偿装置主要是通过并联连接电容器来补偿电路中的无功功率，这样可以提高功率因数，提高电网的稳定性。
而串联补偿装置则是通过串联连接电抗器来调整电路中的无功功率，来实现无功补偿的效果。
2. 动态无功补偿装置动态无功补偿装置主要是通过控制器来控制电容器的连接和断开，以实现对无功功率的补偿。
具有响应速度快、调节范围大等优点，适用于电网无功功率变化较大的情况。
3. 谐波滤波无功补偿装置谐波滤波无功补偿装置主要用于滤除电网中的谐波成分，以提高电网的谐波污染程度，保证电网的供电质量。
常见的谐波滤波无功补偿装置主要包括谐波滤波器和无功发生器。
4. 电容式无功补偿装置电容式无功补偿装置是一种通过电容器来实现无功补偿的装置。
通过控制电容器的容量和连接方式，可以实现对电网的无功功率进行精确调节。
二、无功补偿装置的原理无功补偿装置的原理主要是通过改变电路的电流和电压之间的相位差，来实现对电流中的无功功率的补偿。
当电力系统中存在导致无功功率的负荷或设备时，会导致电流与电压之间的相位差，从而产生无功功率。
无功补偿装置通过调整系统中的无功补偿元件（如电容器或电抗器）的连接和断开方式，来改变电路中的相位差，从而实现对无功功率的补偿。
在静态无功补偿装置中，通过控制无功补偿元件的连接或断开来改变相位角。
对于串联补偿装置，通过增加或减少串联电抗器的容值，来改变电路的无功功率。
无功补偿装置的分类
无功补偿装置的分类无功补偿有许多种灯类：从补偿的范围划分可以分为负荷补偿与线路补偿，从补偿的性质划分可以分为感性与容性补偿。
下面将并联容性补偿的方法大致列举：1、同步调相机调相机的基本原理与同步发电机没有区分，它只输出无功电流。
由于不发电，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。
调相机是电网中最早使用的无功补偿装置，当增加激磁电流时，其输出的容性无功电流增大。
当削减激磁电流时，其输出的容性无功电流削减。
当激磁电场削减到肯定程度时，输出无功电流为零，只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗，当激磁电流进一步削减时，输出感性无功电流。
调相机容量大、对谐波不敏感，并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点，因此调相机对于电网的无功平安具有不行替代的作用。
由于调相机的价格高、效率低，运行成本高，因此已经渐渐被并联电容器所替代。
但是近年来出于对电网无功平安的重视，一些人主见重新启用调相机。
2、并联电容器并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。
其主要特点是价格低，效率高，运行成本低，在爱护完善的状况下牢靠性也很高。
在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组，而在低压配电系统中则主要使用自动掌握电容器投切的自动无功补偿装置。
自动无功补偿装置的结构则多种多样形形色色，适用于各种不同的负荷呢况。
对于低压自动无功补偿装置将另文具体介绍。
并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性。
当电网中含有谐波时，电容器的电流会急剧增大，还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大，另外，并联电容器属于恒阻抗元件，在电网电压下降时其输出的无功电出下降，因此不利于电网的无功平安。
3、SVCSVC的全称是静止式无功补偿装置，静止两个字是同步调相机的旋转相对应的。
国际大电网会议将SVC定义为7个子类：a、机械投切电容器（MSC）b、机械投切电抗器（MSR）c、自饱和电抗器（SR）d、晶闸管掌握电抗器（TCR）e、晶闸管投切电容器（TCR）f、晶闸管投（TSC）g、自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）依据以上这些子类，我们可以看出：除调相机之外，用电感或电容进行无功补偿的装置几乎均被定义为SVC。
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无功补偿装置几种常见类型比较 常见的动态无功补偿装置有四种：调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式（TCR型）动态无功补偿装置、SVG 动态无功发生器。
① 调压式动态无功补偿装置
调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。
根据
Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。
该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。
由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。
但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。
由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。
虽然价格便宜， 占地面积小，维护方便，一般年损耗在0.2%以下。
② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置
磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。
磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。
能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。
磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的1％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。
设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。
占地面积小，安装布置方便。
装置投运后功率因数可达0.95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。
免维护，损耗较小，年损耗一般在0.8%左右。
③相控式动态无功补偿装置（TCR）
相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。
相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。
通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化。
控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。
普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。
i
相控式原理图
优点： 响应速度快，≤40ms。
适合于冶金行业。
一般年损耗在0.5%以下。
缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被
击穿，维护困难；晶闸管发热量大，一般情况采用纯水冷却，除了有一套水处理装置可靠的水源外，还需配监护维修人员。
另外，其晶闸管产生的大量谐波电压污染电网，需配套滤波装置。
整套装置占地面积很大，价格较贵。
在风电工况下不予推荐使用。
而且本工程位于海边滩涂，盐雾腐蚀较严重，相控式动态无功补偿装置有部分装置为户外敞开布置，不利于设备在重雾潮湿地区的安全运行。
④SVG型动态无功发生器
SVG是当今无功领域最新技术的代表。
SVG并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需的无功功率。
可直接发感性或容性无功，补偿效果好。
由于SVG响应速度极快，所以又称静止同步补偿器，其响应时间为5ms 。
该产品是动态无功补偿的装置的换代产品，其占地面积极小，免维护， 一般年损耗在0.3%以下，可布置在户内。
但价格最贵，当其价格合理时应优先选用。
且SVG设备紧凑，占地较小可布置在户内。