电力系统中的无功补偿

h
23
在图3中，将电容器组按容量1：1： 1分成三组，每组容量为1000kvar， 可实现电容器组1000kvar、 2000kvar、3000kvar的三档调容。
h
18
(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；
h
19
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。 下图是高尚堡变电站的电容器的一 次原理图。
h
20
图3中，电抗器的作用是并联电容 器组中串联电抗器（组成了谐振 电路）的作用是降低电容器组在 合闸过程中产生的涌流倍数和涌 流频率影响电容器组；能限制操 作过电压，滤除指定的高次谐波， 同时抑制其它次谐波放大。TV是 干式放电线圈，其作用是对残余 电荷放电。
h
21
图3 高尚堡变电站电容器一次原理图
h
6
无功功率补偿的原理是：把具
有容性功率负荷的装置与感性
负荷并联在同一电路，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，容性负荷吸收能量，能量
在两种负荷之间转换。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，这就是无功功率补
偿的原理。
h
7
1、无功功率补偿的方法：
h
11
（2）并联补偿：把电容器直接与 被补偿设备并接于同一电路上，以 提高功率因数。它的作用是：
1）补偿无功功率，提高功率因数； 2）提高设备出力； 3）降低功率损耗和电能损失； 4）改善电压质量。
h
Βιβλιοθήκη Baidu12
3、并联电容器无功补偿的一 般方法
并联电容器无功补偿通常采用 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。
h
4
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：
P有功功率KW
φ
Q 无
功
功
率
S视在功率KVA
kvar
图1 功率相量关系
h
5
由功率三角形可以看出，在一定的有功 功率的情况下，当用电企业cosφ越小， 则说需要的无功功率越大，其视在功率 也越大。为满足用电需要，供电线路和 变压器的容量也越大。这样，不仅增加 供电投资，降低设备利用率，也将增加 线路网损。因此，我们希望对无功功率 进行补偿，使得功率因数增大，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。
h
15
～380V
C
M
M
图2 电容器个别补偿结线
h
16
(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。
h
17
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。
（1）利用过激励的同步电动机：适用 有大功率拖动装置时用。
（2）利用调相机做无功功率电源：宜 装在电力系统的中枢变电站
（3）异步电动机同步化：自身损耗大， 一般不用。
（4）电力电容器补偿装置。
h
8
4、电力电容器补偿装置：
（1）串联补偿：把电容器直接串 联在高压输电线路上，以改善输电 线路参数，降低电压损失，提高其 输送能力，降低线路损耗。一般应 用于高压远距离输电线路上。
h
22
4、电容器容量的选择
在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部 门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值， 然后再计算电容器的安装容量：
Qc = P(tanφ1 - tanφ2) 式中: Qc——电容器的安装容量，单位：千乏 （kvar）； P——系统的有功功率，单位：千瓦 （kW）； tanφ1——补偿前的功率因数角； tanφ2——补偿后的功率因数角。
h
13
(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。
h
14
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 会造成无功倒送。具有投资少、不 会造成无功倒送。小、安装容易、 配置方便灵活、维护简单、事故率 低等优点。
h
9
网络电压损失近似可按照下式计算：
△U=(PR+QX)/U
从上式可以看出影响电压损失的四个 因素：P、Q、R、X。串联电容器是从 补偿电抗的角度来改善系统电压。由 于系统电抗呈感性，而串联电容器的 容抗可以补充一部分系统电抗，补偿 后的系统电压损失可按照下式计算：
h
10
U=PR+Q(XL-XC)/U 采用串联补偿对今后发展特高 压、大功率、长距离输电，改 善系统参数、减小系统电抗提 高系统稳定有一定作用。
电负荷增长过快，去年以来已
有三分之二的省（区、市）出
现了不同程度的缺电甚至拉闸
限电现象，严重影响社会经济
发展和人民生活水平的提高。
所以节约电能是一件具有十分
重要的意义。改善企业用电的
力率（即无功功率补偿）是企
业节约电能的重要手段。
h
3
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。
谈电力系统中的无功补偿
h
1
谈电力系统中的无功补偿
能源是人类社会赖以生存发展 的重要资源。全球人口增长和经济 增长对能源的需求日益加大，长期 过量开采煤炭、石油、天然气这些 常规能源，至使储量正在迅速减少。 随着我国经济的快速增长，能源程 序需求大幅长，能源供需矛盾突出。
h
2
尤其是近两年，全国用电量及