无功补偿装置技术及原理

用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
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二、有功与无功的关系
▪ 有功功率常用P表示，无功一般用Q来表示， 功率因数为cosφ,有功与无功有如下关系式 表示：
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三、影响功率因数的因素
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(1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机
等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗
业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
▪
(3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。
▪
当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功
功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％
时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功
率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响
两者缺一不可。无功功率单位为乏(Var)。
▪
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：
▪
cosφ=P/S=P/（P2+Q2）
▪
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在
功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。
这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分
▪ 无功补偿可以收到下列的效益： ▪ ①提高用户的功率因数，从而提高电工设备的利用率； ▪ ②减少电力网络的有功损耗； ▪ ③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改
善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力； ▪ ④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态
无功补偿装置技术及原理
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无功补偿装置技术原理及内容
▪ 无功功率与功率因数 ▪ 有功与无功的关系 ▪ 影响功率因数的因素 ▪ 无功补偿的定义及意义 ▪ 无功补偿常用的方法 ▪ 无功补偿装置 ▪ SVC的发展和意义
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一、无功功率与功率因数
▪ 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，
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。
▪ (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，
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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；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。
送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维 护简单、事故率低等优点。
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▪ (2)低压集中补偿：
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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。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，
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▪ 按投切方式分类:
▪ 1. 延时投切方式
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延时投切方式即人们熟称的“静态”补偿方式。这种投切依靠于
性能，提高输电线的输送能力和稳定性； ▪ ⑤装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形,减小谐波分量和解决
负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起 的附加电能损失和局部过热。
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五、无功补偿的方法
▪ 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。
▪ (1)低压个别补偿:
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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
电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽
可能保持稳定。
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四、无功补偿的定义及意义
▪ 交流电在通过纯电阻的时候，电能都转成了热能，而在通 过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。也就是说没 有消耗电能，即为无功功率。当然实际负载，不可能为纯 容性负载或者纯感性负载，一般都是混合性负载，这样电 流在通过它们的时候，就有部分电能不做功，就是无功功 率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就 要进行无功补偿。 电网中的电力负荷如电动机、变压器 等，大部分属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备 提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器、同步调 相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消耗的部分无功 功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。也即减少无功 功率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功 功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。这种做法称 为无功补偿。
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▪ 电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。无功功率是电 力系统一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要 求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。 同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经 济性。无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简称无功补偿） 设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。因此，无功补偿是电力系统的重 要组成部分，它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。
的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在 异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～ 70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运 行并尽可能提高负载率。
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(2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，
它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企