电容器投切对无功补偿的影响
无功补偿过补偿的危害及安全防范措施—海文斯电气
无功补偿电容器过补偿危害防范措施-海文斯电气无功补偿电容器投入后应用在过补偿情况会进而引发功率因数降低，造成负载电压降低、线路损耗增加、普通用户电费增加三大危害，对用电厂家和电力普通用户造成一系列不良影响。
经过深入分析无功补偿电容器过补偿危害的原因，并提出详细的安全防范措施，以降低不必要损失。
1、无功补偿电容器过补偿的危害—进而引发负载电压降低：在大量投入电容器后会导致系统处于过补偿情况，此时电力系统呈容性，过补偿时线路电流量较正常情况下应用时的电流量远远增大，从而造成线路电阻电压降增大，如果保持原先电压不变，负载端的电压将会大幅下降，这会危害用电设备的正常情况下应用。
2、无功补偿电容器过补偿的危害—进而引发线路损耗增加上面详细介绍的电力系统电路呈容性，此时线路电流量大幅升高，造成线路电阻R的损耗功率升高，因此线损率增加。
3、无功补偿电容器过补偿的危害—进而引发有功损耗增加以上详细介绍了供电电压稳定时，电容器的过补偿会引起负载(变压器)的二次侧电压的上升。
在线路交流电压的作用下，电力电容器的极板中、内部介质中、引线等导体中，以及瓷瓶间的漏泄电流量等都会造成一定的有功损耗。
无功补偿电容器的有功功率损耗计算方式：PC=2πf·CU2tanδ4、无功补偿电容器过补偿的危害—进而引发普通用户电费支出增加电容器过度补偿造成功率因数下降，造成厂家基本电费、电费支出全面增加，增加厂家经济负担。
5、无功补偿电容器过补偿的安全防范措施a.在规划设计方面，应有效设计补偿电容器组容量，可将电力系统功率因数控制在正常情况下偏低水平，为电容器无功补偿留出预量空间。
同时，增加自然功率因数高的设备应用比例，降低电力系统内感性无功功率消耗。
b.在应用方面设置功率因数计，系统监控功率因数的变化状况，配置电容器自动切开装置，系统监控中的负荷变化状况。
负载变化时，以最佳方式实现自动接通或切除无功补偿装置的效果，确保功率因数的经济应用。
利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿
利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿无功补偿是为了改善电力系统的功率因数而进行的一种措施。
而利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿，是一种常见的方式。
本文将从晶闸管的工作原理、电容器的作用、无功补偿的意义等方面详细介绍利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿的方法和原理。
首先，我们来了解一下单相晶闸管的工作原理。
晶闸管是一种控制型的半导体器件，其具有单向导电性和双向控制性。
晶闸管有三个电极：阳极（Anode）、阴极（Cathode）和控制极（Gate）。
当阳极电压大于一定的阀值电压时，控制极的电压加大，通过二极管型场效应晶体管的放大，从而控制晶闸管导通或截止。
其次，电容器在电力系统中有很多作用，其中之一就是进行无功补偿。
电容器可以存储和释放电能，具有快速响应的特性。
当电力系统中存在感性负载时，容易产生感性无功功率，导致功率因数降低。
而电容器具有负载电流超前于负载电压的特点，可以提供感性无功功率，从而达到补偿功率因数的效果。
然后，我们来了解一下无功补偿的意义。
功率因数是电力系统中衡量有功功率和视在功率之间关系的参数。
当功率因数低于1时，电网中会产生大量的感性无功功率，不仅浪费了电力资源，还会降低电力系统的稳定性和供电质量。
因此，进行无功补偿可以提高功率因数，减少电网中的无功功率，提高电力系统的效率和稳定性。
接下来，我们来详细说明利用单相晶闸管投切电容器实现无功补偿的方法和原理。
当电网中存在感性负载时，我们可以通过投切电容器的方式进行无功补偿。
具体步骤如下：1.测量电网的功率因数。
使用功率因数测量仪测量电网的功率因数，得到实际的功率因数值。
2.计算所需补偿容量。
根据实际功率因数和目标功率因数之间的差值，计算出所需的补偿容量。
3.选择合适的电容器。
根据所需补偿容量和电压等级，选择合适的电容器进行无功补偿。
4.控制晶闸管的导通和截止。
通过改变晶闸管的工作方式，实现电容器的导通和截止，从而实现无功补偿。
5.监测补偿效果。
电容器投切对无功补偿的影响
电容器投切对无功补偿的影响【关键词】电容器；无功补偿；投切在电路中接入电容可以为设备提供无功功率，提高功率因数。
由于我们的设备不可能是纯容性或纯感性的，且设备运行的状态也是不可预知的，如开、关机，或开机时不同工作状态所需要的无功功率都不相同。
当补偿器提供的无功功率大于设备所需时，也会对电网造成极大影响。
所以我们需要适时的调整无功功率的补偿来匹配设备所需的无功功率，即电容组投切方式。
1 无功在供电系统中的影响1）接在电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的，我们最常见的变压器就是通过磁场才能改变电压并且将能量送出去，电动机才能转动并带动机械负荷。
电容器在交流电网中接通时，在一个周期内的，上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫做容性无功功率。
2）无功功率增大，即供电系统的功率因数降低将会引起：（1）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。
若设备的功率因数降低，在保证输送同样的有功功率时，无功功率就要增加，这样势必就要在输电线路中传输更大的电流，使得此输电线路上有功功率损耗和电能损耗增大。
（2）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，如变压器、电气设备、导线等容量增大，从而使用户的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。
（3）功率因数过低还将使线路的电压损耗增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其它用电设备的正常运行。
特别在用电高峰季节，功率因数太低会出现大面积地区的电压偏低，将给油田的生产造成很大的损失。
（4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用，因为发电机或变压器都有一定的额定电压、额定电流和额定容量，在正常情况下，这些参数是不容许超过的，若功率因数降低，则有功出力也将随之降低，使设备容量不能得到充分利用。
2 减少无功，提高功率因数的方法2.1 提高自然功率因数自然功率因数是指未装设任何补偿装臵的实际功率因数。
电容自动过零投切
电容自动过零投切全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电容自动过零投切技术是一种广泛应用于电力系统中的一种控制技术，通过使用电容器进行无功补偿，实现电力系统中电流、电压的稳定控制。
在电力系统中，无功功率是指电流和电压之间的相位差，当电压和电流的相位差不为零时，系统会产生无功功率，导致能量的浪费和系统的不稳定。
无功补偿技术的应用十分重要。
在实际的电力系统中，电容自动过零投切技术有着广泛的应用。
例如在变电站、电力配电系统、电力工厂等场所，都会采用这种技术来实现对系统的无功补偿。
通过合理配置电容器，可以有效减少系统中的无功功率，提高系统的功率因数，降低系统的能耗，从而提高系统的经济性和可靠性。
与传统的手动投切方式相比，电容自动过零投切技术具有很多优势。
自动过零投切可以实时监测系统中的电流和电压波形，准确计算无功功率在何时需要进行补偿，避免了手动操作时可能出现的误差。
自动化投切可以根据系统中的实际运行状况进行动态调整，提高了补偿的准确性和效率。
而且，自动过零投切还可以实现对系统的远程监控和管理，提高了系统运行的便利性。
电容自动过零投切技术是一种先进的电力系统控制技术，通过自动化补偿无功功率，提高了系统的稳定性和经济性。
在未来的电力系统中，这种技术将会得到更广泛的应用，为电力系统的改造和升级提供了重要的技术支持。
希望相关领域的工程技术人员能够深入研究和推广这项技术，为电力系统的发展贡献力量。
第二篇示例：电容自动过零投切是一种电力控制技术，广泛应用于各种电器设备中。
通过控制电容的连接和断开，可以实现对电器设备的电流和功率进行精确控制，提高电器设备的效率和性能。
在传统的电器设备中，电容往往被用来起到储能和滤波的作用。
随着技术的发展和需求的增加，电容的作用不再局限于简单的储能和滤波，而是被应用于更加复杂和精密的电力控制中。
电容自动过零投切就是一种典型的应用。
电容自动过零投切具有以下几个优点：二是提高电器设备的性能。
低压无功补偿电容器投切方式比较分析
电容器投切方式比较分析关键词：静止无功补偿装置静止无功发生器晶闸管开关可控硅开关复合开关近年来，随着对供电质量要求的不断提高和节能降耗的需要，无功补偿装置的使用量快速增长。
随后各种不同无功补偿装置不断研发推出应用，如：静止无功补偿装置SVC、静止无功发生器SVG、晶闸管投切电容装置TSC等。
但由于技术成熟悸或投入大等各种因素影响，目前使用范围最广，投入成本低，最易普及的仍是低压无功补偿装置。
本文仅对目前国内存在的几种类型的低压电容投切装置的性能及优缺点进行分析，供用户和设计人员参考，以达到合理使用、提高企业经济效益、节约资源的效果。
一、性能比较目前，国内的电容投切装置所采用的开关元件可以分为三大类：1、机械式接触器投切电容装置（MSC）接触器投入过程中，电容器的初始电压为零，触点闭合瞬间，绝大多数情况下电压不为零、有时可能处在高峰值（极少为零），因而产生非常大的电流，也就是常说的合闸涌流。
实验表明合闸涌流严重时可达电容器额定电流的50倍。
这不仅影响电容器和接触器的寿命，而且对电网造成冲击，影响其它设备的正常工作。
因此，后来采用串接电抗器和加入限流电阻来抑制涌流，这虽然可以控制合闸涌流在额定电流的20倍以内，但从长期运行情况来看，其故障率仍然非常高，维修费用较高。
总的实践应用反映，其性能如下：优点：价格低，初期投入成本上升少，无漏电流缺点：涌流大，寿命短，故障多，维修费用高2、电子式无触点可控硅投切电容器装置（TSC）可控硅投切电容器，是利用了电子开关反应速度快的特点。
采用过零触发电路，检测当施加到可控硅两端电压为零时，发出触发信号，可控硅导通。
此时电容器的电压与电网电压相等，因此不会产生合闸涌流，解决了接触器合闸涌流的问题。
但是，可控硅在导通运行时，可控硅结间会产生一伏左右的压降，通常15KVAR三角形接法的电容器，额定电流22A，则一个可控硅消耗功率约为22W。
如以一个150KVAR 电容柜来算，运行时可控硅投切装置消耗的功率可达600W，而且都变成热量，使机柜温度升高。
浅析电力系统中电容器无功补偿与电压调整的问题及处理措施
水电工程Һ㊀浅析电力系统中电容器无功补偿与电压调整的问题及处理措施丁向利摘㊀要：就目前我国电力系统而言，电压是我国衡量电力系统质量的重要指标和参数，电力系统当中的设备，在进行设计制造时，均是按照国家标准的额定电压进行设计的，从而保证设备电压和额定电压的偏移值在可控范围内㊂文章针对电力系统中电容器无功补偿与电压调整的问题及处理措施展开探究，并提出一些参考建议，为电力系统行业的发展提供一些技术和理论的支持㊂关键词：电力系统；电容器；无功补偿；电压调整一㊁引言在电力系统的正常运行过程中，电压损耗是十分常见，也是无法避免的问题，存在电压损耗的主要因素，还是由于电力系统当中无功功率在电压当中出现压降，而有功功率在电阻当中存在压降现象㊂通常来说，我国电力系统当中的电阻值通常要比电压数值低很多，也就导致无功功率对于电压损耗的影响较大，而有功功率所产生的电压损耗相对较小㊂在进行电压调整过程中，系统中会存在数量极多的母线或节点，主要是由于本身电压值均不相同，所以电力系统的电压和无功功率以及系统本身有着直接且紧密的联系，如果无功功率的损耗远高于有功功率的损耗，需要对无功功率的电源设置位置进行调整，并安排无功功率补偿措施㊂二㊁无功功率平衡探讨（一）无功平衡关系探究想要达到无功平衡的目的，这需要电力系统无功电源所形成的，电话系统网络无功损耗和对应的无功负荷保持平衡，而无功平衡存在也会产出无功功率的损耗㊂（二）电力系统无功电源对于电力系统中存在的无功电源，不仅包含了同步电机的，还涵盖了静电状态下的无功补偿器㊁电容器和无功发生器等设备㊂上述设备均属于无功电源的一部分，在电力系统当中起着无功补偿的重要作用㊂（三）电力系统当中的无功负荷电力系统在进行无功负荷时，所涉及的设备主要是异步电动机，该电动机具有功率因数较小的优点，同时，在我国电力系统网络负荷工作中，发挥着比重较大的作用㊂三㊁电容器无功补偿措施（一）低压个别补偿这种补偿措施，具体内容是根据每个通电设备的无功需求量进行补偿的，把多台或某一台设备电容器分开，并和用电设备并联，长安形成一套断路器，再通过保护装置㊁控制和电机同时投切活动㊂这种方法的优点，它可以满足设备正常运行时，就可以进行无功补偿的投入，而设备停止工作时，补偿设备也会自动停止并退出，可以有效解决无功倒送的问题㊂同时，还具有占地面积小㊁安装方便㊁配置更换方便㊁投资资金较低㊁维护简单㊁事故率低的优点㊂（二）低压集中补偿这种补偿措施，主要是通过将低压电容和对应的开关与配电变压器进行连接，连接方向和低压母线相同，然后通过无功补偿投切装置，来对这一系统进行控制和保护，在运行过程中，可以依照低压母线无功负荷来进行控制，还能针对电容器开展投切处理㊂这种投切的方式是针对整组设备进行的，整体共同工作和停止，无法针对某一设备进行针对性的工作㊂这种方式的优点在于运行维护工作量小㊁接线简单㊁无功就地处理平衡，能够显著提高配电变压器的利用效率，降低电网在工作过程中所形成的损失，同时，也具有较高的经济价值，是我国当前采取的最常规的无功补偿手段㊂（三）高压集中补偿这种方式是通过并联电容器组，从而直接对变电所６ １０ｋＶ高压母线进行作用，从而达到无功补偿㊂这种方式通常应用于变电站㊁用户离变电站较远㊁地理位置偏僻，在供电线路的末端部位的时候进行应用㊂与此同时，如果使用者本身有一部分高压负荷时，这种方法可以有效降低电力系统自身形成的无功损耗，一定程度上还能起到补偿作用㊂这种方法的优点就在于可以根据复核进行自动投切活动，有较高的补偿效益㊂四㊁电力系统电压调整电压和电力的质量息息相关，也直接反映着电力系统分布状态和无功功率，通过对电力系统的电压进行调整，可以有效保证电力系统的安全稳定运行，并保障电压质量，具体方式可以通过以下几种方式进行调整㊂电压的调整方式有横调压㊁逆调压㊁顺调压这三种，横调压更适合电负荷浮动小的企业，如三班倒类企业；你一条也可以用，用于电网负荷高的阶段电压上线和下线的运行；顺调压是通过对电力系统在电压额定范围内进行调整，从而降低高峰时段的电压值㊂电压调整具体可以通过，对发动机电压进行调压㊁调整变压器的变化㊁对补偿设备进行调压和适当加大导线的横截面积，通过这几种方法也可以有效对电力系统的电压进行调整，保障电力系统安全稳定运行㊂五㊁结语对于电力系统，电容器无功补偿和电压调整措施，可以有效提高电力系统电力输送的质量，保证电压的稳定性，更显著降低了我国在电力资源损耗当中所浪费的成本，极大程度地提高了社会的经济效益㊂参考文献：［１］刘阳．基于电力系统电容器无功补偿与电压调整问题的探讨［Ｊ］．现代国企研究，２０１８（４）：１２２．［２］李艳芸．煤矿电力系统电压无功补偿自动调节探究［Ｊ］．自动化应用，２０１９（２）：９９－１００，１０５．［３］王振河，陈天，咸日常，等．电力电容器常见故障分析及预防措施［Ｊ］．电力电容器与无功补偿，２０２０，ｖ．４１；Ｎｏ．１８８（２）：４８－５２．［４］康童．新颖元启发式智能优化算法及其在电力系统中的应用研究［Ｄ］．长沙：湖南大学，２０１９．作者简介：丁向利，国网河北省电力有限公司邢台供电分公司㊂５７１。
电力系统无功补偿电容的无涌流投切设计
切、 可控硅 控制投切和复合开关控制投切几种方案 ， 具体 如下所 述。 （ ） 械投切 １机 交 流接触 器是最先应 用于低 压电容器 的投切控制 ， 它是一 种传统 的电容器投切 方式 。由于三相 交流 电的相 位互成 １０ ， ２ 。 因此 ， 交流接 触器控 制的电容投切 ， 理论 上不存在最佳操作相位点 （ 即投切瞬时不具 可选择性 ） 。并联 电容器 由交流接触器投切 电网时 ， 由于其相位点是随 机 的 ， 以会 产生 幅值很 大 、 所 频率 很高 的浪涌电流 ， 涌流最大 时可能超 过 １０ 电容器额定 电流 。所 以， ０倍 采用交流接触器 的投切 方式 谐波污染 大 、 护成本 高 、 维 不适 于 频 繁 操 作 。 为 了改善上述的缺 陷， 出现 了专用投切电容器 的接触器 ， 即在接触 器 的主触 头处并联 以带 电阻 的辅助触头 ， 在合 闸时先合上辅 助触头 ， 然 后再合上 主触头 ， 以此减低 浪涌电流。分闸时操作过程相反 ， 先断开主 触头 ， 而后 断开辅 助触头 ， 以此减轻电弧对触头 的损伤 。 上述 措施仅 仅是一种 改 良， 没有从 根本上解 决 问题 ， 涌流 、 电压 过 和谐波 污染依 然存在 ， 电容器 和装置的寿命仍有很大 的影 响 ， 对 所以上 述方式 在低压 电容器投切 领域 的应 用越来越少 。但 由于其投资低 、 控 制简单 ， 以至今在 不少 技术要求低的地方仍在应用 。 所 （） ２ 可控硅控制 投切 随着 电力 电子器件应用 的发展 和普及 ， 发出 了由可控硅 为核心 研 的 晶闸管 开关 （ 固态继 电器） 。其原 理为通 过电压 、 电流过 零检测控 制 电容投切 ， 证在电压零 区附近投 入电容器组 ， 保 从而避免 了合 闸涌流的 产生 ， 而切断 又在 电流过 零时完成 ， 避免暂态 过程的 出现 ， 从功 能上 符
电气自动化中无功补偿技术及其应用
• 140•近年来我国的电气自动化系统随着科学技术的稳定发展取得了大量研究成果，电气自动化设备的应用也让各类技术手段得到了广泛应用。
其中无功补偿技术的作用在于降低电能在电路当中的损耗，并且保障电力系统的自动化水平实现对于电能的充分利用，有效提升电能利用效率。
目前电气自动化设备应用带来的主要问题在于快速跟踪无功补偿和谐波治理的问题更加突出。
由于系统当中经常会出现谐波，且导致负荷稳定性下降，传统的静态无功补偿技术已经无法发挥有效作用，因此动态化的无功补偿技术将成为一种可行的技术途径，根据系统的负荷状态进行快速跟踪，并滤除谐波无功以保障电力系统功能的安全、经济运行。
1 无功补偿技术的特征整体来看无功补偿技术的作用在于满足电力网与负荷端的电压水平，因此会在这些区域设置无功电源，包括调相机、电容器等。
目前异步电动机或是变压器等电感性负荷是无功功率的主要设备，且无功功率一般消耗在异步电动机当中。
在目前的架空供电线路当中也有所涉及。
此时为了补偿供电设备所需的无功功率，会采取无功补偿技术手段来改进用电功率因素，让企业的供用设备保持经济合理运行。
总体而言无功补偿技术的技术意义主要体现在多个方面，包括降低供配电系统损耗提升系统利用率、实现系统电压幅值控制与稳定网络电压等，且在降低谐波电流对供电系统破坏作用方面也具有显著功能。
2 电气自动化中的无功补偿技术2.1 电力负荷功率因素功率因素本身指的是电力网中通过线路或变压器的功率百分数。
在目前的电网运行环节，功率因素一般会维持在比较大的范围内，因此可以考虑通过电力设备的视在功率来对有功功率进行供给，从而降低无功功率的传输减少有功功率产生的损耗情况。
这样一来也能提升地提升用户当中的功率因素并且改进供电设备在电压质量方面的效能。
如果Q 为零，那么功率因数设置为1，因而提升功率因素就是减少用电设备的无功功率。
2.2 并联电容器技术并联电容器在无功补偿方面的作用主要体现在降低电网线损并提升电压质量，该技术手段也具有普遍性。
低压无功补偿电容器投切开关的探讨
低 压 无 功 补偿 电容 器 投 切 开 关 的探 讨
杨 筝’ 程 爱 玲 崔 瑞 卿
（ １ ．黄河水利职业技术学 院 ；２开封 空分 集团有限公司
河南
开封
４ ７ ５ ０ ０ ３）
０ ．引 言
电力电子技术的发展埘电能质量的要求越来越高 ，而电力 电子设备 的增加却 又导致电能质量 日益恶化 ，造成谐波 ，电压波动，三相不平衡 等 电网污染 ，尤其是近年来，由于电网容量的增加 ，对电网需求也与 日
切除。整个 投切过程 是利用 晶闸管 （ 电子开关 ） 反应速度快 、无触点 、
３ ７ ６
现代 企业 教育
ＭＯＤ Ｅ Ｒ Ｎ Ｅ Ｎ Ｔ Ｅ Ｒ Ｐ ＲＩ Ｓ Ｅ Ｅ Ｄ Ｕ Ｃ Ａ Ｔ Ｉ ＯＮ
２ ０ １ ３ 年 ・ １ ０ 月 ・
学 术・ 理 论 现代学模 式探 析
肖永亮 在 《 中国动 画教育 现状分 析》 中提 到 “ ８ ５ ％ 的动画企 业 认为 ，由于 目前教育 的培养 方向 、课程设置 、学 生个人素 质等方 面的
１ ．发展 现 状
传统的无功补偿装 置多采用机械开关 （ 接触器或断路器 ）投切 电 容器 ，它根据无功功率的需求 ，对无 功器件进行投切 和调节 ，尽管 能 达到一定得补偿效果 ，但在投切速 度上跟不上 冲击负荷 的变化 ，切 除 图 １ 接触 器投切 电容
时会产生过电压 ，自身触头易损甚至熔焊 ，噪声 大 ，设备故 障高 ，可
图２ 晶闸管投切 电容 当该装置接受来 自控制器投入电容器 的指令 后在触发 电路检测 到
施加于 晶闸管两端 的电压为零时 ，发 出触发信号 ，晶闸管导通 ，此时
电容器 的电压与 电网的电压相等 ，因此 不存在合 闸涌流 ，完成 电容器 的投入过程 。当该装置接收到来 自控制 器切除 电容 器的指令 后 ，触发
电容自动过零投切
电容自动过零投切
电容自动过零投切是一种电力电子技术，主要用于无功补偿和谐波治理，以提高电力系统的效率和稳定性。
在电力系统中，无功功率的存在会导致电压波动、功率因数下降等问题，而电容自动过零投切技术则能够有效地解决这些问题。
电容自动过零投切的基本原理是在电压过零点时投入或切除电容器，以实现对无功功率的快速补偿。
由于电容器在投入或切除时不会产生暂态过电压或涌流，因此这种技术具有快速、平稳、无冲击等优点。
在实际应用中，电容自动过零投切技术需要配合相应的控制器和电容器组来实现。
控制器通过对电力系统中的电压、电流等参数进行实时监测和分析，计算出需要投入或切除的电容器数量，并发出相应的控制信号。
电容器组则根据控制信号自动进行投入或切除操作，从而实现对无功功率的快速补偿。
电容自动过零投切技术的应用范围非常广泛，包括工业、商业、居民用电等领域。
在工业生产中，电容自动过零投切技术可以提高设备的功率因数，减少能源浪费，提高生产效率；在商业和居民用电中，该技术则可以减少电压波动和谐波干扰，提高电力质量和稳定性。
总之，电容自动过零投切技术是一种重要的电力电子技术，在无功补偿和谐波治理方面发挥着重要作用。
随着电力系统的不断发展和智能化水平的提高，电容自动过零投切技术的应用也将越来越广泛。
快速投切电容电抗器暂态无功补偿的应用
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 211【关键词】受端电网 暂态无功补偿 快速投切电容电抗器随着直流输电工程在电力系统中的比重不断上升，交流受端电网发生故障时产生的电压跌落导致的换流阀换相失败甚至直流输电线路闭锁日益成为电网安全稳定运行的重大隐患。
为进一步提高受端电网动态无功支撑能力，提高电网电压稳定性，需要在系统发生故障时进行暂态无功补偿。
本文中的快速投切电容电抗器自动装置是一种新型的暂态无功补偿方案，这种方法可以利用站内既有电容器、电抗器，实现毫秒级的无功补偿响应，从而在交流系统发生故障时根据软件逻辑策略快速响应出口投切电容器、电抗器，实现暂态无功补偿，提高电网电压稳定性。
1 工程背景随着一系列国家西电东送重点工程的相继投产，南方电网广东珠三角地区电网已成为典型的多回直流集中馈入重负荷受端电网，直流输电输送容量约占最大负荷比例的39%。
为提高电力系统电压稳定性，在交流系统发生故障时能快速发出无功支撑电压，提高直流输电系统的可靠性，进行暂态无功补偿对保障电网安全运行、提高供电可靠性有着重要的现实意义。
传统的在直流换流站接入交流电网站点加装STATCOM 等装置的就近补偿方法补偿效果好，但存在设备投资大、补偿容量小的缺点。
220kV 某变电站地处珠三角西北地区，距多个超高压直流输电馈入点电气距离较近，站内有三台主变，各带三段10kV 母线，每条10kV快速投切电容电抗器暂态无功补偿的应用文/刘雍母线装设4台8000kvar 容量电容器，考虑该站综合条件，利用站内既有无功备用容量，节省投资，决定在该站加装快速投切电容器装置。
2 快速投切电容电抗器装置硬件原理快速投切电容电抗器装置（PCS998S ）为由微机实现的集中式网络智能保护装置，主要用于220kV 及以下电压等级变电站，实现站内和站间的保护和控制功能，实现对动态无功的综合调用，在系统故障时起到一定的电压支撑作用。
关于矿热炉无功补偿的几个问题和解决方案
关于矿热炉无功补偿的几个问题和解决方案矿热炉的供电系统主要是由电炉变压器及短网铜管组成，变压器及短网是一个在大电流状态下工作的系统，其最大电流可达数十万安培。
矿热炉的功率因数低，绝大多数的矿热炉的自然功率因数都在0.7~0.80 之间，三相电极形成的电弧需要从系统吸收大量的无功功率，因此会给电炉的运行带来如下问题。
1) 由于矿热炉长期工作在超载状态，大量无功功率流经电网，降低了电网的电压水平，造成供电系统电压的不稳定，不利于电网的经济运行。
2) 大量无功电流流经变压器和短网，大大降低了变压器的有功出力。
同时也增大了变压器的损耗，降低了变压器及短网输送有功功率的能力，导致单位电耗增加，产能下降。
3) 量无功电流流经变压器和短网，会使导体温升有较大幅度的增加，这一方面使导体的电抗增大而致损耗增加。
另一方面，温升还会加速短网的结垢、锈蚀，从而降低短网的使用寿命。
此外，温升还会加速变压器的绝缘老化，使变压器的寿命降低。
4) 矿热炉工作时，大量的无功电流流经布置长短不等的短网，会加剧三相功率的不平衡，功率的不平衡会导致电炉的功率中心与炉膛中心不重合，这会降低坩埚区的容量，使矿热炉达不到设计产量，电耗指标变坏。
从以上几点分析可以看出，对矿热炉进行无功补偿，从而提高功率因数、平衡三相功率，对矿热炉的降耗节能具有极其重要的意义。
常见矿热炉无功补偿方案的分析根据补偿装置和变压器的位置进行划分，目前较常见的补偿方式有高压侧补偿与低压侧补偿两种。
下面我们对这两种补偿方式做一具体分析，针对矿热炉而言，无功的产生主要是由电弧电流引起的。
如在电炉变压器的高压侧进行无功补偿，对改善高压侧的供电状况，提高功率因数是明显的。
但对于降低短网的无功损耗，提高变压器的出力，提高产能却没有任何帮助。
如在低压侧进行补偿，那么大量的无功功率将直接由补偿电容器提供，无功电流直接经低压补偿电容和电弧形成回路。
而不再经过补偿点前的短网、变压器及高压供电回路，在提高功率因数的同时，降低了变压器及短网的无功消耗，还可提高电炉变压器的有功功率输出，从而提高电炉的产能，提高产品的质量，降低单位电耗，降低原料的消耗等。
配电线路无功补偿投切方式效果比较的理论分析
根据已有的理论计算 。 单点补偿的最佳补偿度为 ６． 即 ２３ ｏ ６ ％， ／ Ｑ 。按照电压投切的布点方式 ， ７ 补偿位 置 Ｃ 应 该在 ２３ 。 。补 偿 前 后 的无 功潮 流 分 布 如 ／Ｌ 处
作者简 介 ： 东明（９３ ）女 ， 谭 １８一 ， 博士 ， 事农村 配电网无功优 从
化 方 面 的研 究 。
２１ 年 第 ４ ０１ 期
谭 东明等 ： 配电线路无功补偿投切 方式效果比较的理论分析
８ ３
代人 Ｑ＝ ／ ｏ Ｌ＝ ／Ｌ 得到 ， ２３Ｑ ，ＩＩ３ ０
＾
【 －Ｚ Ｊｌ－） １ （ＬＱ Ｊ１）ｘＬ－Ｑｚ Ｊ 。 ｘｄｆ１ ＿ ２ 。 Ｌ ｙ ｘ。 ： Ｉ （ 。 － － ・ ｌ （ ） ， ｔ） 一’
前后的无功潮流分布如图 ４ 所示。
从表 １中可 以看 出 。 无论 是单 点补 偿还 是两 点补
偿 ， 电压投切方式下的线损下降率都要 比按功率因 按 数多 ， 而且从图 ２ 图 ４中的 ｃ图可看 出潮流有负值 ， 、
即公式 Ａｕ Ｒ＋ Ｑ ＝Ｐ Ｘ
Ｕｅ
． ．
，
Ｑ是负 值 。
代入 Ｑ＝ ／Ｑ ， ＝ ／ Ｌ 得到， ２ ３ ｏ ２ ３。
ＡＰ － ＝ ２ ７
△
９Ｕ
补 偿 前 总的线 损 为 ：
△ ＝ Ｐ ｒｘ ｄ＝
＾
补偿前总的线损为 ：
△ ｒｘ ｄ＝
／’
线损下降率为：ＰＡ ＇ ， ６． Ａ ／Ｐ ／ ６ ％ ＝ ｝＝ ７ Ｊ
图 ２所 示 。
ｂ
一
ｌ ｑ ： ｏ
电容投切无功补偿原理
电容投切无功补偿原理简介无功功率（reactive power ）：无功功率是按电磁感应原理工作的某个交流供用电设备和交流电源之间的能量交换，这种能量互换的最大值称为无功功率。
这部分能量是用电器工作所必须的，但不能转换为我们所需要的能量，如机械能和热能。
为了形象的描述电源利用的程度，我们提出了功率因数的概念，功率因数就是电路中有用功率和视在功率（电源总功率）的比值。
由此可见，提高电网的功率因数对国民经济发展的重要意义。
功率因数的提高，能使发电设备的容量得到充分利用，减少线路电流和功率损失。
无功补偿原理：通常我们用来提高功率因数的方法就是补偿法。
即采用能够提供无功功率的装置来补偿用电设备所需的无功功率，降低电源的功率损失，提高功率因数，采用电力电容器来补偿用电设备所需无功功率的方法，称为电容无功补偿法。
这是由于理想的电容器在电路里是不消耗电能的，它只是从电源吸收电能转换成电场能，再把电场能转换成电能还给电源，完成它与电源之间的能量互换，因此电容上的功率也是无功功率，它的无功功率是由于电容上的电流I超前电压90°引起的，而我们的用电设备大多数都是感性负载，其工作时由于电流滞后引起的无功功率刚好与电容引起的无功功率相反。
所以我们可以利用电容工作时产生的无功功率来补偿用电设备在工作时消耗的无功功率。
电容投切无功补偿简介：通过以上分析我们知道在电路中接入电容可以为设备提供无功功率，提高功率因数。
由于我们的设备不可能是纯容性或纯感性的，且设备运行的状态也是不可预知的，如开、关机，或开机时不同工作状态所需要的无功功率都不相同。
当补偿器提供的无功功率大于设备所需时，也会对电网造成极大影响。
所以我们需要适时的调整无功功率的补偿来匹配设备所需的无功功率，即电容组投切方式。
电容组投切的时机和数量则由专用控制器决定，而电容组容量一般选择系统额定容量的15%~40%。
电容投切无功补偿装置组成及其技术要点：电容器：选用优质自愈式并联电容器，可按不同容量灵活编码组合，投切级数多，大容量补偿可一次到位。
变电站主变档位调整、电容器投切与电压、无功关系浅析
变电站主变档位调整、电容器投切与电压、无功关系浅析【摘要】通过对变电站无功补偿装置合理的控制和调节可以补偿感性电抗所消耗的无功功率，由于无功补偿减少了无功功率在电网中的流动，因此可以有效降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，同时起到稳定电网电压的作用。
【关键词】电压质量；无功功率；补偿装置；降低损耗电压质量是衡量电能的主要质量指标之一。
电压的稳定不仅对确保电力系统的安全可靠运行和正常生产有着举足轻重的作用，而且对提高电能质量，延长设备的使用寿命也有着十分重要的意义，而无功则是影响电压的一个重要因素。
1 变电站无功与电压的综合控制与调节的主要方式补偿容量不足时的无功功率平衡：进行系统无功功率平衡的前提是保持系统的电压水平正常，否则，系统的电压质量就得不到保证。
在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，还需取得无功功率。
如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。
这种平衡是系统无功功率不足时达到的平衡，是由于系统的电压水平下降，无功功率负荷本身具有的电压调节效应，使全系统的无功功率需求有所下降而达到的。
系统无功功率电源充足时的无功功率平衡：在额定电压下的系统无功功率平衡来装设必要的无功功率补偿装置，其目的是平衡电网的无功功率，改善电网的功率因数，提高系统终端变电站的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。
使用无功自动补偿装置进行就地补偿，可以在实现减少线损的同时，对电压质量起到一定的改善作用。
但是，实践证明由于配变负荷变化大，带来电压波动也大，往往单纯依靠无功补偿并不能很好地解决电压质量问题，因此采取以无功和电压作为二元的控制变量，以“九区图”作为基本的控制算法，进行自动跟踪补偿和自动调压相配合的措施，可实现进一步改善电能质量的目的。
运行控制区域见下图：（1）第1区为电压正常，无功越上限。
电容器在电力系统动态无功补偿中的配置研究考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.下列哪种电容器在电力系统中主要用于动态无功补偿？（）
A.长时间过电压
B.瞬间过电流
C.环境湿度过大
D.频繁的冷热循环
16.在电力系统动态无功补偿中，以下哪些技术可以降低电容器组的运行成本？（）
A.选择高效率的电容器
B.减少电容器组的数量
C.采用智能控制系统
D.增加电容器组的容量
17.电容器组在电力系统中的配置，以下哪些考虑是合理的？（）
A.根据负载特性选择电容器容量
B.电压检测
C.电流检测
D.振动检测
13.电容器在电力系统动态无功补偿中，以下哪些因素影响其补偿效果？（）
A.电容器容量
B.电容器连接方式
C.系统的负载特性
D.环境温度
14.以下哪些措施可以延长电容器在电力系统中的使用寿命？（）
A.避免频繁投切
B.保持电容器清洁
C.控制电容器运行温度
D.适当过补偿
15.以下哪些情况可能导致电容器损坏？（）
10.电容器配置时应根据系统的_______（负载特性/电压水平/环境条件）进行合理设计。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.电容器在电力系统中只能用于静态无功补偿。（×）
2.动态无功补偿可以改善电力系统的电压质量。（√）
3.电容器配置时，数量越多，补偿效果越好。（×）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电容器投切对无功补偿的影响
【摘要】电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。
其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上，能量在两种负荷间相互转换。
因此，电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。
当前，利用投切并联电容器来调节无功补偿已经非常普遍。
【关键词】电容器；无功补偿；投切
在电路中接入电容可以为设备提供无功功率，提高功率因数。
由于我们的设备不可能是纯容性或纯感性的，且设备运行的状态也是不可预知的，如开、关机，或开机时不同工作状态所需要的无功功率都不相同。
当补偿器提供的无功功率大于设备所需时，也会对电网造成极大影响。
所以我们需要适时的调整无功功率的补偿来匹配设备所需的无功功率，即电容组投切方式。
1 无功在供电系统中的影响
1）接在电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的，我们最常见的变压器就是通过磁场才能改变电压并且将能量送出去，电动机才能转动并带动机械负荷。
电容器在交流电网中接通时，在一个周期内的，上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫做容性无功功率。
2）无功功率增大，即供电系统的功率因数降低将会引起：
（1）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。
若设备的功率因数降低，在保证输送同样的有功功率时，无功功率就要增加，这样势必就要在输电线路中传输更大的电流，使得此输电线路上有功功率损耗和电能损耗增大。
（2）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，如变压器、电气设备、导线等容量增大，从而使用户的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。
（3）功率因数过低还将使线路的电压损耗增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其它用电设备的正常运行。
特别在用电高峰季节，功率因数太低会出现大面积地区的电压偏低，将给油田的生产造成很大的损失。
（4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用，因为发电机或变压器都有一定的额定电压、额定电流和额定容量，在正常情况下，这些参数是不容许超过的，若功率因数降低，则有功出力也将随之降低，使设备容量不能得到充分利用。
2 减少无功，提高功率因数的方法
2.1 提高自然功率因数
自然功率因数是指未装设任何补偿装臵的实际功率因数。
提高自然功率因数，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因数提高。
①合理选择用电设备的规格、型号；②防止用电设备轻载运行；③保证用电设备的维修质量；④合理选择变压器的型号、容量。
2.2 人工补偿提高功率因数
并联电容器、并联电抗器、串联电容器、串联电抗器、同步补偿器、TCR、TSC、SR等，目前，在油田变电站中，提高自然功率因数，减少无功，可能性不大，是因为变电站建站初期，设备的选型、设计决定了自然功率因数的提高。
而人工补偿提高功率因数，在不增加投资的情况下，并联电容器是应用最直接、最明显的无功补偿技术方式，也是油田变电站现有条件下，能够做到的。
3 并联电容器补偿
并联电容器是目前国内外应用最为广泛的无功功率补偿装臵，其优点是：投资省，运行经济，结构简单，维护方便，容量可以任意选择，适应性强。
3.1 并联电容器提高功率因数的原理
在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%以上，在电力系统的用户中还存在着大量无功源如轧钢机、电弧炉、电气化铁道等，因此总电流I将滞后电压一个角度，如果将并联电容器与负载并联，则电容器的电流IC将抵消掉一部分电感电流IL使总电流减小，功率因数提高，这就是并联补偿的原理。
并联电容器补偿无功不仅减小了网络的有功损耗，还提高了电网的传送能力和负荷侧的功率因数。
在负荷侧安装并联电容器，不仅能改变网络中的无功分布，提高负荷侧的功率因数，还可以达到调压的目的。
3.2 补偿容量和电容器台数的确定
式中，Qcc为补偿容量；P为平均有功负荷，P=αPc或Wα / t ，Pc为负荷计算得到的有功计算负荷，α为有功负荷系数，Wα为时间t内消耗的电能；tg？准1为补偿前平均功率因数角的正切值；tg？准2为补偿后平均功率因数角的正切值。
3.3 并联电容器组的接线
并联电容器的接线一般可分为△形和Y形。
△形不受三相电容器容抗不平
衡的影响，可补偿不平衡负荷。
但当电容器等发生短路事故时，短路电流大，可选用的继电保护方式少。
采用Y形接线时，不仅设备故障时短路电流较小，继电保护构成也方便，而且设备布臵清晰，但对3n次谐波没有通路，故广泛用于6kV及以上并联电容器组。
4 电容器补偿的投切方式
4.1 变电站常规开关投切
电容器采用开关投切的无功补偿，不能根据无功需求的变化进行自动补偿，导致低谷时段电压偏高电容器无法投入运行，造成较大线损。
4.2 补偿装臵动态投切
实现对电力系统电压和无功补偿的动态控制、提高功率因数有以下意义：
（1）维持监视点的电压水平；
（2）实现系统中无功的最优分配，保证系统的安全经济运行；
（3）提高系统的稳定性。
采用模拟量或微电脑功率因数检测，通过中间继电器（或固态继电器）接通断路器，控制补偿电容器投入或切除。
但存在的很多问题：
（1）会产生很大的合闸涌流和电压闪变，甚至引起系统振荡；
（2）断开弧光大；
（3）补偿电容器及接触器易损坏，一年后90%以上不好用。
4.3 无功自动调节装置
采用特殊的自耦调压器通过调节电容器两端电压来改变无功出力，满足系统对容性无功的要求，达到提高功率因数减少线损的目的。
由电压调节器、微机控制器、电容器三部分组成。
而它的微机控制器是将主变高压侧电流电压按九区图有理分析判断，发出指令自动调节电容器端电压和主变分接开关使功率因数及电压都在合格范围内，并且能够解决低谷时段电压偏高电容器无法投入的问题。
和其他电容器无功补偿投切方式相比有以下优点：
（1）电容器固定接入不分组投切即或有九档输出，容量从100%-36%额定无功容量。
（2）调切过程无过电压和涌流可保证电容器和系统安全运行。
（3）可保证电容器运行在额定电压以下延长电容器使用寿命。
中区供电公司110kV辛四变6kVⅡ段母线采用无功自动调节装置，在电容前串入电压调节器，电压调节范围60%-100%额定电压，容量为2000kVar，电压等级为6kV。
经过现场运行表明：
（1）采用无功自动调节装臵可有效地提高变电站的功率因数，达到0.93以上。
（2）在满足提高功率因数的基础上，也能有效地提高网压水平，降低变压器功率损失和网损，增加了供电系统的输出能力。
5 结论
电力电容器是电力系统无功补偿的手段，运行中并联电容器的容性电流抵消感性电流，使传输元件如变压器、线路中的无功功率响应减少，因而，不仅降低了由于无功的流向而引起的有功损耗，还减少了电压损耗，提高了功率因数。
所以投切并联电容器进行各级电网的无功补偿是电力系统最广泛的应用方法。
【参考文献】
[1]王兆安，杨君，刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].机械工业出版社，1999.
[2]许业清.实用无功功率补偿技术[M].中国科学技术大学出版社，1998.
[3]靳龙章，丁毓山.电网无功补偿实用技术[M].中国水利水电出版社，1997.
[4]电力系统自动化[J].
[5]中国电力[J].
[6]水利电力部.全国供用电规则[S].。