无功补偿装置设计
电网无功功率自动补偿控制装置设计
a.节省电费开支：提高功率因数对企业的经济效益是明显的，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。
b.挖掘设备潜力：由于负荷功率因数低，影响发电机出力，提高功率因数后，发电机、变压器等设备可以增加有功出力：
The principle of the design is that we judge by both power factor and voltage to cast or cut capacitors.When voltage is in the quality limit,we raise power factor and degrade electric power loss,when power factor is beyond assigned value,we cut off capacitors that are idle.When voltage is beyond assigned voltage,we cut off capacitors that are working,when voltage is lower assigned voltage,we cast in capacitors that are idle.To solve existing automatic controllers’ defects,we improve on software,adopt optimize contolling diagram,implement force cast and force cut,overcomecontrollers’ defects,advance compensation accuracy and velocity,and realize cycle run and prolonge the life span of the capacitor set.
变电站无功补偿及高压并联电容补偿装置设计
变电站无功补偿及高压并联电容补偿装置设计2020-05-20 新用户796...修改一、电力系统的无功功率平衡1.1、无功功率电网中的电力负荷如电动机、变压器等都是靠电磁能量的变换而工作的，大部分属于感性负荷，建立磁场时要吸收无功，磁场消失时要交出无功。
在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
电力设备电磁能量的交换伴随着吸收和放出无功。
每交换一次，无功都要在整个电力系统中传输，这不仅要造成很多电能损失，而且往往在无功来回转换中会引起电压变化，因此设计时，应注意保持无功功率平衡。
变电站装设并联电容器是改善电压质量和降低电能损耗的有效措施。
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。
1.2、功率因数电网中的电气设备如电动机、变压器属于既有电阻又有电感的电感性负载，电感性负载的电压与电流的相量间存在相位差，相位角的余弦值即为功率因数cosφ，它是有功功率与视在功率的比值，即cosφ=P/S。
1.3、无功功率补偿的目的电网中的无功功率负荷主要有异步电动机、变压器，还有一部分输电线路。
而无功电源主要有发电机、静电电容器、同步调相机、静止补偿器。
无功功率的产生基本不消耗能源，但是无功功率沿电力网传输却要引起有功功率损耗和电压损耗。
合理配置无功功率补偿容量，以改变电力网无功潮流分布，可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗，从而改善用户端的电压质量。
在做电网网架规划时，根据各水平年各负荷点的有功负荷量及可靠性要求确定了变电容量的分配、线路回路数及导线截面和接线方式等等。
但是，这样还不能保证各用户端的电压达到国家和地区规定的要求。
因为做电网网架规划时是以最大负荷为依据，而实际运行时，负荷是变化的，功率因数也是变化的，通过线路的有功、无功功率都与规划计算时大不相同，因此，导致某些负荷点的电压“越限”(过高或过低)。
一种无功补偿装置设计与仿真
ｓｓ ｍ ｏｔｇ ｙ １ ４ ｃ ｃ ｆＳ Ｗ Ｍ ｅｕ ｎｙ ｃｎｒｌｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｓｓ ｍ ｏ ｍａ ｅ ｉｄｃｉｅ ｌａ ｎｒｙ ｅｃａ ｇ ｙｔ ｅ ｖ ｌ ｅ ｂ ／ ｙ ｌ ｏ Ｐ ａ ｅ ｒ ｆ ｑ ｅｃ ｏ ｔ ｔｏ ｎ ｙｔ ｔ ｋ ｎ ｕｔ ｏ ｄ ｅｅｇ ｘｈｎ ｅ ｏ ｅ ｖ
Ｖ０ ＿５ ＮＯ２ １３ ．
Ｊ ｎ２ １ ｕ ．０ ２
一
种 无功补偿装置设计 与仿真
闫国琦 ，庞树 杰 ，李继宇
工程学 院，广州 ５ ０ ４ ；２中国农业机械化科学研究院 ，北 京 １６ ２ ． １０ ８ ） ０ ０ ３
（． １ 华南农业大学
摘
要 ：通 过 建 立 一 个 不 舍 滤 波 电 容 的 电 感 负载 交 直 交 换 流 电路 ， 利 用 输 出 滞后 系统 电 压 １４工 频 周 期 的 Ｓ Ｗ Ｍ 控 制 方 ／ Ｐ
法 ，使 电 感 负载 与 系统 感 性 负载 发 生 能 量 交 换 ，达 到 电感代 替 电 容 补偿 系统 感 性 无 功 的 效 果 。 并 通过 Ｙ／ △三 相 变压 器连 接
３ 个配合 ＿作 的单相补偿 电路 ，消去单相补偿 电路 中较大的 ３ Ｙ － 次谐 波，使 三相补偿 电路 不含低次谐波。基于该原理 ，提 出一 种在电 力系统无功补偿 中利 用电感代替 功率电容 的控 制方法 ，并研 究该无功补偿装置 的参数设计 。有利 于无功补偿 器容量 和 电压的提升 ，减 少由功 率电容 带来的冲击 电流 ，提 高了工作可靠性和 降低 了设备成本 。用仿 真软件建 立算例 电路检验补
新型无功补偿装置设计
１ 现阶段我 国电气化变 电所无功补偿几种 能过补偿太 多 ， 功率 因数越低 ，尤其是时运量 不考虑相位时可得 措施 小、 无负荷和轻负荷概率较大的区段 ， 过补偿十 ， 、 ｒ １ 真空断 路器投切 电容器 ，最 大的优点 分突出 ， ． １ 投入 固定并补的功率因数 比不投时还 ｎ Ｚ Ｘ 是简单 、 投资 省 ； 缺点是合 闸时 ， 投切滤 波支路 要低 ，每年因严重过补偿使功率因数 过低 而导 Ｑ ｏ ＞ 时表示补偿 装置 吸收感性无功功率 ， 有一个暂态过程 ， 会产生过 电流过电Ｊ ， ＿ 影响电 致 的功率因数罚款 达百余 万元甚 至几百万元 。 ａ ０ ｛ ｉ ＜ 时表示发 出感性无 功功率 。由于在设计 容器及 串联 电抗器 的可靠运行 ；切除滤波支路 因此 ，原有 固定并联电容补偿装置和固定 补偿 时 ， 一般有 Ｘ ＜ ， Ｘ＜ 。因而， 故 ｏ 补偿装置发 时， 触头上恢 复电压较高 ， 有开关 重燃的可 能 ， 模式 已无法适应反送 正计 的无功计量 方式 ， 提 出感性无功功率 ， 从而可 以无功功率补偿。当 多吃重 复击穿时 ， 电容器 Ｅ 产生很高的过电压， 致 高功率 因数的唯一途径是采用实时动态跟 踪补 Ｘ ＝０时 ， ｃ 相当于只要 电抗器 ， 这时Ｘ＞０， 补偿 使设备损坏 ，对电容器组的投切冲击 ， Ｃ规定不 偿。 Ｉ Ｅ 装置吸收感性无功功率 ， 当于一个感性负载。 相 超过 １０ 次 ／ ， ０ ０ 年 加之开关寿命的限制 ， 不能频繁 ２新型可调无功补偿装置原理 需指 出 ， 由于晶 闸管 控制 电抗 器 （ Ｃ 在 Ｔ Ｒ） 投切， 从而影响动态补偿效果。见图 １ 。 采用“ 反送正计 ” 的牵引变电所无功补偿装 触发角 ＆＞９ 。 ０ 时会产生 的谐波 ， 这里一般不用 １ ． ２固定滤波 器 （ Ｃ） Ｆ ＋可控饱 和电抗器 。 置只有跟踪负荷 实现 自动调节 ，才能使功率 因 晶闸管来控制 电抗器 的补偿 电流 ，而是 通过工 自动调节饱和电抗器磁饱 和程度来改变 流人 回 数达到要求。其调节方式可分 为五大类 ： 致加在 电抗器上 的电压来控制器无功出力 。 路 的感性电流 ， 使其与并联滤波器 中多余 的容 第一 种是 电容器分组投切方案 。 由于在 晶闸管关断时 ， 降压变压器 空载 ， 因 性无功功率得以平衡 。优点是 固定并联滤波支 第二种是 晶闸管连续可调 电抗器方案。 而不存在暂态过程的不稳定 问题 。 路长期投入 ， 不需投切 ，实现光滑可调 ，但 同 第三种是 晶闸管相控高阻抗变压器方 案。 ３ 补偿装置的确定 Ｔ Ｒ一样要产生谐波 ， Ｃ 有损耗 ， 噪声大 。 图 ２ 见 。 第 四种是第一种和第二种的结合 ， 过分 通 ３ 变压器 容量的确定 ． １ １ 晶闸管投切 电容器（ Ｓ ） 按照一定的 组投切 电容 ， － ３ Ｔｃ 。 配以可调电抗 ， 做到平 滑调节 。 从经济角度讲， 确定变压 器容量的 目的应 寻优模式 ， 设计多组某次或某几次滤波器 ， 波 基 第五种是磁阀式可控电抗 器调 节方案 。 该时使所选择 的变压器在使用年限 内的年平均 下各支路呈容性 ，分级改变补偿 装置的无功出 本设计是一种新型的无 功补偿方 案 ：采 用 折算费用最小。 力； 滤波器某 次谐 波下偏调谐 ， 滤该次谐 波。 并联 电容 器组和可调 电抗 器进行无 功的补偿 ， 兼 变压 器年平 均 折算费 用是 指在 使用 年限 优点是损耗小 ， 结构 简单 ， 速度 响应 快 ， 不产 生 由于晶闸管控制电抗 器（ Ｃ ） Ｔ Ｒ 在触发角 ＞９ 。 内， ０ 变压器 的购买 、 安装 、 维修 、 损耗 等的年平均 谐波 ， 可以实现过零投切 ， 不会产生像 真空开关 时会产生谐波 ，这里不用 晶闸管来控制 电抗 器 折算费用。 那样严重的过电压 ， 点是每级都 配有相应 的 的补偿 电流 ，而是通过控制加在 电容器组和 电 缺 设 变压器容量为 ｓ 变压器购买 和安 装费 ， 晶闸管，滤波效果受系统特性 和投入组数 的影 抗器上的电压来 控制其 补偿 电流 。降压变压器 用为 Ｙ， 电贴 费为 Ｃ ／ Ａ则变压 器初 始投 。 供 元 ｋ ， ｖ 响， 一次性投资大 。见图 ３ 采用多抽头的调压变压 器 ， 通过改变调压变压 资费用为 ＋ 。 ｃ １ ． 压补偿装 置有 多抽头 自耦变压 器 、 器 的低 压侧抽 头 的位置 （ 变分接 开关 的级 ４调 改 设 变压器 投入 运行后的 ｉ 的维修 费用为 年 有 载分接头开关 、控制 系统和固定并联 电容器 数 ） ，来改变 电容器组和 电抗器 的外施 电压 ， 从 ， 电能损耗费用为 ， 电力工业投资利率为 ， 组构成 。由控制系统实 时测量牵 引变 电所馈线 而控制其无功输 出。 则 的 ｉ 的运 行费用为 十 年 折算 到购买 变 电压和倩影变压器出 口电流，根据计算 的实 际 这种补偿方案可根据具体变 电所 的实际负 压器 时刻为 （ ＋ （ Ａ 设变压器使用年限 ） 一 ） １ ～。 无功功率大小控制有载分接开关 的档位上调或 荷和谐 波情况进行组合 。对于谐波较严重 的变 为 Ｎ 则 使用年 限内折算 到购买变压器 时刻 的 ， 下调 ， 从而改变固定补偿支路 的电压 ， 调节 电容 器组 的容量输出 ， 实现动态跟踪补偿 。见图 ４ 。 滤波支路可根据需要采 ～ … １５固定滤波器 （Ｉ ＋电容器 （ Ｃ） ． ＦＸ） Ｔ ＋电抗 用 ３次 ， 、 ３ ５次 ， ３５、 或 、 ７次滤 波器 ； 可调 电容 设变压器的年平均折算费用为 Ｇ，则将各 器 （Ｌ） Ｔ 调压 。调节时 ， 用晶闸管通断 ， 分接开关 支路 （ Ｃ） Ｔ 和可调电抗支路 （ Ｌ 用于调节无 功 ， 年 的年平均折算费用折算到购买变压器 时刻 的 Ｔ） 无载调节 ， 可充分利用 分接开关 的机械寿命 （ 达 由变 电所无功负荷状况决定采用 Ｔ ｃ或 Ｔ 。对 ， Ｌ 总和为 ， … 、 ， Ｇ （ ） 、 ＋Ａ ～：Ｇ １ — （） ５ ５ ～０ 万次） ０ １０ 和晶闸管的电气寿命 （ 理论 上不 于谐波不是非常严重而以提高功率因数为主的 受限制）避免了分接开关电气 寿命短 （ ～ Ｏ ， ５ １ 万 变 电所 ， 还可以在此方案基 础上进一 步简化 ， 省 。 次） 的缺点。本装置与现有技术相比具有结构简 掉 固定滤波支路 ， 过降压调 压变压器 ， 通 采用分 由年平均折算 费用 的意义可知式 （ ） ４ 应和 单， 操作方便 ， 国产技术成熟 的特点， 能有效利用 接开关无载调压和晶闸管 开关 的有载分合直接 式（ ） ５ 相等 ， 从而得 既有不可调并联补偿装置或滤波器。见图 ５ 。 在 电气 化铁路 方面 ， 过去 ， 采用 了在变 电 所设 置兼 作 ３次滤波 的固定无功补偿 装置 ， 近 ＝ ｘ 一 ，电容器组合电抗器串联后的基波阻 ｊ Ｌ 如果变压器每年 的运行费用都相等 ， 即 年来在机车上又普遍设置 了兼作 ３次滤波器 的 抗为 ， 忽略降压变压器的漏抗合回路的电阻 ， 可得 ， ＋ ＋ 由式 （ ） ， ６ 可得 无功补偿装置。采用 这些措施 的 目的是提高功 电容器组 的电流 为 Ｊ 一一 Ｌ ｆｌ ｒ１ １ － ｕ一 Ｇ： ｒ （ ＋～ ） ＋… … ， １Ｉ １ ＋（ ） … 、， （） ７ ， 率 因数 ， 降低谐 波， 电力系统对无功的计量方 但 （＋ －１ ‘ １ ‘ 式一改再改 ， 致使铁路无法适应 。 目前 电力系统 因而 ， 补偿装置吸收的感性无功功率为 定义变压器折旧系数 ＪＵ２ 都趋 向于采用反转 正计 （ 反送反计 ） 的无功计量 （） ２ ： ㈦ 方式 ，该计��
无功补偿成套装置
一、无功补偿成套装置三）高压数码编组自动投切无功补偿成套装置1，概述目前，电力系统广泛使用的传统型高压并联电容器补偿装置，由于不分组手动（或自动）投切，补偿后无法满足系统无功不断变化的需求，因而功率因数不能达到比较高而且平稳的水平，当系统重载时应投入足够的无功补偿容量，而当主变轻载后必须及时切除投入的电容器，否则可能会因过补偿使电压升高造成事故。
如果采用传统的分组投切电容器补偿装置来满足由于负荷变化引起的无功需求，则可能存在由于设备安装复杂，安装所需要的材料较多，装置占地面积增大等问题。
数码编组自动投切无功补偿装置很好地解决了以上问题，装置是分组自动投切补偿的，补偿功率因数可保证在任何时候不低于设定的数值，在系统轻载时装置会自动切除多余的补偿电容器，不会使系统电压升高。
一般情况下，编码投切的电容器组最小投切单元的容量会设计成系统最低无功需求的容量，每个电容器组均设有过流、过压、欠压、速断、三相不平衡等保护，而这些保护对单台电容是十分可靠的，由于每次投入的容量减小，对于线路的冲击也大大减小，安装费用低廉，占地面积也大大减小。
2，产品型号及用途2.1产品型号2.1.1 HTBBJ型接触器数字编码自动（或手动）投切高压并联电容器补偿装置型号：HTBBJ10—700（100+200+400）/100—12—AKW其中各符号标注的含义是：HTBBJ—我公司生产的接触器投切高压并联电容器补偿装置10—标称电压（KV），1.1KV—110KV700（100+200+400）/100—电容器装置安装容量/单台容量（Kvar），容量范围可从100—30000Kvar（100+200+400）—分组投切电容器容量+组数（可以倍差或等差分组），投切组数1—5组12—串联电抗器电抗率（%），一般为3%，6%，12%A—电容器接线方式：A—单星型联接；B—双星型连接；C—电压差动保护；K—保护方式：K—开口三角保护；L—不平衡电流保护；W—户外安装（户内不标）。
毕业设计SVC无功补偿装置的设计
摘要随着社会的日益发展和科学技术的深度探索,电对人们的生活越发的重要.电压质量对电网稳定及电力设备安全运行,线路损失,用电单耗和人民生活用电都有直接影响.本文主要介绍了无功因数的基本概念及研究意义和无功补偿技术的现状以及治理的原则和目的，同时，也对静止无功功率理论做简要介绍，在本文中也对其中SVC型动态无功功率补偿装置的设计和保护做了一定说明。
我们主要从硬件设计上来更好掌握SVC技术，不管是在控制策略的选择，还是无功补偿容量确定上，都有必要把握这些细节。
在研究低压电网中无功补偿时，也对SVC系统的保护系统做了重点研究，这将是整个系统正常运行的基本前提。
关键词：无功功率；静止无功功率理论；动态补偿；SVC目录绪论 (1)一、无功补偿设计背景 (1)（一）无功功率的基本概念及研究意义 (2)（二）无功补偿技术对电力系统的影响 (2)（三）无功功率补偿方式及特点 (5)二、低压电网中无功功率补偿 (7)（一）动态无功补偿技术 (7)（二）SVC技术 (7)（三）SVC技术未来发展分析 (8)（四）低压电网中动态无功补偿装置的技术特点 (9)三、SVC动态无功补偿控制装置的设计 (11)（一）动态无功补偿器的工作原理 (11)（二）主电路及容量设计 (13)（三）控制电路及控制器选择 (14)（四）动态无功补偿控制装置的设计 (17)四、系统的保护配备 (23)（一）电网系统保护 (23)（二）电容器组保护 (23)（三）晶闸管阀保护 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)绪论由于现代电力电子产品的广泛应用，以及负荷的快速变化引起电压波动和闪变，使无功补偿问题变得更复杂。
电力系统中非线性负荷的与日俱增，导致大量谐波电流流入电网，造成系统电压波形严重畸变。
影响到系统用电设备的正常运行，严重时引起系统谐振，烧毁电气设备，引发电气事故，造成巨大的经济损失。
因此，对于电能质量改善装置提出了迫切的要求。
35kV~220kV变电站无功补偿装置设计技术规定学习笔记
35kV~220kV变电站无功补偿装置设计技术规定学习笔记5.0.3 SVC与STATCOM的区别:STATCOM较SVC电压稳定效果好、系统稳定和动态特性好、投资收益佳高压静止动态无功补偿装置SVC（Static Var Compensator）是一种静止无功补偿器。
静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。
当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。
目前，中国电网的建设和运行中长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少。
近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势，无功调节手段的缺乏使得母线电压随运行方式的改变而变化很大。
导致电网的线损增加，电压合格率降低。
此外，随着电网的发展，系统稳定性的问题也愈加重要。
动态无功补偿技术是一种提高电压稳定性的经济、有效的措施。
另外，静态无功补偿技术在风电场、冶金、电气化铁路，煤炭等工业领域的客观需求也很大。
在目前情况下，静止型动态无功补偿装置（SVC）对于解决各种负载所产生的无功冲击是很有效的。
使电网电压波动明显改善，功率因数明显提高，是一种技术含量高、经济效益显著的新型节能装置。
SVC如图接入系统中，电容器提供固定的容性无功Qc，补偿电抗器通过的电流决定了补偿电抗器输出的感性无功QTCR的大小，感性无功和容性无功相互抵消，只要能做到系统无功QN=Qv（系统所需）-Qc+QTCR=常数（或者0），则能够实现电网功率因数=常数，电压几乎不波动，关键是准确控制晶闸管的触发角。
得到所需要的流过补偿电抗器的电流。
晶闸管变流装置和控制系统能够实现这个功能。
无功补偿装置设计
目录前言第一章相关知识要点（一）设备容量确定（二）确定计算负荷方法（三）功率因数概念（四）功率因数的测量和计算（五）影响企业功率因数的原因（六）提高功率因数的方法（七）无功功率补偿原则（八）变压器选择方法（九）计量装置选择方法（十）无功功率补偿原理图第二章计算分析设计过程（一）金工车间负荷（二）全厂总负荷计算（三）无功补偿（四）变压器选择第三章设计总结前言无功功率补偿是电力系统的经典话题，补偿得当，可以提高供电效率，减少线路损耗，提高供电质量，以前的补偿装置多是用估算的办法，不能适应动态的要求，随着单片机技术和电子测量技术的发展，现在有条件实时测量出功率因数，根据测量结果及时进行补偿，补偿的程度可以具体线路进行设定。
近年来，随着我国电力工业的不断发展，大范围的高压输电网络逐渐形成，同时对电网无功功率的要求也是日益严格。
无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统电能质量、降低电网损耗以及保证其安全运行所不可缺少的部分。
电网无功功率不平衡将导致系统电压的巨大波动，严重时会导致用电设备的损坏，出现系统电压前崩溃和稳定破坏事故。
因此无功功率对电力系统是十分重要的。
在工程机械制造厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。
电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，适当的进行无功补偿对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
330-500kV变电所无功补偿装置设计技术规定
330~500kV变电所无功补偿装置设计技术规定Technical regulation ror designing or reactive for 330~500kV substationsDL 5014-92主编部门：能源部东北电力设计院批准部门：中华人民共和国能源部施行日期：1993年10月1日第一章总则第1.0.1条本规定适用于330、500kV变电所内的330、500kV并联电抗器置，10～63kV并联电抗器和并联电容器装置，0.8～20kV静止补偿装置的新建程，扩建、改建工程可参照执行。
本规定不包括调相机。
第1.0.2条无功补偿装置的设计必须执行国家的技术经济政策，并应根据安装点的电网条件、谐波水平、自然环境、运行和检修要求等，合理地选择装置型式，容量，电压等级，接线方式，布置型式及控制、保护方式，做到安全可靠、技术经济理和运行检修方便。
第1.0.3条遵照本规定设计的无功补偿装置，尚应符合现行的国家和部的有关准、规范、规程和规定。
第二章系统要求第2.0.1条系统的无功补偿原则上应按就地分区分电压基本平衡，以保证系统枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求。
第2.0.2条变电所内装设的高低压感性和容性无功设备的容量和型式，应根据力系统近远期调相、调压、电力系统稳定、电压质量标准、工频过电压和潜供电流方面的需要选择。
无功补偿装置应首先考虑采用投资省、损耗小、分组投切的并联电容器组和低压并联电抗器组。
由于系统稳定和满足电压质量标准而需装设静止补偿装置或调相机时，应通过技术经济综合比较确定。
第2.0.3条并联电容器组和低压并联电抗器组的补偿容量，宜分别为主变压器容量的30%以下。
无功补偿装置，应根据无功负荷增长和电网结构变化分期装设。
第2.0.4条并联电容器组和低压并联电抗器组的分组容量，应满足下列要求：一、分组装置在不同组合方式下投切时，不得引起高次谐波谐振和有危害的谐波放大；二、投切一组补偿设备所引起的变压器中压侧的母线电压变动值，不宜超过其额定电压的2.5%；三、应与断路器投切电容器组的能力相适应；四、不超过单台电容器的爆破容量和熔断器的耐爆能量。
110kV变电站无功补偿装置设计浅析
110kV变电站无功补偿装置设计浅析1.概要110kV变电站是整个电力系统的重要组成部分，无功平衡是电力系统电压稳定的重要基础，对无功平衡进行合理控制，有利于电压质量的稳定，进而为电力系统的稳定运行提供良好的保障。
在110kV变电站的运行过程中，无功补偿装置的设立，应该按地区补偿无功负荷，就地补偿变压器的无功损耗。
另外，为了确保变电站的稳定运行，应该对电抗率、无功补偿容量以及分组容量进行予以明确。
本文对变电一次设计中无功补偿的设计选型进行了简要分析。
关键词：电力系统；无功补偿；设计1.110kV变电站加装无功补偿装置的重要性电网系统用电设备产生的无功功率需要与系统中的无功负荷与无功损耗相平衡，为了保证负荷集中地区供电电压稳定，在变电站设置合理的无功补偿装置是必要的。
设置无功补偿装置，既可以稳定电网功率因素，减少供电变电和输送环节产生的损耗；同时，还可以稳定电网和用户端使用电源的电压，提高供电质量。
如果不设置无功补偿装置，将导致供电系统电压不稳定、谐波增大等多种危害。
1.无功补偿的设计要点根据《电力系统电压和无功电力技术导则》相关要求，在进行无功补偿装置设计时必须遵循以下设计原则：(1)按照全面规划、分层分区补偿等原则，合理确定补偿容量和分布配置方式。
(2)首先要了解系统的非线性设备总容量Q与系统设备总容量 P的比例关系来决定采取哪种形式无功补偿。
(3)将110kV母线功率因素作为原则计算补偿容量，110kV变电站使用的无功补偿容量必须按照主变容量的20%左右进行配置，而且将变电器高压部分的因数控制在0.95以上，低谷负荷功率因数不能高于0.95。
1.无功补偿装置设计选型无功补偿装置的种类很多，目前电力网中通常采用以下三种无功补偿形式：①在变电站低电压侧中设置并联电容器进行集中补偿；②在馈出线的用户端开闭所内装置并联电容器进行分组补偿；③在用户端感性负载部位装置并联电容器进行就地补偿。
集中补偿与分组补偿两种类型的容量小、运用率较高，能补偿变电器及并联配电线路中的无功功率等优点。
低压电网SVG无功补偿装置设计【毕业作品】
BI YE SHE JI（20 届）低压电网SVG无功补偿装置设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要近年来，由于工业的迅速发展，大功率非线性负荷的不断增加，不但改变了电力系统的电网结构，对电网的冲击和谐波污染也不断上升，造成系统无功分布不合理，甚至可能造成局部地区无功严重不足和电压水平普遍较低的情况，以致出现种种电能质量问题，如功率因数低、谐波含量高、三相不平衡、功率冲击、电压闪变和波动等等。
通过合理的方案对电网进行适当的无功补偿，能维持系统电压水平、提高系统电压稳定和设备利用率、提高功率因数避免大量无功的远距离传输、提高输电能力、平衡三相功率、提高系统运行安全性和可靠性。
此外，还可以减少网络有功损耗减少费用。
本设计运用静止无功补偿(SVG)技术对低压电网进行无功补偿，SVG采用基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方式，采用IGBT组成的电压逆变电路模块。
主要设计包括主电路设计、控制电路设计、测量单元设计、驱动电路以及滤波电路单元等。
由于需要随时进行无功功率的检测和补偿，对控制器的速度要求较高，可以选择DSP进行控制控制单元的设计。
本论文所设计的SVG系统总体结构包括以下几个部分：主电路、控制电路、测量电路、驱动电路和电源电路等几部分。
测量电路采集负载电流信号、装置输出电流信号、系统接入点电压信号和直流侧电容电压信号等数据，然后，将这些数据信号传输给控制电路，控制电路根据给定的控制策略对从测量电路输送过来的信号数据进行处理，产生触发逆变器的驱动信号，传送到驱动电路，驱动电路将从控制电路接收到的驱动信号进行功率放大，然后加到逆变器，从而控制逆变器输出端输出无功电流的变化，实现无功动态补偿的目的。
关键词：静止无功功率发生器(SVG)，无功补偿，IGBTIAbstractIn recent years, the rapid development of the industry, high power nonlinear loads increase, not only changed the power system network structure, impact on the power grid and the harmonic pollution is increasing, causing system reactive power distribution is not reasonable, even may cause local reactive power shortage and voltage level is generally low, so that there are all sorts of power quality problems, such as low power factor, harmonic content is high, three-phase unbalance, power shock, voltage flicker and wave etc.. Through the reasonable scheme of power system proper reactive power compensation, can maintain the system voltage level, improve system voltage stability and the utilization ratio of equipment, to improve the power factor and avoid a large amount of reactive power for long distance transmission, improve the transmission capacity, balanced three-phase power system, improve the safety and reliability of the operation. In addition, also can reduce the network active power loss reduction cost.The design of the use of static var generator (SVG) technology on the low-voltage reactive power compensation, SVG is based on the instantaneous reactive power theory of reactive current detection method, using IGBT consisting of voltage inverter circuit module. The main design including the main circuit design, control circuit design, measurement unit design, driving circuit and filter circuit unit. Due to the need to carry out reactive power detection and compensation, and the controller speed is higher, can select DSP control unit design.The design of SVG system structure includes the following parts: main circuit, control circuit, a measuring circuit, a drive circuit and a power supply circuit etc. Measuring circuit of load current signal acquisition device, the output current signal, system access point voltage signal and the DC side capacitor voltage signal data, and then, the data signals are transmitted to the control circuit, the control circuit according to the control strategy from the measuring circuit transmitted signal data processing, generating a trigger inverter drive signal, is transmitted to the drive circuit,IIdrive circuit from the control circuit receives the driving signal of power amplifier, and then applied to the inverter, thereby controlling the inverter output reactive current change, achieve the purpose of dynamic reactive power compensation.Key Words: static reactive power generator(SVG), reactive power compensation, IGBTIII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 ......................................................................................................................... I V 第一章绪论 .. (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2无功补偿技术的发展 (2)1.3静止无功发生器国内外发展现状 (4)1.4本设计的主要任务 (5)第二章SVG无功补偿装置设计 (6)2.1总体结构设计 (6)2.2SVG工作原理 (7)2.3主电路设计 (9)2.3.1整流电路设计 (9)2.3.2逆变电路设计 (10)2.3.3直流侧电容设计 (12)2.3.4连接电抗器设计 (12)2.4控制电路 (13)2.4.1 TMS320F2812的主要特点 (14)2.4.2片外程序和数据存储器 (15)2.4.3时钟电路 (15)2.4.4电源电路 (16)2.4.5 JTAG仿真接口电路 (17)2.4.6复位电路设计 (18)2.4.7串行通信 (19)2.5驱动电路 (19)2.6测量电路 (20)第三章控制策略及软件设计 (22)IV3.1控制策略选择 (22)3.1.1直流间接控制 (22)3.1.2直流直接控制 (24)3.2瞬时无功功率检测 (25)3.3软件流程及程序设计 (27)第四章结论 (32)4.1主要工作 (32)4.2需进一步完善的工作 (32)参考文献 (33)致谢 (35)V第一章绪论1.1 课题研究的背景及意义随着现代工业的不断进步，人们对电能质量的要求越来越高，而现在各种大功率非线性设备的应用影响电能的质量。
浅论低压无功补偿装置的电气设计
浅论低压无功补偿装置的电气设计摘要:本文主要从无功补偿的定义、特点、作用、主要功能以及系统工作原理等多个方面,详细介绍了低压无功补偿的设计问题,阐述了电气设计的最优化、规范化知识,对于电气施工安装实践具有重要的指导作用。
最后本文以青岛市海达仪表厂低压无功补偿装置电气设计方案为例子,对低压无功补偿电气设计的具体应用作介绍。
关键词:低压无功补偿设计1 低压无功补偿装置的作用及应用领域1.1 具体作用低压无功补偿装置是通过机械开关、半导体开关(晶闸管)或复合开关(晶闸管并联机械开关)控制电容器投切,进行无功补偿的装置,用以提高低压配电网的功率因数,降低线损,节约电能,稳定电压,提高变压器出力。
装置具有补偿效果好,结构简单,性价比高等特点。
1.2 应用领域适用于对城乡低压配电网及工商企业、机关学校、居民小区等低压电力用户的无功负载进行补偿,以达到节能降耗,提高电能质量的目的。
2 无功补偿的定义及特点2.1 无功功率本质无功功率只存在能量的传递,不存在能量的消耗。
2.2 无功补偿的特点(1)结构紧凑,易于安装维护,适用于额定电压220/380V。
(2)实现无功补偿功能。
(3)既可实现三相共补,也可实现分相补偿。
(4)兼具手动控制和自动控制功能,投切无涌流。
实时指示当前电容器工作状态和当前电网各状态参量。
(5)能够改善电能质量,减小电压波动,额定负载下,补偿后功率因数可达0.98以上。
3 主要功能(1)控制方式:无功功率控制,功率因数限制。
(2)在额定负载时,可以将功率因数补偿到0.98以上,不会产生过补。
(3)具有自动控制和手动控制两种操作方式。
(4)兼具有平衡负载补偿(三相补偿)和不平衡负载补偿(混合补偿)两种补偿功能。
(5)复合开关控制,无涌流。
(6)程序控制投切电容器组,使电容器的工作时间基本相同,延长电容器使用寿命。
(7)过零投入、过零切除,无冲击电流,无操作过电压。
(8)具有过压保护、欠压保护、过流保护、缺相保护、温度保护、谐波保护等功能。
风电场无功补偿方案设计
风电场无功补偿方案设计一、无功补偿方式的选择（一）配电网的无功补偿方式一般来讲，配电网中常用的无功补偿方式为：在系统的部分变电站、配电所中，在各个用户中安装无功补偿装置；在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器，进行集中或分散的就地补偿。
1.分散、就地补偿当各用户终端距主变压器较远时，宜在供电末端装设分散补偿装置，结合用户端的低压补偿，可以使线损大大降低，同时可以兼顾提升末端电压的作用。
对于大型电机或者大功率用电设备，宜装设就地补偿装置。
就地补偿是最经济、最简单以及最见效的补偿方式。
在就地补偿方式中，把电容器直接接在用电设备上，中间只加串熔断器保护，用电设备投入时电容器同时投入，切除时同时切除，实现了最方便的无功自动补偿，切除时用电设备的线圈就是电容器的放电线圈。
2.集中补偿变电站内的无功补偿主要是补偿主变压器对无功容量的需求，结合考虑供电区内的无功潮流及配电线路和用户的无功补偿水平来确定无功补偿容量。
35kV 变电站一般按主变压器容量的10%～15%来确定；110kV变电站可按15%～20%来确定。
（二）风电场的无功补偿方式风电场的无功补偿方式与一般配电网的无功补偿方式类似：集中补偿是在风电场出口变电站集中装设无功补偿器进行补偿，主要目的是改善整个风电场的功率因数，提高风电场出口变电站的电压和补偿无功损耗；风电场无功分散、就地补偿是采用数学或者智能算法在合理的投资范围内选择补偿效果达到最优的若干个无功补偿点，进行就地补偿，从而降低风电场内部网损，改善电压质量。
通常，风电场的分散、就地补偿是在风力异步发电机机端并联电容来提高风电出口的功率因数，这样可以使接入点和风电场（高、低压侧的）电压处于合理的工作范围；否则由于风电场大量吸收无功功率，造成变压器上的电压损失过大，机端电压明显下降，严重影响发电机的正常运行，进而影响风电场电压的稳定性。
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2.典型工业负载无功补偿容量的确定
改善变频器功率因数的基本途径是削弱输 入电路的高次谐波电流，因此，不能用补偿电 容的方法，目前较多使用的是电抗器法。 (1).交流电抗器法 在变频器交流输入侧串入 三相交流电抗器AL，高次谐波电流的含有率可 降低为38%，功率因数PF可提高至0.8∽0.85。 (2).直流电抗器法 加直流电抗器后，高次谐 波电流的含有率可降低为33%，功率因数PF可 以提高到0.90以上，由于其体积较小，不少变 频器已将直流电抗器直接配置在变频器内。
3.案例介绍
设备运行测试数据： (1).无滤波补偿时
3.案例介绍
3.案例介绍
(2).滤波器投入后
3.案例介绍
3.案例介绍
3.3 汽车焊接工业 用户工况： Se=2000KVA，cosφ1=0.5，α=0.7 车间内焊机数量多,三相分配平衡。 设计目标：抑制3次谐波，补偿功率因数，共分补结合。 设计容量：TFC-400A/1800(D+Y) 开关选择：TPPU单元（≤20mS）。
3.案例介绍
实测负荷的电力参数:
测试中考虑三相 负荷不平衡问 题，所以采用三 相四线接线方式
3.案例介绍
3.案例介绍
计算机仿真: 方案设计时采用MATLAB/Simulink仿真及计算 机对系统参数进行计算，选基准频率低于50Hz， 高次谐波严重时使基/谐比小于1，适当提高电容 器电压，得出最合理的系统参数。
无功补偿及功率因数
Reactive Power and Power Factor 时代集团公司
Time Group Inc
邵宗岐
SHAO Zong-qi
提
纲
1.无功功率的产生及影响。 2.典型工业负载无功补偿容量的确定。 3.案例介绍。 4.如何选择无功补偿装置。 5.并联电容器产生谐振及如何避免。
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
(3).矿热炉负载 交流矿热炉： 基波补偿Qc=P（tgθ1 –tgθ2） 一般矿热炉滤波3,5,7次，功率因数0.85 计。
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
(4).电弧炉负载 电弧炉单独运行时 cos ϕ = 0.84 ,2，3，4， 5，6，7谐波电流偏大；精炼炉单独运行时 cos ϕ = 0.96,2，3，5次谐波电流偏大。 (5).中频炉 功率因数计算式：
3.案例介绍
滤波前测量数据（10KV母线）
3.案例介绍
3.案例介绍
3.案例介绍
滤波补偿后测量数据
3.案例介绍
3.案例介绍
3.案例介绍
3.2变频器负载 用户数据：整变容量2000KVA，联接方式：Dyn11,阻抗 电压6%，变比：10/0.725kV。 负载：西门子变频调速器6SL3310-1GH37-4AA0 560kW 6SL3310-1GH38-1AA0 710kW 运行状况：新建项目，无运行数据。 设计目标：5，7次无源滤波，略过补偿(≥-0.98)。 设计容量：TFC-725A/1134Y
Qc = (0.5 ~ 0.6 )Pe
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
电动机的空载电流可以按照瑞典通用电 气公司推荐的估算方法求得，估算公式为 ：
I 0 = 2 I e (1 − cos ϕ e )( A)
Qc = 0.9 ⋅ 3U e I 0 (k var )
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
λ = νλ1 =
I1 3 cos ϕ1 = cos α ≈ 0.955 cos α I π
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
中频电炉的功率因数值归纳总结概分为3种情况: (1).0.7左右;(2).0.9∽0.93;(3).0.98左右。 其中第1，3种状态工作的中频炉相对较少，大多 工作为第二种状态，也就是说，中频电炉多为较高功 率因数工作状态。中频电炉生产运行时产生的特征谐 波电流为5，7，11次较大，虽然整流装置有6脉波， 12脉波或24脉波整流，但由于整流变压器每个绕组负 载的不平衡工作特性，5，7次谐波电流不能完全抵消 ，所以补偿滤波大多以5，7，11次为主，有的需要设 计13次高通滤波器。基波补偿容量约占变压器容量的 30∽35%,安装容量约60∽90%;变压器负载率最大至 120%。
1.无功的产生及影响
1.4 无功功率在电力系统中的重要作用 无功功率主要用于电气设备内电场与磁场的能 量交换，因此在电力系统中必不可少，作用重要。 无功功率对电力系统负面影响： （1）.无功功率对有功功率的影响; （2）.无功功率对电压的影响; （3）.无功功率对电力系统功角稳定性的影响。 1.5 功率因数的意义 在电力系统的运行过程中，通常用功率因数来 衡量电网运行的效率，功率因数的大小，反映了电 网系统中电源输出的视在功率中有功功率的有效利 用的程度。
3.案例介绍
补偿滤波设备投运前
—C相电流谐波数值列表 其中： 基波电流=1409.7A 3次谐波电流=142.2A 5次谐波电流=33.8A 7次谐波电流=22.8A
3.案例介绍
补偿滤波设备投运后
—C相电流谐波数值列表 其中： 基波电流=1154.6A 3次谐波电流=8.1A 5次谐波电流=12.1A 7次谐波电流=2.9A
5.并联电容器装置 产生谐振及如何避免
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
(6).变频器负载 变频器的输入侧是三相全波整流和滤波电 路，进线电流是非正弦的，具有很大的高次谐 波成分。在输入电流中，高次谐波的含有率高 达88%左右。因为高次谐波电流的功率都是无 功功率，因此，变频器输入侧功率因数很低， 甚至低于0.7以下。但变频器输入电流的基波 分量总是与电源电压同相位的，所以，基波功 率因数等于1。
1.无功的产生及影响
1.2 无功功率的理论基础 1.2.1 正弦电路的无功功率 电路的无功功率定义为: Q = UI sin ϕ 1.2.2 非正弦电路的无功功率 2 电路的无功功率定义为: Q 2 = Q f + D 2 1.3 三相电路的无功功率与功率因数 实际工程中测试为按照单相功率因数进行计算。
5.并联电容器装置 产生谐振及如何避免
5.1谐波引起的谐振和谐波电流放大 安装并联电容器装置补偿负载的无功功率，提 高功率因数，同时提高电压水平；此外，为了滤除谐 波，装设由电容器和电抗器组成的滤波器。在工频下 ，并联电容器装置的容抗比系统的感抗大的多，不会 产生谐振。但对谐波频率而言，系统感抗增加而容抗 减小，就可能产生并联谐振或串联谐振。这种谐振会 使谐波电流放大几倍甚至数十倍，对系统，特别对电 容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，常常使电 容器和电抗器烧毁。在由谐波引起的事故中，这类事 故占有很高的比例。根据统计，由于谐波而损坏的电 气设备中，电容器约占40%，其串联电抗器约占30%。
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
图1 交流电抗器
图2
直流电抗器
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
2.4汽车工业的点焊机负载 负载特点：单相负载，工作持续时间数百 mS，电流大，功率因数低，自然功率因数0.5 左右，要求补偿响应速度快。产生谐波电流以 3次为主，三相负载人为设置平衡。 补偿方式：相相间单相补偿；相与中线间 分相补偿。
1.无功的产生及影响
1.1 概论—无功功率的产生 在电网输电的过程中，提供给负载的电功率有 两种：有功功率和无功功率。有功功率（P)是指保 持设备运转所需要的电功率，也就是将电能转化为 其它形式的能量（机械能，光能，热能等）的电功 率；而无功功率（Q）是指电气设备中电感、电容 等元件工作时建立磁场所需的电功率。 产生无功功率主要是因负载非阻性（主要呈现 电感性）。所谓电感性负载，就是负载中流过的交 流电流与负载两端的电压相位不一致，电压与电流 相位不一致的分量不产生有功功率，即无功功率。
对于排灌电动机等所带机械负载轴惯性较大的电 动机,补偿容量可适当加大,大于电动机的空载无功负 荷,但要小于额定无功负荷。由于排灌电动机总是在 带有水泵机械负载的情况下断电，电动机转速将急剧 下降，即使补偿容量略大于电动机空载无功负荷，也 不会产生自励过电压。对于排灌用普通电动机，也可 按下式确定补偿容量：
3.案例介绍
3.案例介绍
3.案例介绍
补偿效果:
补偿滤波设备投运前
—A相电流谐波数值列表 其中： 基波电流=1618A 3次谐波电流=203.7A 5次谐波电流=54.2A 7次谐波电流=18.9A
3.案例介绍
补偿滤波设备投运后
—A相电流谐波数值列表 其中： 基波电流=2323.2A (此时负荷最大） 3次谐波电流=59.1A 5次谐波电流=72.7A 7次谐波电流=11.0A
2.2交流电动机负载 (1).补偿电机的空载无功,取空载无功的90%,以 防止电动机产生过高的自励磁电压；
如：空载电流大的电动机，即气隙大的起重冶金 型电动机，如MJ，JZ，JZR系列电动机。
(2).若电机效率及负载率变化频率较高,适宜设 置合理的分组自动补偿; (3).查功率因数表。
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
2.1供电系统变电站及企业配变 北京市通州区供电公司━35kV站
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
(1).变电所补偿安装容量的确定: 变电所安装电容器，其主要作用是补偿变 压器的无功损耗及配电线路前段的无功负荷及 无功损耗，同时可以进行调压。变电所电容器 的补偿容量按主变压器额定容量的10%～15%来 配置，对于变电站集中补偿时, 补偿容量可增 加至变压器容量的30%左右,根据变电所的负荷 性质和运行方式和调压要求，确定合理的无功 补偿容量。
2.典型工业负载无功补偿容量的确定
2.1 负载类型
(1).根据变压器容量估算； (2).交流异步电机； (3).中频炉、电弧炉、矿热炉、直流轧机等晶闸管6 脉整流桥负载；变频器等二极管三相整流负载； (4).点焊机负载； (5).商用建筑电器； (6).根据具体数据计算。