一、無功補償技術(shù)及產(chǎn)品效能

1.無功功率：

電源能量與感性負(fù)載線圈中磁場能量或容性負(fù)載電容中的電場能量之間進行著可逆的能量轉(zhuǎn)換而占有電網(wǎng)容量叫做無功。

2.諧波：

諧波是指電網(wǎng)中非基波（50HZ中國）的其他頻率的電流或電壓。

高次諧波，間諧波；諧波亦屬于無功類別；諧波來源：非線性負(fù)載

3.功率因數(shù)

有功功率與視在功率之比

功率因數(shù)＝位移因數(shù)×畸變因數(shù)

位移因數(shù)：負(fù)載電流與電源電壓的相位差角（負(fù)載阻抗角）的余弦。

畸變因數(shù)：基波有效值與總有效值之比

正弦條件：功率因數(shù)＝負(fù)載阻抗角的余弦。純電阻時為1；

畸變條件：電源正弦，負(fù)載電流畸變時，即使純電阻負(fù)載，功率因數(shù)≠1。如：單相半波整流電路帶電阻負(fù)載

4.無功功率的負(fù)面影響

電壓：感性無功使電壓下降，容性無功可使電壓升高

電流：產(chǎn)生無功電流分量，使視在電流增加

線損：電流有效值增加，導(dǎo)致線路和變壓器等損耗增大，變壓器利用率降低

5.諧波的危害

設(shè)備（如電容器、線路、變壓器等）過流；附加損耗；計量誤差；繼保誤動作；通訊干擾；諧波量過大引起電網(wǎng)振蕩

6.諧波與無功補償?shù)淖饔?/span>

降低視在電流，提高負(fù)載能力；降低線損，節(jié)能；改善不平衡；提高變壓器利用率；穩(wěn)定網(wǎng)壓；改善供電質(zhì)量；功率因數(shù)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。

二、諧波治理與無功補償措施

1.諧波治理無功補償措施

1）LC濾波：單調(diào)諧、雙調(diào)諧

特點：簡單、造價低、容量大、兼有基波容性無功補償能力、易產(chǎn)生諧振、補償支路只能濾單次諧波

2）有源電力濾波器APF：電力電子逆變技術(shù)

特點：復(fù)雜、成本高、容量小、無諧振危險、可同時補償各種諧波

2.無功補償措施

一般情況下，負(fù)載總是感性的，因而所需的補償電流為容性；

1）集中補償：一般在高壓進線位置加補償，補償容量大，點少，投資少，主要解決功率因數(shù)指標(biāo)達(dá)標(biāo)；對低壓網(wǎng)內(nèi)的無功潮流和線損無改善作用。

2）就地補償：補償點靠近負(fù)荷，單機補償容量小，所需補償點多，投資多，可改善無功潮流，降低線損，節(jié)能、增容效果

3．無功補償裝置的分類

1）按補償裝置運動情況分：旋轉(zhuǎn)補償，靜止補償

2）按響應(yīng)時間分：靜態(tài)無功補償，動態(tài)無功補償

具有動態(tài)無功補償性能的靜止無功補償裝置是當(dāng)前無功補償?shù)闹髁髭厔?/span>

4．諧波治理與無功補償裝置的分類

1）固定電容器補償——無功補償

優(yōu)點：簡單，投資少；

缺點：無功補償電流不能隨負(fù)載變化而調(diào)整，

但隨電源電壓同向變化，易發(fā)生諧振

2）固定LC濾波器——諧波濾波

可濾除諧波諧振頻率，對基波呈容性，于靜態(tài)補償

3）接觸器投切電容補償

將電容器分為若干組，用接觸器來選擇投切相應(yīng)的電容器組，實現(xiàn)無功補償量的調(diào)節(jié)。

優(yōu)點：可根據(jù)負(fù)載需要補償

缺點：電流沖擊，投切需要延時過程，噪聲抑制沖擊：串聯(lián)抗浪涌電抗

投切需約30S延時，靜態(tài)補償，屬淘汰產(chǎn)品。

4）新一代復(fù)合開關(guān)投切電容補償（SLFK）

用復(fù)合開關(guān)代替接觸器投切電容器組，實現(xiàn)無功補償量的調(diào)節(jié)。

目標(biāo)：利用晶閘管控制電容投切，運行穩(wěn)定。

優(yōu)點：電流沖擊減小，不發(fā)熱，無耗能，無噪音，屬靜態(tài)補償。

5）晶閘管投切電容補償（TSC）

用晶閘管控制投切電容器組，實現(xiàn)無功補償量的調(diào)節(jié)。因為晶閘管投切速度快（US級），稱“動補”

優(yōu)點：快速動態(tài)調(diào)節(jié)補償量，電流沖擊小，投切延時短，無噪聲

缺點：無諧波抑制能力，但造價比以上投切開關(guān)貴。屬動態(tài)補償。

6）晶閘管投切濾波器補償（TSF）

在TSC補償支路采用LC單調(diào)諧（需要按現(xiàn)場工況設(shè)計），成為TSF裝置，可快速調(diào)節(jié)無功補償量的大小，也為“動補”。

優(yōu)點：快速動態(tài)調(diào)節(jié)補償量，適應(yīng)諧波工況，電流沖擊小，投切延時短，無噪聲

缺點：造價比TSC高

屬動態(tài)補償，考慮諧波因素而專門設(shè)計，技術(shù)已成熟，正在被推廣應(yīng)用

7）有源濾波補償裝置（SVG或APF）

原理：SVG實時檢測無功大小（APF檢測諧波），利用電力電子逆變技術(shù)產(chǎn)生一個與被補償對象大小相等而方向相反的電流，相互抵消，功率因數(shù)可接近1。

優(yōu)點：動態(tài)響應(yīng)更快，可適應(yīng)諧波工況，補償量不受電源電壓影響，無諧振危害，無噪聲，占地面積小

缺點：造價高，自身損耗大

屬動態(tài)補償，推廣應(yīng)用尚有待時日

8）TCR型SVC裝置：TCR＋FC

原理：晶閘管可控電抗器與固定電容器（實際常為5，7，11，13等各次濾波器）配合，利用晶閘管的導(dǎo)通角控制電抗器的電抗量，實現(xiàn)無功的快速動態(tài)調(diào)節(jié)

優(yōu)點：平滑無級差，動態(tài)響應(yīng)快，可適應(yīng)諧波工況

缺點：裝置本身產(chǎn)生諧波

一般應(yīng)用10KV、35KV高壓系統(tǒng)動態(tài)補償，國內(nèi)已開始推廣應(yīng)用

三、現(xiàn)有濾波補償裝置

1、諧波補償

1）LC濾波裝置——以單調(diào)諧、雙調(diào)諧為主，高低壓系統(tǒng)均采用

2）有源濾波器——少量工程應(yīng)用

2、無功補償

1）無功補償——以電容補償為主（TSC、TSF），少量SVG

2）無功補償——靜補為主，TCR逐步推廣，少量STATCOM

3、現(xiàn)有市場TSC裝置的技術(shù)方案

檢測方法：功率因數(shù)、無功功率、無功電流檢測

投切控制：循環(huán)、編碼、微機實時計算，（響應(yīng)時間可達(dá)40MS內(nèi)）

投切開關(guān)：復(fù)合開關(guān)（原則上不屬動補）、固態(tài)繼電器、雙硅反并聯(lián)、一硅一二極管

運行方式：三相共補，分相補償

補償插入：前饋，后饋

投運方式：過零投切，電容預(yù)充電

電流沖擊：可實現(xiàn)無暫態(tài)過程投切

容錯運行：故障支路退出，正常支路運行

保護方案：短路，過流，晶閘管故障，超溫，欠壓，過壓等

建議選擇裝置：

檢測方式：無功電流檢測

投切開關(guān)：雙硅并聯(lián)，或一硅一二極管

響應(yīng)時間：應(yīng)能達(dá)到40MS至100MS以內(nèi)

沖擊電流：盡可能小

特別注意：

在系統(tǒng)含有較多諧波的條件下，應(yīng)特別注意TSC裝置的抗諧波能力。TSC裝置補償支路的電容對諧波具有放大作用：在諧波含量較大時，應(yīng)選擇TSF裝置；TSF裝置補償支路采用LC濾波器，具有一定的諧波吸收能力，但LC參數(shù)設(shè)計必須與現(xiàn)場諧波特征相適應(yīng)。TSF裝置補償支路的投切需要按特殊要求控制，防止發(fā)生振蕩；設(shè)計時應(yīng)注意諧波對TSF裝置對補償支路電容電壓和電感電流的影響；TSF裝置的濾波柜一般需要專門設(shè)計

4、動態(tài)無功補償?shù)陌l(fā)展趨勢

電容器補償方案的特點：

優(yōu)點：簡單，可靠，便宜，自身損耗小

缺點：補償量受電源電壓影響，有諧振危險，容易引起諧波放大，占地大

靜止無功發(fā)生器SVG：

優(yōu)點：補償性能優(yōu)，不受電源電壓影響，無諧振危險，占地小，無諧波放大

缺點：造價高，自身損耗大，補償容量小，

SVG裝置是今后無功補償?shù)陌l(fā)展趨勢

四、工程應(yīng)用經(jīng)驗及注意事項

1.無功補償工程應(yīng)用中出現(xiàn)的技術(shù)問題：

電容器大量損壞；補償量衰減快；欠補和過補時常發(fā)生；設(shè)備投運引發(fā)振蕩；補償裝置投入運行有噪音；電氣著火等惡性事件發(fā)生；

2.工程注意事項：

集中補償和就地補償優(yōu)化結(jié)合；充分了解補償對象的工況、電能品質(zhì)、補償容量需求；根據(jù)補償對象，選擇合適的補償裝置；恰當(dāng)?shù)墓こ淘O(shè)計

3.補償方式及其布局：

根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的分布情況，合理選擇集中補償或就地補償。

選擇原則：

對無功消耗量大的負(fù)荷采用就地補償，避免較大無功電流在線路流動產(chǎn)生較大損耗；有利于降低線損；

對于較分散的小用電負(fù)荷則選擇集中補償，具有較好的經(jīng)濟性；

4.補償裝置的選擇

應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的諧波含量情況，合理選擇TSC裝置或TSF裝置。

選擇原則：

對諧波含量不大的系統(tǒng)，選用TSC裝置可節(jié)約投資；

對諧波含量較大的系統(tǒng)，應(yīng)考慮選擇TSF裝置，防止諧波放大和補償電容器過載損害；

5.補償裝置容量的設(shè)計

滿負(fù)荷時能完全補償，而空載時不發(fā)生過補償現(xiàn)象。

6.高壓無功補償裝置

對于高壓系統(tǒng)來說，根據(jù)高壓系統(tǒng)負(fù)荷特點，目前國內(nèi)仍有靜態(tài)補償和動態(tài)補償兩種不同的方式選擇。

1）靜態(tài)補償方式：

針對負(fù)荷變化不頻繁或波動幅度不大的場合，可選用靜態(tài)補償，如：LC濾波器、真空接觸器（斷路器）投切電容（濾波器）等

注意防止過補償對網(wǎng)壓升高的影響。

2）動態(tài)補償方式：

針對負(fù)荷快速大幅度變化場合，應(yīng)選用動態(tài)補償，如：TCR、STATCOM、低補高等方案；

TCR：國內(nèi)已有多家公司生產(chǎn)，較多應(yīng)用于電弧爐的補償；

TSC：國內(nèi)尚不普及，國外有少量應(yīng)用；

STATCOM：以輸電系統(tǒng)大型工程應(yīng)用為主；

低補高：無技術(shù)障礙，成本因素。

浙江易碩電氣有限公司是專業(yè)從事低壓電力電容器，智能電容器，電抗器，無功補償控制器，無功補償裝置系列的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)為一體的高科技公司。

公司堅持“以科技為動力，以質(zhì)量求發(fā)展”為宗旨，致力打造智能電網(wǎng)專業(yè)服務(wù)領(lǐng)導(dǎo)品牌。公司堅持“以科技為動力，以質(zhì)量求發(fā)展”為宗旨，致力打造智能電網(wǎng)專業(yè)服務(wù)領(lǐng)導(dǎo)品牌。

公司擁有一只高水準(zhǔn)的研發(fā)管理團隊，集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體，專注于智能無功補償、諧波治理、節(jié)能與電能質(zhì)量治理等電力自動化高科技產(chǎn)業(yè)，主要產(chǎn)品有低壓智能電容器、諧波抑制性智能電容器、電力電容器、用電信息采集終端、配變多功能智能配電箱和智能配網(wǎng)等系列。

多年來，我們堅持以“使產(chǎn)品智能化，使服務(wù)貼心化”為使命。易碩電氣本著對社會，對用戶高度的責(zé)任感，堅持走專業(yè)化道路，繼續(xù)創(chuàng)新超越，努力為我國智能電網(wǎng)電力自動化做出更大的貢獻(xiàn)!

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