无功补偿的工作原理

无功补偿 交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成
,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功.也
,即为无功功率.当然实际负载,不可能为
,一般都是混合性负载,这样电流
,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时
1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补
. 无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用
一、按投切方
: 1. 延时投切方式 延时投切方式即人们熟称
"静态"补偿方式。这种投切依靠于传统的接触器的动作，
下面就功率因数型举例说
当这个物理量满足要求时，如cosΦ超前且＞0.98，滞后
0.95，在这个范围内，此时控制器没有控制信号发出，
cosΦ不满足要求时，如cosΦ滞后且＜0.95，
并继续监测cosΦ如还不满足要求，
，再投入一组电
直到全部投入为止。当检测到超前信号如cosΦ＞0.98,
300s，而这套补偿装置有十路电容器
45分钟，切除也这样。在这
cosΦ〈0.95，迅速将电容器组逐一投入，而
再考虑补偿效果。 2. 瞬时投切方式 瞬时投切方
"动态"补偿方式，应该说它是半导体电力器
控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，
2个周期到来时，控制器已经发出控制信号了。通过脉冲
20-30毫秒内就完成

(1)LC串接法原理如图1所示
1组电容器即可，不需要再分
(2)采用电力半导体器件作为电容器组的投切开
2。图中BK为半导体器件，
为电容器组。这种接线方式采用2组开关，另一相直接接
作为补偿装置所采
当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指
，此时由触发脉冲去触

3.混合投切方式 实际上
4. 在无功功率补偿装置的应
电焊机、电动机的线路采用动态补偿，节能效果明显。
毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过
二、无功功率补偿
无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数
--集成线路--单片机--DSP芯片一个快速发展
"XXX无功功率补偿控制器"，名称里出现的"无功功率"的
而不是产品的名称。 1.功率因数型控制器 功
cosΦ表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。
cosΦ=1时，线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少
* "延时"整定，
10s-120s范围内调节 "灵敏度"整定，
0-2A 。 * 投入及切除门限整定，
0.85（滞后）-0.95（超前）范围内整定。
过压保护设量 * 显示设置、循环投切等功能 这种
cosΦ=0.95（滞后）此时线路重载
cosΦ只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿
2. 无功功率（无功电流）型控制器
* 四象限操作、自动、手动切换、自识别
cosΦ、
、I、S、P、Q及频率。 由以上功能就可以看出其控制
cosΦ已达到
（滞

后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投
使补偿效果达到最佳的状态。采用DSP芯片
运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现。
3. 用于动
对于这种控制器要求就更高了，一般是
目前，国内用于动态补偿的控制器，与国外同类
三、滤波补偿系统 由于现代半导体器件
如果供电线路上有较大的谐波电压，
5次以上，这些谐波将被补偿装置放大。电容器组与线
滤波补偿装置即补偿了无功损耗又改善了线路质

无功动态补偿
实现快速、无冲击地投入并联电容器组。
: 一、SLTF型低压无功动态补偿装置：适用于交流
、额定电压在660 V以下，负载功率变化较大，对电压
基本技术参数及
环境温度：-25oC~+40oC(户外型)；
户内型)，最大日平均温度30oC 海拔高度：
相对湿度：< 85% (+25oC) 最大降雨：50
安装环境：周围介质无爆炸及易燃危险、无
<5%。 技术指标：额定电压：220
、380 V(50 Hz) 判断依据：无功功率、电压 响应时
< 20 ms 补偿容量：90 kvar~900 kvar 允许误差：
二、SHFC型高压无功自动补偿装置：适用于
变电站，可在I段和II段母线上任意配置1~4组
基本技术参数及
正常工作温度：-15~+50oC，相对湿度
，海拔高度：2000 m 技术指标：额定电压：6
交流电压取样：100 V (PT二次线电压) 交
0~5 A(若 PT 取 10 kV 侧二次 A、C 线电压
CT 应取 B 相电流) 电压整定值：6~6.6 kV 10~11 kV
电流互感器变比：200~5000 /5 A 可调 动作间隔
1~60 min可调 动作需系统稳定时间：2~10 min可
功率因数整定：0.8~0.99 可调 技术特征：电压优
自动补偿：依据无功大小自动投切电容器组，

(选配)。 智能控制：在自动发出各动作控
异常报警闭锁：当电容器控制回路继保动
安全防护：手动可退出任一电容器组的自投状
模糊控制：当系统处
由于现场诸多因素，如配置环境、
而引起频
无功补
配电网无功补偿的主要方式有五种：变电站补
配电线路补偿、随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。 变
这些补偿装置一般集中接在变电站10kV
10kV配电网的降损不起作用。 配电线路补
补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；
负荷重的长线路。缺点是存在适应能力差，
随机补偿：随机补偿就是
1000h以上的电动机采用随机补偿较其他补偿方式更经
随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压
.随器补偿的优点是接线简单，维护管理方便，
跟踪补偿：是指以无
100kVA及以上的专用配
无功补偿常出现的问题 1、电容器损坏
2、电容器外熔断器在投切电容器组及运行中常
3、电容器组经常

投入使用率低。 针对
1、电容器损坏主要原因由于在选择电
2、电容器外熔断
电容器投入使用率低主要是由
以上所述为
以上的高压补偿方案,对于低压电力系统的无功补偿
: 低压配电网中常用的无功补偿方式包
① 集中补偿：在低压配电线路中安装并联电容器
② 分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配
③ 单台电动机就地补偿：
加装无功补偿设
确定无功补偿容量时，应注意以
① 在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成
② 功率因数越高，每
0.95就是合理补偿 就三种补偿方式而言，无
⑴因电容器与电动机直接并联，同时
⑵有利于降
无功就
Q≤UΙ0式中：Q---
kvar）；U---电动机的额定电压（V）；Ι0---
A）；但是无功就地补偿也有其缺点：⑴不
美国斯威尔智能电容器能灵活的应用于
低压分组补偿和低压就地补偿. 就地（分
不需要设置专用的无功补偿箱或者无功补
■在用电设
■在壁挂式配电箱内放置智能电
■在工程车间配电设备内（旁）放置智能电容器
100kvar的计量柜、配电柜内放置智能电
优点：无功补偿距离短，节能降损效果显著，设备
配置参考：对于小容量负载，按
25%~40%配置智能电容器容量。 例：
电动机额定功率：50kW 无
15kvar（10kvar+5kvar） 智能电容器数量：
台 SWL-8MZS/450-10.5 无功补偿级数： 0、5、10、
低压分组补偿的应用 对户外配电变进行就地
优
配置参考：配变无功补偿容量一般为配变容量的
。 例：户外配电变压器应用方案 配变容量：
A 无功补偿容量：60kvar 2×30kvar
20kvar+10kvar） 智能电容器数量：2台
无功补偿级数：0、10、20、30、
、50、60 安装在箱变低压室，根据配电变压器容量进
优点：接线
配置
25%~40%。
箱式变集中补偿应用方案 箱变容量：500kVA 无
190kvar 4×40kvar(20kvar+20kvar)+ 1×
智能电容器数量：4台
台 SWL-8MZS/450-20.10 高压
低压无功补偿智能电容器实现在柜体
优点：补偿效果好，容量可调整性好，接线简
配置参考：根据成套柜补
低压成套柜配置容量参考：
柜型 柜体尺寸：1000mm(宽) ×600mm(深) ×
高)mm 可安装智能电容器数量：20台 40kvar
20kvar+20kvar） 无功补偿总容量：800kvar（40kvar
20） MNS柜型 柜体尺寸：600mm(宽) ×800mm(深)
2200(高)mm 可安装智能电容器数量：12台 40kvar
20kvar+20kvar） 无功补偿总容量：480kvar（40kvar
12） ⑵大容量电力电子装置，普通电容器就地补偿不
美国斯威尔智能电容器成套设
.美国斯威尔专业开发
,能快速响应电网功率
,毫秒级的捕捉谐波突变.防止过度补偿引起
.同时美国斯威尔智能电容器成套设备具有谐波
,

破坏电容与系统的并联谐振，部分吸收系统中的3、
、7次及以上谐波. ⑶电动机起动频繁或经常正反转的
4-7倍，即使采用降压起动措
2-3倍。因此在电动机起动
此外，对具有正反转起动的场合，应把补偿
，引起电动机自激产生高电压，这也有不妥之处。若

使用中可能产生永久性击穿，甚至引起爆炸，
应用选型需要考虑的因素 1、谐波含量
配电系统可能产生的电流谐波次数与幅值及电
2、负
配电系统现行负荷和非线性负荷占总负荷比例，
3、无功需求 配电系统中

、符合变化情况 配电系统中若静态符合多，则采用静

、三相平衡性 配电系统中若三相负荷平衡则采用三相

基于斯威尔电气提供的智能无

无功补偿设计方案 三相平衡静态
三相不平衡静态负荷 三相平衡频繁变化负荷
负荷中非线性设备≤15%变压
三相共补，复合开关过零投
智能电容器：SWL-8MZS 分相补偿或混合补偿，
电容器：SWL-8MZF 或
三相共补，可控硅开关动态切换 电容
SWL-DMZS 分相补偿或混合补偿， 可控硅开关
电容器：SWL-DMZF 或SWL-DZMS
＜负荷中非线性设备比率≤50%变压器容量（存在一定
三相共补 复合开关过零投切 电容回
6%或12%；滤波电抗 电容器：SWL-LBMZS
复合开关过零投切 电容回路
6%或12%非调谐滤波电抗 电容器：SWL-LBMZF
SWL-LBMZS 三相共补 可控硅开关动态切换
6%或12%非调谐滤波电抗 电容器：
分相补偿或混合补偿 可控硅开关动
电容回路中串联6%或12%非调谐滤波电抗
SWL-LBDMZF或SWL-LBDMZS 谐波治理目
破坏电容与系统的并联谐振，部分吸收系统中的3、5、
次及以上谐波 破坏电容与系统的并联谐振，部分吸收
3、5、7次及以上谐波 破坏电容与系统的并联
3、5、7次及以上谐波 破坏电
3、5、7次及以上
负荷中非线性设备比率＞50%变压器容量（存在大
三相共补 复合开关过零投切 由电容或
电容器：SWL-LBMZS 分
复合开关过零投切 由电容或电
电容器：SWL-LBMZF或
三相共补 可控硅开关动态切换 由
电容器：
分相补偿或混合补偿 可控硅开关动
由电容或电抗组成的调谐滤波回路 电容器：
或SWL-LBDMZS 谐波治理目标 完
3、5、7次及以上电流谐波 完全吸收3、5、7次
完全吸收3、5、7次及以上电流谐波
3、5、7次及以上电流谐波老姚书馆馆提供