无功补偿装置技术及原理分析
无功补偿装置的工作原理与结构
无功补偿装置的工作原理与结构无功补偿装置是一种重要的电力设备，用于提高电网的功率因数，减少无功功率的损耗。
它在工业生产、电力系统中发挥着重要的作用。
本文将介绍无功补偿装置的工作原理和结构，以便读者更好地理解和应用。
一、工作原理：无功补偿装置的工作原理基于功率因数的概念和相位关系。
功率因数是指有功功率与视在功率之间的比值，通常用cosφ表示。
在电力系统中，发电机产生的功率可以分为有功功率和无功功率。
有功功率用来做实际的功率输出，而无功功率则是电能在传输和分配过程中的无效功率。
无功补偿装置通过将无功功率与有功功率的相位差调整到最小，从而减少无功功率的损耗。
它采用电容器或电感器进行补偿，根据电力系统的需求，在适当的时候引入或消除电容器或电感器，使得电压和电流的相位一致，功率因数接近1，达到无功补偿的效果。
无功补偿装置通常由控制器、电容器或电感器、断路器等组成。
控制器通过监测电流和电压的波形，实时判断无功功率和功率因数的大小，根据设定值控制电容器或电感器的引入或消除。
断路器用于保护电容器或电感器，防止过电流和短路等故障。
二、结构及组成部分：无功补偿装置的结构通常分为静态型和动态型两种。
静态型无功补偿装置主要由电容器组成。
电容器由多个电容单元串联或并联而成，具有较大的容量。
一般采用铝电解电容器或聚丙烯薄膜电容器，具有容量大、体积小、功耗低等优点。
静态型无功补偿装置在电力系统中安装方便，故障率低，适用于中小型电力负载。
动态型无功补偿装置主要由控制器、开关装置和电感器组成。
控制器负责监测和控制整个系统的运行。
开关装置用于控制电感器的引入和消除。
电感器由多个线圈组成，可以根据电力系统的需求来调整无功功率的补偿量。
三、应用场景：无功补偿装置广泛应用于电力系统、工矿企业以及特定负载场景中。
在电力系统中，无功补偿装置可以提高电压稳定性，减少线路损耗，降低电力设备的负荷率。
在工矿企业中，无功补偿装置可以提高设备的效率，减少电能损耗，节约能源。
无功补偿的作用及原理
无功补偿的作用及原理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，kVAP——有功功率，kWQ——无功功率，kvarφ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，防止无功倒送。
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P——有功功率S1——补偿前的视在功率S2——补偿后的视在功率Q1——补偿前的无功功率Q2——补偿后的无功功率φ1——补偿前的功率因数角φ2——补偿后的功率因数角由图示可以看出，在有功功率P一定的前提下，无功功率补偿以后(补偿量Qc,Q1-Q2)，功率因数角由φ1减小到φ2，则cosφ2,cosφ1提高了功率因数。
无功补偿装置的作用及工作原理
无功补偿装置的作用及工作原理无功补偿装置是用于改善电力系统无功功率的设备，其作用是提高电力系统的功率因数，降低无功功率的流动以减少电力系统的无用能量损耗、提高系统的供电质量以及稳定运行。
无功补偿装置通常是由无功补偿电容器或者无功补偿电抗器构成，根据电力系统需要的补偿类型安装相应的补偿装置。
无功补偿装置的工作原理主要基于电流和电压之间的相位差。
功率因数是电流和电压之间相位差的函数，当电流和电压的相位差为零时，功率因数为1，这时电力系统处于纯阻性负载状态，所有的电能都被有效地转换为有用功。
然而，在现实情况下，电力系统中通常存在着诸如感性负载和容性负载等非纯阻性负载，导致电流和电压之间存在一定的相位差，功率因数小于1、当电流的相位落后于电压相位时，这被称为感性载荷，而当电流的相位超前于电压相位时，这被称为容性负载。
1.无功补偿电容器补偿：电容器具有存储能量的特性，当电容器与电力系统并联时，它可以吸收电流中的无功功率。
当系统的功率因数较低时，通过将无功补偿电容器与系统并联，可以吸收电流中的无功功率，并提高功率因数。
电容器通过补偿无功功率，降低系统中的无功损耗，提高电力系统的效率。
2.无功补偿电抗器补偿：电抗器和电容器相反，它消耗无功功率。
当系统的功率因数过高时，通过将无功补偿电抗器与系统并联，可以消耗电流中的无功功率，并提高功率因数。
电抗器通过消耗无功功率，减少系统中的无功损耗，提高电力系统的效率。
无功补偿装置通常使用自动补偿装置来监测系统的功率因数，并根据实际需求控制补偿装置的投入和退出。
当系统的功率因数较低时，自动补偿装置会投入补偿电容器来提高功率因数；当系统的功率因数较高时，自动补偿装置会退出补偿电容器，防止系统过补偿，从而实现自动无功补偿。
总而言之，无功补偿装置通过调整电流和电压之间的相位差来提高功率因数，降低系统的无功功率流动，减少无用能量损耗，并保证电力系统的稳定运行。
无功补偿装置的应用可以提高电力系统的供电质量，减少系统的能耗，对于提高电力系统的效率和可靠性具有重要作用。
电气自动化中无功补偿技术的应用分析
73M achining and Application机械加工与应用电气自动化中无功补偿技术的应用分析朱 根（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司能源动力厂，山东 济南 271104）摘 要：电气自动化技术的日渐纯熟促进了我国工业生产总值的可持续增长，尤其在进入二十一世纪后，工业生产领域电气设备数量不断增长，在满足正常生产需求的同时，电力能源消耗也呈现出逐年递增态势。
在这种形势之下，无功补偿技术逐步在电气自动化生产当中得到普遍推广和应用，该技术不仅能够提升供电效率，降低线路损耗，同时，能够节省大量的电力能源，进而为工业生产企业创造更多的经济效益。
因此，本文将围绕无功补偿技术的基本原理，以及在电气自动化中的应用优势与效果展开全面论述。
关键词：电气自动化；无功补偿技术；基本原理；具体应用中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）24-0073-2 收稿日期：2020-12作者简介：朱根，男，生于1989年，汉族，山东平阴人，本科，中级工程师，从事电气设备技术与管理工作。
电力供电系统作为各种自动化电气设备的能源供应装置，为工业生产企业的自动化生产提供了源源不断的动力能源。
但是，受到电力供电系统功率因数的影响，系统在提供电力能源的同时，极易出现供电变压器与输送线路损耗，进而影响电网的供电质量，导致自动化电气设备无法正常运转。
而无功补偿技术的出现，能够提高电网的功率因数，有效改善供电环境，并且在保持稳定供电电压的前提下，能够节省大量的电力能源。
1 无功补偿技术基本原理无功补偿又称之为无功功率补偿，是电力供电系统当中调节和改善供电环境，提升电网功率因数的重要装置。
近年来，由于我国工业生产过程中使用的自动化电气设备越来越多，导致设备功率消耗量巨大，无形当中就增加了企业的经济负担。
而无功补偿技术的出现恰恰解决了这一难题，尤其在电气自动化生产过程中的应用，使得电网供电质量得到可靠保障，进而电网的电力能源损耗量也显著降低，因此，无功补偿装置始终在电力供电系统中扮演着不可或缺的角色。
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。
SC无功补偿的基本原理
动态无功补偿技术
总结词
动态无功补偿技术能够快速响应系统无功需求的变化，有效抑制电压波动和闪变，提高电力系统的动 态性能。
详细描述
动态无功补偿技术采用高速的开关器件和先进的控制算法，能够在毫秒级的时间内响应系统无功需求 的变化，快速调节补偿装置的输出。这种技术能够显著抑制电压波动和闪变，提高电力系统的动态性 能，保证电力系统的稳定运行。
对电网依赖度高
可能引发共振问题
SC无功补偿装置的运行效果很大程度上取 决于电网的运行状态，一旦电网出现故障 ，补偿装置可能无法正常工作。
在特定情况下，SC无功补偿装置可能引发 系统共振问题，对电网和电气设备造成损 害。
SC无功补偿的改进方向
研究新型控制策略
通过研究新型的无功补偿控制策略 ，提高补偿装置的响应速度和补偿 精度，以适应不断变化的电网状态 。
响应速度
SC无功补偿装置具有快速的响应速度，可以在短时间内对负载的无功 需求进行补偿。
SC无功补偿的电路结构
01
电路组成
SC无功补偿装置通常由控制器、电容器、电抗器、投切开关等部分组
成。
02 03
工作流程
控制器根据实时监测到的无功功率值，控制投切开关的通断，以决定是 否向系统注入无功功率。电容器和电抗器共同组成了补偿电路，用于产 生无功功率。
详细描述
分散补偿方式适用于线路较长、负荷较大的情况，能够减少线路损耗，提高电压 稳定性。分散补偿装置一般采用固定或自动投切方式。
就地补偿方式
总结词
在电动机或变压器等设备附近就地安装无功补偿装置，实现 对特定设备无功功率的精确补偿。
详细描述
就地补偿方式能够显著降低设备启动和运行时的电流，减少 线路损耗，提高设备使用寿命。同时，就地补偿还能够改善 设备启动和运行时的电压质量。
无功补偿装置的工作原理及应用
3.1SVC的工作原理及在电网中应用TCR＋TSC型SVC的基本拓扑结构见图1。
它由1台TCR、2台TSC以及2个无源滤波器组成，在实际系统中，TSC及无源滤波的组数可根据需要设置图1TCR＋TSC型SVC基本拓扑结构TCR的工作原理是通过控制与相控电抗器连接的反并联晶闸管对的移相触发脉冲来改变电抗器等效电纳的大小，从而输出连续可变的无功功率。
图1中两个晶闸管分别按照单相半波交流开关运行，通过改变控制角α可以改变电感中通过的电流。
α的计量以电压过零点为基准，α在90°～180°之间可部分导通，导通角增大则电流基波分量减小，等价于用增大电抗器的电抗来减小基波无功功率。
导通角在90°～180°之间连续调节时电流也从额定到0连续变化，TCR提供的补偿电流中含有谐波分量。
TSC的工作原理是根据负载感性无功功率的变化通过反并联晶闸管对来切除或者投入电容器。
这里，晶闸管只是作为投切开关，而不像TCR中的晶闸管起相控作用。
在实际系统中，每个电容器组都要串联一个阻尼电抗器，以降低非正常运行状态下产生的对晶闸管的冲击电流值，同时避免与系统产生谐振。
用晶闸管投切电容器组时，通常选取系统电压峰值时或者过零点时作为投切动作的必要条件。
由于TSC中的电容器只是在两个极端的电流值之间切换，因此它不会产生谐波，但它对无功功率的补偿是阶跃的。
TCR和TSC组合后的运行原理为：当系统电压低于设定的运行电压时，根据需要补偿的无功量投入适当组数的电容器组，并略有一点正偏差（过补偿），此时再利用TCR调节输出的感性无功功率来抵消这部分过补偿容性无功；当系统电压高于设定电压时，则切除所有电容器组，只留有TCR运行。
图2给出了该控制方式下稳定系统电压时采用的控制框图，控制器所需信号为系统线电压和线电流。
如果用于补偿系统无功功率或校正系统功率因数，只需将电压设定值改为相应的无功设定值或功率因数设定值即可。
低压无功补偿的作用和原理
低压无功补偿是一种电力系统中常用的电力调节技术，它主要通过对电流的调整来改善电网的功率因数和电压质量。
其作用和原理如下：作用：1. 改善功率因数：低压无功补偿可以通过提供并吸收无功功率来改善电网的功率因数。
当功率因数低于标准值时，无功补偿设备可以注入无功功率，降低系统的无功功率，从而提高功率因数。
2. 提高电压稳定性：无功补偿设备可以通过调整电网中的无功功率来控制电压水平。
当电压低于标准值时，无功补偿设备可以注入无功功率，提高电网的电压水平，从而提高电网的稳定性。
3. 减少线路和设备的损耗：由于无功补偿可以改善功率因数，从而减少了系统中的无效功率流动，使得电网中的线路和设备的损耗减少。
原理：低压无功补偿通常采用电容器和电抗器来实现。
电容器用于提供无功功率，而电抗器用于吸收无功功率。
1. 电容器：电容器可以存储和释放电荷，当系统需要额外的无功功率时，电容器可以通过释放电荷来提供所需的无功功率。
这样可以减少系统中的无功功率需求，改善功率因数。
2. 电抗器：电抗器是一种能够吸收无功功率的装置。
当系统中存在过多的无功功率时，电抗器可以吸收部分无功功率，从而降低系统中的无功功率，改善功率因数。
低压无功补偿通常通过控制电容器和电抗器的开关状态来实现对无功功率的调节。
根据电网的需求，可以使用静态补偿装置（如电容器和电抗器组）或动态补偿装置（如STATCOM和SVC）来实现无功功率的补偿。
总的来说，低压无功补偿的作用和原理是通过调节无功功率来改善功率因数、提高电压稳定性，减少线路和设备的损耗，从而优化电力系统的运行和效率。
无功补偿装置基本原理及巡视注意事项
② 动态无功功率补偿装置的功能 ✓ 补偿负载产生的基波无功功率，改善电能质量； ✓ 维持受电端电压，加强系统电压稳定性； ✓ 补偿系统无功功率，提高功率因数； ✓ 抑制和滤除负载产生的谐波无功功率； ✓ 抑制电压波动和闪变； ✓ 抑制三相不平衡。
③ 动态无功功率补偿装置的分类
二、无功补偿 2.1 无功补偿定义： 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。 2.2 无功功率有那些危害： 无功功率不做功，但占用电网容量和导线截面积，造成线路压降增大，使供配电设备 过载，谐波无功使电网受到污染，甚至会引起电网振荡颠覆。 2.3 无功功率补偿装置接人系统的方式有两种：并联和串联。 ①以并联方式接入系统的无功功率补偿装置称为并联无功功率补偿，并联补偿方式因 为接线简单、操作方便、对系统可靠性影响小而广泛使用。 ②以串联方式接入系统的无功功率补偿装置称为串联无功功率补偿。串联补偿方式因 为接线复杂，操作不方便、对系统可靠性影响大而使使用范围受到限制，一般是在并 联补偿方式不能满足技术要求的情况下才使用。
2.4 动态无功补偿（SVG）
① 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，自动补偿系统所需无功功，根据电网中动态变化的无功 量实时能够快速连续地提供容性和感性无功功率，实现适当的电压和无功功率控制， 保障电力系统稳定、高效、优质地运行。
2.8 并联电容器优点：价格低廉、安装灵活、操作简单、运行稳定、维护方便 并联电容器缺点：①其无功功率输出与电压平方成正比，低电压时无功功率输出减小， 而这时的系统却需要更多的无功功率； ②电容器提供的无功功率在电压稳定时是不变的，不能随系统无功功率需求的变而改 变，是一种静态无功功率补偿装置，适用于无功功率需求稳定的场所，但即使这样， 也容易造成欠补偿或过补偿。
磁控式动态无功补偿装置技术原理、优势及适用行业
磁控式动态无功补偿装置技术原理、优势及适用行业摘要无功补偿有多种形式，基于MCR的动态无功补偿是其中较为先进的一类，磁控电抗器（MCR）利用直流励磁原理，采用小截面磁饱和技术通过调节磁控电抗器的磁饱和度，改变其输出的感性无功功率，中和电容器组的容性无功功率，实现无功功率的连续可调。
该系统装置具有较高的安全性，运行稳定可靠。
与其他类型的无功补偿装置对比。
此类补偿装置与其它类型的无功补偿装置的区别主要在于磁控电抗器（MCR），因此，该文重点讲述了MCR的基本原理和技术优势，与它类型的无功补偿装置做了技术比较，预测了MSVC技术的发展前景。
关键词：MCR；直流励磁；可控硅；无功功率引言目前，无功补偿的主要装置是电容器、电抗器和少量的动态无功补偿装置。
开关（断路器）投切电容器的调节方式是离散的，不能取得理想的补偿效果。
开关投切电容器所造成的涌流和过电压对系统和设备本身都十分有害。
20世纪80年代以来，基于相控电抗器（TCR）的静止型动态无功补偿器（SVC）在电力系统中投入实际运行。
但由于其投资昂贵，难以推广。
20世纪末，因具有价格便宜、维护方便等优点，基于磁阀式可控电抗器（MCR）的SVC，相继在一些国家电网投入运行，并展示了它的优越性。
磁控电抗器（MCR）型SVC（简称MSVC）装置利用直流励磁原理，采用小截面磁饱和技术通过调节磁控电抗器的磁饱和度，改变其输出的感性无功功率，中和电容器组的容性无功功率，实现无功功率的连续可调。
一、MSVC装置的基本结构：MSVC装置由补偿（滤波）支路和磁控电抗器（MCR）并联支路组成，其中补偿（滤波）支路经隔离开关固定接于母线，通过调节磁控电抗器的输出容量（感性无功功率）实现无功的柔性补偿。
因与其它各类补偿装置的主要区别在于磁控电抗器，故下面集中对磁控电抗器（MCR）作介绍。
图1动态无功补偿装置（MSVC）一次系统图二、磁控电抗器（MCR）2.1基本工作原理磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁芯，改变铁芯磁导率，实现电抗值的连续可调，其内部为全静态结构，无运动部件，工作可靠性高。
无功补偿装置的基本原理是什么
无功补偿装置的基本原理是什么无功功率是电网中电流和电压的相位差所导致的无功功率流动，在电力系统中，无功功率对于维持电压稳定性至关重要。
通常情况下，电力系统中的负载主要包括电阻性负载和电感性负载。
电阻性负载消耗有功功率，而电感性负载消耗无功功率。
当电力系统中存在较多的电感性负载时，会导致电网的无功功率增加，影响系统的电压稳定性。
因此，需要使用无功补偿装置对电网进行调节，将多余的无功功率进行补偿。
无功补偿装置主要包括电容补偿和电抗补偿两种形式。
电容补偿装置通过增加并联连接的电容器来提供电网所需的无功功率，从而减少电感性负载所产生的无功功率。
电抗补偿装置则是通过增加串联连接的电抗器来提供无功功率，减少电阻负载所需的无功功率。
无功补偿装置的运行依赖于控制器所接收到的电网无功功率信号。
无功功率信号通常由电力系统中的电流和电压获得，通过相位角差求取得出。
控制器根据这个信号来判断电网中的无功功率是否需要补偿，当电网无功功率过高时，控制器会启动无功补偿装置进行补偿。
在电容补偿装置中，控制器会根据电网无功功率信号的变化来调整电容器的并联连接。
当电网无功功率较高时，控制器会增加电容器的并联连接，从而增加所提供的无功功率。
相反，当电网无功功率较低时，控制器会减少电容器的并联连接。
在电抗补偿装置中，控制器会根据电网无功功率信号的变化来调整电抗器的串联连接。
当电网无功功率较高时，控制器会增加电抗器的串联连接，从而提高所提供的无功功率。
相反，当电网无功功率较低时，控制器会减少电抗器的串联连接。
无功补偿装置通过改变电网的无功功率流动来平衡电网的无功功率，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
它可以有效提高电力系统的功率因数，减少网络损耗，并且可以提高电网的传输能力。
同时，无功补偿装置还可以减少系统中的谐波干扰，提高电网的电压质量。
综上所述，无功补偿装置的基本原理是通过改变电网的无功功率流动，调节电网无功功率的平衡，提高电力系统的稳定性和可靠性。
无功补偿装置技术和原理
无功补偿装置技术和原理
电容器是无功补偿装置的主要组成部分，其作用是提供无功功率补偿。
当电力系统的功率因数低于1时，装置通过连接并断开电容器来改变系统
的电流相位，从而减小无功功率。
在理想情况下，电容器通过提供与负载
所需相反的电流来补偿无功功率。
电感器是另一个重要的组件，其作用是提供有功功率。
当系统功率因
数高于1时，装置通过连接并断开电感器来改变系统的电流相位，从而提
供额外的有功功率。
电感器通过存储电流并在电源电压变为零时释放电流，以增加有功功率。
开关器件用于控制电容器和电感器的连接和断开。
常见的开关器件包
括继电器、晶体管和可控硅等。
这些开关器件能够根据控制信号来切换电
容器和电感器的连接状态，从而实现无功功率的补偿。
控制器是无功补偿装置的智能中枢，通过对电网参数的实时监测和分析，确定所需的补偿方式和补偿量，并生成相应的控制信号。
控制器可以
根据系统需求自动调整无功补偿装置的工作状态，实现动态无功补偿。
此外，无功补偿装置还包括过滤器、接触器、保护装置等组件，用于
实现对电网中的谐波和并联故障的处理和保护。
总之，无功补偿装置通过电容器和电感器的有序连接和断开，利用电
力电子技术和控制原理对电流进行调节，将系统中的无功功率转换为有功
功率，以提高电力系统的功率因数。
它在电力系统中具有重要的应用价值，可以提高电网的功率质量，降低能耗，提高系统的稳定性和可靠性。
静止无功补偿装置(SVC)介绍资料
实现电网优化运行
SVC能够与系统其他设备配合，实现电网的优化运行和调度，提高 电网运行效率。
适应未来电网发展需求
随着电网的不断发展和升级，SVC的应用前景将更加广阔，能够满 足未来电网发展的多样化需求。
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特点
各类SVC具有不同的特点。例如，TCR型SVC响应速度快、连 续可调，但谐波含量较高；TSC型SVC结构简单、成本低，但 只能分级调节；MCR型SVC调节范围宽、谐波含量低，但响 应速度相对较慢。
02
SVC系统组成与结构
主要设备构成
1 2
晶闸管控制电抗器(TCR)
采用晶闸管控制电抗器的投入或切除，从而改变 系统的无功功率，实现快速、连续的无功功率调 节。
静止无功补偿装置 (SVC)介绍资料
汇报人：XX
目录
• SVC基本概念与原理 • SVC系统组成与结构 • SVC控制策略及实现方法 • SVC性能指标评价体系建立 • SVC在电力系统中的应用前景展望
01
SVC基本概念与原理
SVC定义及作用
SVC定义
静止无功补偿装置（Static Var Compensator，SVC）是一种用于电力系统无 功补偿的装置，通过控制无功功率的流动，提高电力系统的稳定性和效率。
效性。
混合实现方法
结合硬件实现和软件实现的优势 ，采用硬件在循环(HIL)仿真技术 ，将实际控制系统与虚拟仿真环 境相结合，实现对SVC控制策略
的高效、灵活验证。
案例分析：某地区电网SVC应用实例
要点一
案例背景
某地区电网存在电压波动和闪变问题 ，严重影响电能质量和用户用电设备 的安全运行。为解决这一问题，该地 区电网引入了静止无功补偿装置 (SVC)。
220kV无功补偿原理及应用要点分析
220kV无功补偿原理及应用要点分析摘要：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（机械能、光能、热能）的电功率，无功功率比较抽象，它是用于电路与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维护磁场的电功率，它不对外做功，而是转变为其他形式的能量。
我场风电机组使用的是异步发电机，发电机工作过程中需要外界吸收励磁电流，也就是上面所说的无功功率。
SVC系统的运行维护，电容器、电抗器、隔离开关、阀组室的运行维护，及SVC系统的日常异常及事故处理。
一.无功补偿简介在交流电路中，有电源供给负载的功率有两种：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（机械能、光能、热能）的电功率。
比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或拖拉机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，工人们生活和工作照明，有功功率的符号用P表示，单位有瓦（W）、千瓦（kW）、兆瓦（MW）.无功功率比较抽象，它是用于电路与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维护磁场的电功率，它不对外做功，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。
比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率（镇流器也消耗一部分有功功率）来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。
由于它不对外做功，才被叫无功。
无功功率的符号用Q表示。
单位用乏（Var）或千乏（kVar）。
二.无功补偿的种类1.集中补偿在高低压配电所内设置若干电容器，电容器接在配电母线上，补偿母线供电范围内的无功功率。
例如升压站内10千伏或35千伏母线上接的电容器。
2.单独就地补偿将电容器装于箱内，放置在电动机或发电机附近，对其进行单独的补偿。
补偿电容器的主要作用是通过补偿无功来提高用电设备的功率因数，有功电量消耗也不会有明显增加，但无功的消耗一定是明显降低的。
浅谈电网无功补偿装置的补偿原理
浅谈电网无功补偿装置的补偿原理刘雯前言随着电网进一步发展完善，无功补偿技术是在电网中提高系统运行电压、保证系统无功功率平衡、降低网损、提高供电质量的一种重要手段，并得到广泛的应用。
本文论述了无功补偿的概念和作用、分类，并简单介绍了几种柔性交流输电装置的补偿原理。
1.无功补偿的概念和作用1.1无功补偿的概念在电力系统中无功功率，是由处于轻载条件下的线路和电缆产生的，并可被负载，变压器和重载的线路所吸收。
发电机在控制系统电压时会发出或吸收无功。
如不对输电网中的无功功率加以控制就有可能影响系统的稳定性并导致过压等问题，而某些类型的工业负荷快速变化的无功需求则可能会导致无法接受的电压波动。
采用电力电子装置（电力电容或调相机等）可以通过提供可调的无功功率来解决上述问题，从而降低或免却供电网输送的无功电流、线路损耗，提高电网的效率，可控性和供电质量。
1.2无功补偿的作用在电力供电系统中提高系统的负载功率因数和改善负载，减少输电线路上各种设备的功率损耗，稳定系统的传输电压，提高系统的供电电压质量。
在长距离输电中，提高系统输电能力和稳定性，平衡电力系统各支路末端三相负载的有功和无功功率等。
2.无功补偿的分类无功补偿装置按照接入电网的形式可分为串联补偿和并联补偿。
2.1串联补偿串联补偿主要是串联电容器补偿，就是在系统中接入串联电容器，改变系统的等效阻抗，提高线路的输送能力。
通过调节输电线路的阻抗可以控制输电线路中的输送功率，串联电容器补偿是提高长距离输电线路输电能力的有力措施。
由P=V1V2sin/X可知，当串联电容器后，串联容抗与部分线路电感相抵消，线路的等效电感随之减小，电气距离得以缩短，增加了传输功率。
在低电压等级的电网中，大部分线路压降是由于线路电感所致，串联补偿可根据负载波动调节补偿电容的大小，尽可能减少的线路压降。
串联电容能够自发响应且迅速，因其属于无源电路元件，故串联补偿有助于电压调节，有效解决电压闪变的问题。
无功补偿装置原理
无功补偿装置原理无功补偿装置是一种用于电力系统中的设备，其主要功能是通过自动调节电力系统中的无功功率来维持系统的功率因数在一个合理的范围内。
本文将介绍无功补偿装置的原理及其在电力系统中的应用。
一、无功功率的概念在电力系统中，有两种功率需要考虑，即有功功率和无功功率。
有功功率是指电力系统中真正用于做功的功率，例如驱动电机、发电机的功率输出等。
无功功率则是指电力系统中未转化为有用功耗散的功率，例如电动机的感应电流、电容器和电感器件中的交流电流等。
二、无功补偿的必要性无功功率的存在在电力系统中会引起一系列问题，例如降低功率因数、造成电流波动、电压不稳定等。
因此，为了提高电力系统的稳定性和效率，无功补偿装置的应用变得至关重要。
三、无功补偿装置的原理无功补偿装置主要通过补偿电容器和电感器件来实现。
补偿电容器用于消耗无功功率，而电感器件则用于提供无功功率。
通过在电力系统中引入适当的电容和感抗来平衡有功功率和无功功率的比例，从而提高功率因数。
四、无功补偿装置的种类根据不同的应用场景和功率需求，无功补偿装置可以分为静态型和动态型两种。
1. 静态型无功补偿装置静态型无功补偿装置主要由电容器组成，可以通过增加或减少电容器的接入量来实现无功功率的补偿。
电容器通过与负载并联或串联，根据实际需要消耗或提供无功功率。
2. 动态型无功补偿装置动态型无功补偿装置主要通过电力电子器件来实现无功功率的补偿。
它可以根据系统电压、电流的变化快速调整无功功率的大小和相位，以实现对电力系统的精确补偿。
五、无功补偿装置的应用无功补偿装置广泛应用于各个领域的电力系统中，包括工业、商业和住宅等。
它可以提高电力系统的功率因数，减少电网损耗，增加传输容量，同时提高电压稳定性和系统能效。
六、未来发展趋势随着电力系统的需求不断增长，无功补偿装置的发展也面临着新的挑战和机遇。
未来的发展趋势主要包括更高的功率密度、更高的可靠性和智能化控制等方面。
结论无功补偿装置是电力系统中必不可少的设备，通过补偿无功功率，可以提高系统的功率因数，改善电力质量，降低能耗，在电网运行中发挥着重要作用。
无功补偿装置技术及原理
送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维 护简单、事故率低等优点。
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▪ (2)低压集中补偿：
▪
低压集中补偿是指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。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，
▪ 无功补偿可以收到下列的效益： ▪ ①提高用户的功率因数，从而提高电工设备的利用率； ▪ ②减少电力网络的有功损耗； ▪ ③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改
善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力； ▪ ④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态
电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽
可能保持稳定。
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四、无功补偿的定义及意义
▪ 交流电在通过纯电阻的时候，电能都转成了热能，而在通 过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。也就是说没 有消耗电能，即为无功功率。当然实际负载，不可能为纯 容性负载或者纯感性负载，一般都是混合性负载，这样电 流在通过它们的时候，就有部分电能不做功，就是无功功 率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就 要进行无功补偿。 电网中的电力负荷如电动机、变压器 等，大部分属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备 提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器、同步调 相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消耗的部分无功 功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。也即减少无功 功率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功 功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。这种做法称 为无功补偿。
的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在 异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～ 70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运 行并尽可能提高负载率。
高压无功补偿装置原理
高压无功补偿装置原理
高压无功补偿装置原理是指通过电力电容器组将电能转换为电容器无功电能，并通过与负载并联的方式，使电容器的无功电能与负载消耗的无功电能相互抵消，从而达到补偿电网中的无功功率，提高功率因数，降低电网负载的无功损耗的目的。
具体原理如下：
1. 无功功率的消耗：电力系统中的负载会产生无功功率，主要是由于电感和电容产生的。
电感负载会吸收无功电能，而电容负载会产生无功电能。
2. 电容器组的作用：高压无功补偿装置内部包含一组电容器，它们具有储存和释放无功电能的能力。
当电容器组接入电力系统时，它会吸收系统中的多余无功电能，并将其储存起来。
3. 电容器组的并联：电容器组与负载并联，将储存的无功电能释放到负载上，实现无功电能的补偿。
由于电容器组与负载并联，所以其所释放的无功电能与负载消耗的无功电能一致，相互抵消。
4. 功率因数提升：通过高压无功补偿装置的补偿，减少了电网中的无功功率，并使负载的功率因数提高。
功率因数是指有功功率与视在功率之比，提高功率因数可以降低电网的无功损耗，提高系统的运行效率。
总之，高压无功补偿装置通过电容器组吸收和释放无功电能，
并与负载并联，实现无功电能的补偿，提高功率因数，降低电网负载的无功损耗。
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四、无功补偿的定义及意义
交流电在通过纯电阻的时候，电能都转成了热能，而在通 过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。也就是说没 有消耗电能，即为无功功率。当然实际负载，不可能为纯 容性负载或者纯感性负载，一般都是混合性负载，这样电 流在通过它们的时候，就有部分电能不做功，就是无功功 率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就 要进行无功补偿。 电网中的电力负荷如电动机、变压器 等，大部分属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备 提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器、同步调 相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消耗的部分无功 功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。也即减少无功 功率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功 功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。这种做法称 为无功补偿。
(2)低压集中补偿： 低压集中补偿是指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。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小， 使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济 性，是目前无功补偿中常用的手段之一。 (3)高压集中补偿： 高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高 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 合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。 同时便于运行维护，补偿效益高。
无功补偿装置技术及原理
无功补偿装置技术原理及内容
无功功率与功率因数 有功与无功的关系 影响功率因数的因素 无功补偿的定义及意义 无功补偿常用的方法 无功补偿装置 SVC的发展和意义
一、无功功率与功率因数
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压 器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量 的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功 率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电 功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因 此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源， 两者缺一不可。无功功率单位为乏(Var)。 在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值， 称为功率因数cosφ，其计算公式为： cosφ=P/S=P/（P2+Q2） 在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在 功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。 这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分 用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
二、有功与无功的关系
有功功率常用P表示，无功一般用Q来表示， 功率因数为cosφ,有功与无功有如下关系式 表示：
三、影响功率因数的因素
(1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机 等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗 的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在 异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～ 70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运 行并尽可能提高负载率。 (2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％， 它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企 业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。 (3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。 当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功 功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％ 时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功 率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响 电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽 可能保持稳定。
五、无功补偿的方法
无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低 压集中补偿、高压集中补偿。 (1)低压个别补偿: 低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量 将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与 用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同 时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如 大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低 压个别补偿的优点是：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，因此不会故率低等优点。
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。 无功补偿可以收到下列的效益： ①提高用户的功率因数，从而提高电工设备的利用率； ②减少电力网络的有功损耗； ③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改 善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力； ④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态 性能，提高输电线的输送能力和稳定性； ⑤装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形,减小谐波分量和解决 负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起 的附加电能损失和局部过热。