低压无源滤波无功补偿技术知识讲解
无功补偿原理基础知识详解ppt课件
什么是无功功率
� 从物理概念来解释容性无功功率：由于电容器是贮 藏电场能量的元件，当电容器加上交流电压后，电 压交变时，相应的电场能量也随着变化。当电压增 大，电流及电场能量也就相应加强，此时电容器的 电场能量就将外电源供给的能量以电场能量形式贮 藏起来；当电压减小和电场能量减弱时，电容器把 电场能量释放并输回到外面电路中。交流电容电路 不消耗功率，电路中仅是电源能量与电场能量之间 的往复转换。
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什么是功率因数
� 非正弦电路的功率因数：
P=UI1 cosφ 1
Q=UI1sinφ 1
S=UI
此时非正弦电路功率因数为：λ = P = I1 cosΦ
UI I
1
式中：cosφ 1—基波功率因数 I1—基波电流
I—总电流
由上式可以看出：功率因数是由基波电流相移和电 流波形畸变两个因素决定的。总电流可以看成由三 个分量，基波有功电流、基波无功电流和谐波电流 组成。
� 需要注意的是：若电容器的实际运行电压与 电容器的额定电压不一致，则电容器的实际 补偿容量QC1为
QC1 =⎝⎜⎜⎛UUNCW⎠⎟⎟⎞2QNC
式中：UW—电容器的实际运行电压 UNC—电容器的额定电压 QNC—电容器的额定容量
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电容器直接补偿的危害及防范措施
� 随着电力电子技术的飞跃发展，我国的工矿企业中 大量的使用以晶闸管为主要开关器件的整流及变频 设备，这些设备都是产生大量谐波的发源地。我们 在许多工矿企业中，经常遇到这样的情况，无功功 率补偿装置（电容器直接补偿）投入后，供电设备 中的电器件（包括变压器、电抗器、电容器、自动 开关、接触器、继电器）经常损坏，这就是谐波电 流被电容器直接补偿引起的谐波放大后而造成的。
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无功补偿基础知识经典 ppt课件
电容器无功补偿原理
❖ 电力系统中网络元件的阻抗主要是感性的， 需要容性无功来补偿感性无功。
无功补偿基础知识经典
电容器无功补偿原理
❖ 将电容并入RL电路之后，电路如图（a）所示。该电路电流方程为
IIcIrl
由图（b）的向量图可知，并联电容后U与I的相位差变小了，即供电回 路的功率因数提高了。此时供电电流的相位滞后于电压，这种情况称为 欠补偿。 若电容C的容量过大，使得供电电流的相位超前于电压，这种情况称为 过补偿。其向量图如（c）所示。通常不希望出现过补偿的情况，因为这 样会： （1）引起变压器二次侧电压的升高 （2）容性无功功率在电力线路上传输同样会增加电能损耗 （3）如果供电线路电压因而升高，还会增大电容器本身的功率损耗，使 温升增大，影响电容器使用寿命。
无功补偿基础知识经典
无功补偿的作用
❖ 2．提高变压器的利用率，减少投资 功率因数由cosφ1提高到cosφ2提高变压器利 用率为：
S% S1S 1S210 % 0 1c co o 1 2s s 10 % 0
由此可见，补偿后变压器的利用率比补偿前 提高ΔS%，可以带更多的负荷，减少了输变 电设备的投资。
C
QC 103
3U 2
L
无功补偿基础知识经典
无功补偿容量的确定
❖ 2．就地补偿电容器容量计算
Q c3U NI01 0 30.9
其中 I02 IC1 N co N s 电动机空载电流 式中：ICN —电动机的额定电流A COSN —电动机的自然功率因数
无功补偿基础知识经典
无功补偿容量的确定
❖ 需要注意的是：若电容器的实际运行电压与
无功补偿基础知识经典
谐波的放大和电抗率的关系
❖ 在同一条母线上，有非线性负荷形成的谐波 电流源时（略去电阻），并联电容器装置的 简化模型如图所示：
低压无源滤波无功补偿技术知识
国内研究现状
国内在滤波无功补偿技术方 面也有一定的研究基础，但 相对于国外还有一定的差距
，需要加强研究和创新。
发展趋势
随着新能源、智能电网等领 域的快速发展，滤波无功补 偿技术将朝着更高性能、更 低成本、更智能化的方向发 展。
本文主要研究内容及目标
研究内容
本文将对低压无源滤波无功补偿技术 的原理、设计、仿真和实验等方面进 行深入研究，提出一种新型的无源滤 波无功补偿方案。
由于采用无源元件，无需额外的 电源和控制电路，维护相对方便。
成本低廉
与有源滤波器相比，低压无源滤 波器的成本相对较低，适用于大 多数应用场景。
分类
根据滤波器的结构和功能，低压无 源滤波器可分为单调谐滤波器、双 调谐滤波器和高通滤波器等。
滤波效果有限
受元件参数和滤波器结构的限制，低 压无源滤波器的滤波效果相对有限， 可能无法满足高精度滤波需求。
谐波抑制与滤除
采用无源滤波器对特定次数的谐波进行滤除，降低谐波对系统的影 响。同时，可根据需要配置有源滤波器，实现对谐波的动态抑制。
系统性能提升
通过谐波治理，提高电力系统的电能质量，减少设备损耗，延长设备 使用寿命，提高系统稳定性和可靠性。
电力系统无功优化应用
无功功率平衡
根据电力系统的实时无功需求，通过无功补偿装置进行无功功率 的平衡，提高系统功率因数，降低线损。
石油化工行业
石油化工行业中的大型电机、变频器等设备会产生大量谐波和无功功率。应用该技术可实现谐波治理和无功优化，提 高电能质量，保障设备安全运行。
轨道交通领域
轨道交通领域的牵引供电系统存在严重的负序和谐波问题。通过低压无源滤波无功补偿技术的应用，可 改善供电质量，提高列车运行稳定性。
低压无源滤波无功补偿技术讲课教案
但其明显的缺点是： 1、滤波电抗器和并联补偿电容器的选配不合适时，容易引发谐 振，放大谐波，损坏电容器，降低了补偿回路的可靠性； 2、接入串联滤波电抗器后，会提高低压并联电容器的运行电压， 不但容易加大了功率损耗，而且易造成电容器过电压； 3、由于其无功补偿回路里，电容器普遍采用的三角形连接方式， 即使串联滤波电抗器，但由于其电容和电抗未能组成对各个高次谐 波形成滤波的低阻抗的谐振吸收回路，所以，这种谐振频率在电网 最低次谐波频率以下，在对谐波源的抑制方式上，只有采取以抑制 主要的一个谐波源为主，兼有抑制其它高次谐波为目的，其最多也 只是压制一部分谐波的峰值，而没有有效滤除各次谐波的作用，这 种电容器串联电抗的回路称为失谐滤波回路，主要用于防止谐振， 保护电容器，同时吸收少部分的谐波电流，即使其配置的比较合 适，滤除各次谐波的效果也未必很理想。
2、采用先进的投切开关 3、采用智能型无功控制策略 4、集成综合配电监测功能 5、集成电压监测功能 6、集成在线谐波监测功能 7、通信
四、根据实际情况，确定无功功率补偿方案
1、在有条件的情况下或必需时, 要对拟补偿系统 的电能质量进行测试, 分析和评估。 2、确定补偿装置是否需要配置谐波治理功能(抑制 或吸收)，还是配置普通电容补偿。 3、选取补偿装置需要采用何种控制类型 4、根据使用功能区分，采用何种补偿方式。 5、各种补偿装置的性能及评价 6、无功补偿电容器的选取 ①、并联电容器的选取 ②、无源滤波补偿系统中，滤波电容器的选取
无源滤波的原理与低压并联电容无功补偿的区别
如图1所示，使用电抗器与电容器串联，组成一 个LC串联谐振电路，把该电路并联在电网中，即构 成一个最基本的无源滤波回路。
进入电网
高压电网 低压电网
变流器
进入滤 波回路
低压配电系统无功补偿滤波设计说明共56页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
低压配电系统无功补偿滤波设计说明
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
低压电气-无功补偿基础知识
低压电气-无功补偿基础知识无功补偿基础知识与应用案例一、功率的概念2二、需要无功补偿的原因 2三、无功补偿的一般方法 2四、无功补偿装置的分类 3五、采用无功补偿的优点 5六、无功补偿的应用例子 6一、功率的概念1、视在功率：视在功率是指发电机发出的总功率，其中可以分为有功部分和无功部分。
2、有功功率：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。
3、无功功率：是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
它不对外作功，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。
无功功率不做功，但是要保证有功功率的传导必须先满足电网的无功功率。
二、需要无功补偿的原因在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。
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，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。
但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。
无功补偿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。
三、无功补偿的一般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。
下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。
(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。
低压无功补偿培训
500 7.0 9.0 11.5 14.5 15.5 18.5 23.0 26.0 33.5 38.0 45.0 52.5 65.0
10 15 20 25 30 40 50 60 75 100 125 150 200
电容器控制方式
• 同投同切 接线与控制方式 将电容器接在热继电器与起动接触器之间，较为简单。
增加设备输电能力
S2=P2+Q2 I2=IP2+Iq2 输电线路、变压器的运行是受其最大传输电流限制 的，即运行的电流不能超过其最大额定电流。 当I或S一定时，减少Iq 或Q，可以增加IP 或 P I S I Q I P，这就 是当输电线路、变压器容量一定时，减少无功功率的传 输能增加有功功率的传输，即增加设备出力的原理。
• • • •
异步电动机空载无功功率补偿 变压器空载无功功率补偿 根据实际负荷进行无功补偿 几种补偿方式的比较
异步电动机空载无功功率补偿 也称“随机补偿” （也称“随机补偿”）
• • • •
补偿原理 补偿容量的确定 电容器控制方式 随机补偿的几点说明
无功优化和补偿的原则
根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实 现对其他节点电压的控制； • 根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大 的节点。 • 无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功 相互流动，以提高系统运行的经济性。 • 网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规 定。 •
24小时无功负何变化及补偿容量确定图
注：图(a)表示的是连续24小时实际无功负荷的变化情况。图(b)是将24小时无 功负荷按从小到大的顺序排列的无功负荷图，便于问题的分析。
补偿容量的确定
• 装设二组电容器 • 一般取一组电容器容量较大，用于补偿 正常无功负荷；另一组取较小，用于高峰负 荷叠加补偿或低谷负荷单独补偿。部分负荷 的补偿也可取两组电容器容量相等。 • QC1、QC2取值应使下图阴影部分面积 尽可能小，一般 • 阴影部分面积越小补偿效果越佳。
《无功补偿与滤波》课件
投切开关的选择
投切开关应选择可靠性高、寿 命长、能快速响应的开关，以 保证无功补偿装置的正常运行
。
无功补偿的实现方法与步骤
无功补偿的实现方法
01
无功补偿的实现方法主要有集中补偿、分组补偿和个别补偿三
种。
集中补偿
02
在变电所或配电所的母线上安装电容器组，实现对整个供电区
域的集中补偿。
分组补偿
03
在配电变压器的低压侧或高压侧安装电容器组，实现对特定用
04
无功补偿与滤波的结合 应用
无功补偿与滤波的关联性
无功补偿和滤波都是为了改善电 力系统的电能质量，减少谐波和
无功损耗。
无功补偿装置通常由电容器、电 抗器和控制器组成，而滤波器则 由电容器、电感器和控制器组成
。
无功补偿和滤波在结构上相似， 但作用不同，无功补偿主要提供 无功功率，而滤波主要滤除谐波
《无功补偿与滤波》ppt课件
目录
• 无功补偿技术概述 • 无功补偿原理与实现 • 滤波技术原理与应用 • 无功补偿与滤波的结合应用 • 发展趋势与展望
01
无功补偿技术概述
无功补偿的定功率因数、降低线路损耗、改善电压质量的 技术。
详细描述
无功补偿通过向电力系统注入无功功率，以抵消系统中的无功损耗，从而提高 电力系统的功率因数，降低线路损耗，改善电压质量，提高电力系统的稳定性 和可靠性。
户的分组补偿。
无功补偿的实现方法与步骤
个别补偿
在电动机等用电设备旁边安装电容器，实现对特定设备的个别补 偿。
无功补偿的实现步骤
无功补偿的实现步骤包括需求分析、方案设计、设备选型、安装 调试、运行维护等。
需求分析
根据电力系统的实际情况，分析无功功率的需求和分布情况。
动态无功补偿和滤波技术培训资料
动态无功补偿和滤波技术培训资料一、动态无功补偿技术概述动态无功补偿技术是一种用于电力系统中的无功补偿技术，通过控制无功功率来提高电力系统的功率因素和稳定性。
动态无功补偿技术可以保持电力系统的稳定运行，减少电力系统中的无功功率流动，提高电力系统的运行效率和可靠性。
动态无功补偿技术的主要原理是利用电容器、电感器和功率电子器件等设备，在电力系统中实现动态调节无功功率的目的。
通过对电力系统中的无功功率进行实时监测和控制，可以快速调节电力系统中的无功功率，提高电力系统的功率因素，降低系统的无功损耗，改善电力系统的电压波动和谐波失真问题。
动态无功补偿技术可以广泛应用于电力系统中的高压输变电站、工矿企业、电力用户等领域，对提高电力系统的运行效率和可靠性具有重要意义。
二、动态无功补偿技术的应用1. 电力系统中的动态无功补偿在电力系统中，由于电力设备的运行特性和负载变化等原因，会产生大量的无功功率，影响电力系统的稳定运行。
通过引入动态无功补偿技术，可以有效地调节电力系统中的无功功率，提高电力系统的功率因素，降低系统的无功损耗，改善电力系统的负载均衡和电压波动等问题。
2. 工矿企业中的动态无功补偿在工矿企业中，电力设备的运行对电力系统的功率因素和稳定性有很大影响。
通过使用动态无功补偿技术，可以实现对工矿企业中的无功功率进行快速调节，提高电力系统的功率因素，降低电力系统的无功损耗，降低用电成本，提高生产效率。
3. 电力用户中的动态无功补偿在电力用户中，动态无功补偿技术可以用于对用户端的无功功率进行实时监测和控制，提高电力系统的功率因素，降低电力系统的无功损耗，改善用户侧的电压波动和谐波失真问题，保障电力设备的运行稳定性和可靠性。
三、动态无功补偿技术的关键技术1. 无功功率检测技术动态无功补偿技术的关键是对电力系统中的无功功率进行实时准确的检测和分析。
通过使用先进的无功功率检测装置和技术手段，可以实现对电力系统中的无功功率进行准确监测和分析，为动态无功补偿技术的实施提供可靠的数据和支持。
400V低压配电线路无功功率补偿分析
400V低压配电线路无功功率补偿分析摘要：随着我国改革开放的深入和社会主义市场经济的逐步完善，我国社会进入了一个前所未有的全面发展时期，各类基础设施蓬勃发展，对我国电网的要求逐渐提高，用电负荷也日益增加。
因此，本文结合相关理论，选取电网建设实践中最常见的400V低压配电线路作为研究对象，分析其无功补偿的原理、方式和相关方案，以期找到最理想的解决方案，为相关研究提供相关参考，最终促进我国电网建设的发展，最大限度地利用资源，满足建设节约型社会的要求。
关键词：400V低压配电线；无功率补偿；优化方案前言无功补偿概念源于应用三相交流电路，旨在通过适当的电力设备提高三相交流电路中电力设备的功率因数，从而充分利用电力并满足用户的需要。
无功补偿主要是补偿电力容量和增加电力设备的功率因数。
电力补偿能力是指通过安装各种容量设备稳定电流和正确控制功率因数。
这使得各种电流能够相互转换，感知设备和体积设备能够协同工作，通信线路也能得到不必要的补偿。
本文选择了实践中最常见的400V低压配电线路，分析了相关的无功补偿理论、方法和方案，以减少线损，确保能源资源的有效利用。
1低压配电网无功补偿概述网络中的过大电力负荷可能导致网络功率因数降低，甚至电压不稳定。
此时，为了使电力系统恢复正常运行，将无功补偿装置连接到同一个电路，使电力在两个负荷之间循环，以调节系统的稳定运行。
因此，感应负载所需的无功可由无功装置正确补偿。
适当的无功补偿可以促进低压配电网的经济可靠运行，但也有补偿可能损害电网、增加电网电压、增加电网损坏、降低电压合规率，并可能导致电网运行异常；另一方面，采用大量电子和电气部件可能产生大量谐波，造成谐波污染，并影响系统稳定可靠的运行。
在这种情况下，应添加过滤电路，如无源电力滤波器(PPF)和有源电力滤波器(APF)。
低压配电线路的无功补偿可更有效地将无功转换为有功功率，大大提高有功功率利用率，提高有功功率效率，充分利用电能，使能源资源更好地为公众服务。
无功补偿小知识
无功补偿小知识什么是无功补偿?无功补偿是一种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，改善供电环境的技术。
了解无功补偿，首先要了解几个概念，“有功功率”与“无功功率”与“功率因数”。
什么是有功功率?直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率。
什么是无功功率?无功功率，许多用电设备均是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。
而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。
无功不做任何功，但会占用输变电设备的容量，降低设备利用率。
有功功率，就是设备消耗了的，转化为其他能量的功率。
无功功率，是维持设备运转，但是并不消耗的能量。
无功功率存在于电网与设备之间，是电网和设备不可缺少的能量部分。
什么是功率因数?功率因数：是用来衡量用电设备（如：电网的变压器、传输线路等）的用电效率的数据。
功率因数＝有功功率/视在功率。
cosφ=P/S，功率因数是反映电能中无功电能和有功电能比例关系的指标。
这个指标数值越接近1，意味着电网系统中流动的无功功率越趋近于0，可以降低系统无功功率引起的电能损耗。
无功补偿的作用01改善供电质量采用无功功率补偿来提高功率因数，不但能大量减少线路中因输送无功电流而产生的电能损耗，还能有效地改善和提高末端用户处的电压，提高电气设备的经济运行水平。
所以无功功率补偿在供配电系统中一直是非常重要的环节。
02缩短电力系统的传输距离电力系统传输距离越长，电能损失越大，无功补偿可以减少无功功率的消耗，从而缩短传输距离，减少电能损失。
03优化电力系统的电能质量通过增加无功补偿装置，可以降低电压波动和电流谐波，改善电力系统的电能质量，提高电缆的电气性能。
无功补偿的方法01随机补偿随机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。
《低压无功补偿培训》课件
提高客户满意度。
合作与联盟
03
通过与上下游企业合作，形成产业联盟，共同推动无功补偿技
术的发展和应用。
谢谢
THANKS
投切开关
总结词
控制电容器的投切，实现无功补偿
详细描述
投切开关是低压无功补偿装置中的关键元件，其主要功能是控制电容器的投切。通过自 动或手动操作投切开关，可以实现电容器的接入或退出，从而调整系统的无功功率，提
高功率因数，减少能源浪费。
控制保护装置
总结词
监测装置运行状态，保护元件安全
VS
详细描述
控制保护装置是低压无功补偿装置中的重 要组成部分，其主要功能是监测装置的运 行状态，并在发现异常时及时采取保护措 施。控制保护装置能够预防过电流、过电 压等故障的发生，确保系统元件的安全运 行。
运行环境
考虑低压无功补偿装置的 运行环境，包括温度、湿 度、海拔等因素，以确保 装置的稳定运行。
安装注意事项
安全接地
确保低压无功补偿装置的接地可靠， 防止漏电和电击事故。
安装位置
间距控制
在多台低压无功补偿装置并联使用时 ，应保持适当的间距，以减少相互干 扰。
选择通风良好、温度适宜、便于维护 的位置进行安装。
平衡原则
确保低压无功补偿装置的 配置能够平衡系统的无功 功率，提高功率因数，降 低线损。
可靠性原则
选择稳定可靠的产品，确 保低压无功补偿装置在运 行过程中能够稳定运行， 减少故障率。
选型依据
负载特性
了解负载的无功特性，选 择适合的低压无功补偿装 置类型和规格。
系统电压
根据系统的额定电压和电 压波动范围，选择能够在 该电压范围内正常运行的 低压无功补偿装置。
低压无源滤波补偿组件
下面表2为短路容量(S )为20Mvar和电容器组容量QC为0.1：0.5Mvar时的谐振次数，表3 为QC=500kvar时，不同短路容量Sd为20：80MVA下的谐振次数。 表2 不同电容器组容量下并联谐振次数
6
表3不同母线短路容量下并联谐振次数
从表2、表3可以得出发生并联谐振时，谐振次数与母线短路容量和电容器的关系： ①、电容器的容量增加，使谐振次数向低值移动。 ②、母线短路容量的增加，使谐振次数向高值移动。 根据上面例子分析可得谐振次数和母线短路容量及电容器容量关系：
已超出了下限。如果选择ξ = 0.0413，则当 C 和 L 都下降
2%时，ξ变为 0.0639 ，仍超不出下边界（见表 1） 对高次谐波调谐的滤波器对低次谐波，ξ则为负值，如回路未并低次调谐滤波器，则在一
4
定的条件下可能引起低次谐波谐振，因此，调谐滤波器应对低次谐波进行验算。 而低次谐波滤波器对高次谐波，ξ为正值，不会谐振且有部分滤波作用。因此，为避免投 切滤波器时发生谐振，滤波装置各路滤波器的投切次序： 投人时，应先低次后高次； 切除时，应则先高次后低次。
4、谐波电流谐振特性曲线的各区域 的特性的小结
采用相对单位值表示的谐波电流特性曲线（两组双曲线）可方便、明了、快捷地分析系统 和电容器支路谐波电流随网络参数变化的关系。 按该方法分四个区域，对电网无功补偿和滤波问题进行了分析，并指出： ⑴、在电网没有显著的谐波负荷时电容器不串或仅串小的限涌流电抗时， 由于参量ξ是个较大的负数，且ξ≤0 ，此时电容器支路虽呈容性 ，但只引起系统轻度的 谐波电流放大，电网无功补偿没有谐波谐振问题。 并称特性曲线上ξ＜-2 的区域为自然补偿区。 ⑵、ξ＞1 的区域为滤波补偿区 其特点是为适应电网非线性负荷的剧增，在电容器支路串有足够大的电抗器，使得 因而 ，电容器支路呈感性 。电容器除能正常提供无功容量外，兼有部分滤波功能。 ⑴、－2＜ξ＜－1/2 的区域为谐波电流谐振区。 特别是ξ=-1 时，恰为并联谐振中心点。 在处理电网补偿和滤波谐波问题时应注意电容器支路和电网参数可能引起的谐波谐振或 谐波严重放大的问题。 ⑵、若ξ=0 电容器支路串联谐振 ，是电容器支路全滤波工作点 。 实际上滤波器按偏调谐整定其工作点允许范围便较宽一些。 例如把－0.091＜ξ＜＋0.416 作为滤波器的工作区，可保证谐波过滤率 ≥70.7%。
无功补偿及低压补偿装置原理简介
控制器：根据系统电压和无 功需求，控制电容器投切
熔断器：保护电容器免受过 流损坏
隔离开关：便于维护和检修
低压补偿装置的工作原理
工作原理：通过检测线路中的无功分量，自动投切电容器组进行补偿，提高功率因数和减少线损。 组成部件：包括电流互感器、控制器、电容器组及投切开关等。 控制策略：根据实时检测的线路无功分量，控制电容器组的投切，实现无功补偿。 优点：自动补偿无功功率，提高功率因数，降低线损，稳定电压等。
跨领域合作：无 功补偿及低压补 偿装置的发展涉 及多个领域，需 要加强跨领域合 作，共同推动相 关技术的进步和 应用。
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汇报人：XX
在企业供电系统中的应用
提高电力系统的功率因数，减少无功损耗 稳定企业供电电压，提高供电质量 平衡三相电流，降低线损 改善企业供电环境，提高设备利用率
在节能减排中的应用
减少线路损耗， 提高能源利用率
优化电网运行， 降低运营成本
改善电能质量， 提升供电可靠性
促进可再生能源 并网消纳
在改善电能质量中的应用
无功功率的作用： 无功功率在电力 系统中起着维持 电压水平、保证 电能质量的重要 作用。
无功功率的特点： 无功功率不能远 距离传输，只能 在电力系统的局 部范围内进行交 换和平衡。
无功补偿的原理： 通过在系统中安 装无功补偿装置， 对无功功率进行 就地补偿，减少 无功功率在系统 中的流动，从而 降低线路损耗、 提高电压质量。
低压补偿装置的应用场景
电力系统：用于平衡电力系统中的无功功率，提高功率因数，减少线路损 耗。
工厂配电：在工厂配电系统中，低压补偿装置可对电动机、电焊机等感性 负载进行无功补偿，以降低能耗和提高供电质量。
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流电源、不间断电源、交直流逆变器、 射频发射机、通信交 换机、变频电源。 5、商业建筑和居民区---------照明调光设备、直流电源、不间断 电源、变频电源、家用电器。
二、无源滤波与并联电容无功补偿在原理上区别
产生电力谐波的行业和主要的非线性设备有： 1、钢铁、冶金行业-------电弧炉、精炼炉、直流炉、轧机、中频
炉、高频炉、各种电力电子设备； 2、机械、石油、化工、轻工行业--------轧制机械、变频调速装置、
电解槽、整流器、换流设备、电焊机、感应加热炉； 3、铁道、矿山、水厂行业--------牵引机车、升降机、调速拖动装
三、低压并联电容补偿面临的突出问题
1、传统的低压并联电容无功补偿设备的使用现状： 1、采集单一信号，采用三相电容器，三相共补 传统的低压无功补偿方式适用于负荷主要是三相负载
（电动机）的场合，但如果当前的负载主要为居民用户， 三相负荷很可能不平衡。那么各相无功需量也不同，采用 这种补偿方式会在不同程度上出现过补或欠补。
低压无源滤波无功补偿技术系列培训
之《低压无源滤波无功补偿系统的简要介绍》
主讲人 赵国强
一、前言
谐波、电压瞬间跌落、闪变是目前电能质量的三问 题，而“谐波污染”目前已经成为电网内三大公害之首，
公 用电网谐波是电能质量的一项重要指标，它反映了电力系 统中谐波污染的程度，直接影响到电网和用户电气设备的 正常安全运行。接入电网的各种整流设备和其他谐波源设 备所产生的谐波电流注入电网，使得供电电压正弦波形产 生畸变，电能质量下降的主要原因。
2.2.1、由三相共补到分相补偿，以求达到更理想 的补偿效果；
2.2.2、由单一的无功补偿到同时具有抑制谐波功 能的补偿装置；
2.2.3、从采用交流接触器进行投切，到选用晶闸 管开关电路投切，以及发展为等电压、零电流投切
的最佳投切模式；
3、原因
补偿设备的故障主要表现为电容器因过载失效，严重的甚至发 生燃烧、爆炸等恶性事故。出现上述状况的原因，主要是近几年低 压电网受到谐波污染的现象越来越普遍、越来越严重，如表1所示
1、低压无功补偿的传统模式主要有三种型式：
装于低压电动机的单台电容就地补偿柜； 装于配电变压器低压侧的并联电容集中补偿柜； 装于企业配电房或车间以及高层建筑楼层配电
间的自动补偿柜（如PGJ柜等）。
2、低压并联电容无功补偿的原理，与其无功补偿 的局限性
把具有容性负荷的装置与感性负荷并联接在同一电路,当 容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量;而感性负荷释 放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间 互相交换，这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负 荷输出的无功功率中得到补偿，在用并联电容器进行无功 补偿的供电系统中电网以感抗为主，电容器支路以容抗为 主。在工频条件下，并联电容器的容抗比系统的感抗大得 多可发出无功功率，对电网进行无功补偿。补偿无功功 率，提高电能质量，降低损耗，同时提供配电运行数据。 并联电容器属于恒阻抗元件，在电网电压下降时其输出的 无功电流也下降，因此不利于电网的无功安全。
2.1.2、投切开关多采用交流接触器 其缺点是响应速度较慢，在投切过程中会对电网产生
冲击涌流，使用寿命短。 2.1.3、无功控制策略 控制的物理量多为电压、功率因数、无功电流，投切
方式为：循环投切、编码投切。这种策略没有考虑电压的 平衡关系与区域的无功优化。
2.1.4、通常不具备配电监测功能
2、低压补偿柜的技术改进和新技术应用，归纳起 来主要有以下几方面：
谐波是一个周期量的正弦波分量，其频率为基波频率 的整数倍，谐波的幅值大小和谐波相对于基波的相位关系 都是影响这个周期量的重要因素。
电网中主要的谐波源可分为两大类：
一是含有半导体非线性元件的设备，如各类整流设备、交直流换 流设备、变流器、逆变器、变频器、晶闸管控制器等；
二是含有电弧和铁磁非线性元件的设备，如电弧炉、电焊机、荧 光灯、铁磁谐振等设备。
并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性，在具有谐 波背景的系统中，大量的非线性负荷会产生大量的谐波电 流注入电网，对这些谐波频率而言电网感抗显著增加，而 补偿系统容抗显著减小导致谐波电流大部分流入电容器支 路，若此时电容器的运行电流超过其额定电流的1.3倍时， 电容器将会因过流而产生故障。另外，在接有谐波源负载 的电网上直接连接电容器，会出现多方面的干扰问题，因 为电容器容抗和电网阻抗形成一个并联谐振回路，在谐振 频率下其阻抗达到很高的数值，如果谐波电流频率与并联 谐振频率相同或接近，则导致产生很高的电压降，电网和 电容器支路流过很大的谐波电流，其数值甚至达到原有谐 波电流的数十倍，这种现象称为谐波放大。如果电网中存 在该特定频率的谐波电流源，则该谐波将直接被放大严重 时还会发生并联谐振或串联谐振。系统谐振将导致谐波电 压和电流明显地高于在无谐振情况下出现的谐波电压和电 流，从而大量的破坏电容器。
无源滤波的原理与低压并联电容无功补偿的区别
如图1所示，使用电抗器与电容器串联，组成一 个LC串联谐振电路，把该电路并联在电网中，即构 成一个最基本的无源滤波回路。
在串联谐振状态下，滤波回路的合成阻抗Xs接近于0，因此 可对相关谐波形成“短路”，在谐振频率以下滤波回路呈容， 因此，滤波回路的主要用途是吸收谐波，同时输出容性基波 无功功率以补偿用电回路中的感性无功功率。这就是无源滤 波补偿技术区别于以往的低压并联电容无功补偿技术的根本 原因。
由于大多数用户及设备制造厂没有针对这种变化采取措施，在 设计及元器件选取方面仍采用以前的技术方案，使得低压无功补偿 设备的可靠性和安全性大大降低。表1所示：
Hale Waihona Puke 用电设备电网质量 无功补偿设备 故障原因
以前
多为线性负荷
基本上没有谐波 元器件质量差 制造安装问题
现在
存在大量非线性负荷，主要有：
○电力电子器件，如整流器、变频器、开关电源 ○电弧设备，如电弧冶炼炉、气体放电灯 ○磁饱和设备，如变压器、发电机