基于无功补偿的效益与应用分析

基于无功补偿的效益与应用分析

摘要加强无功补偿的管理，既给用户提供了稳定、高效的电能，减轻了经济负担，同时也改善了电网的功率因数和电压质量，降低线损，提高电力系统运行的经济性，达到了节约电能的目的。笔者在实际工作中，数次发现无功补偿异常产生的缺陷问题，如对于需手动操作的无功补偿配置，部分客户未能及时有效实施投切操作；现有的智能无功补偿投切装置功效参差不齐，部分厂家生产的设备质量不过关等，从而导致功率因数达不到使用要求。

关键词无功补偿；配电装置系统；应用分析

在电力系统的正常运行中，用电负荷的随机变化或系统运行方式的改变将导致电网中电压损耗发生变化。因此，要严格维持所有用户在任何时刻都在其额定电压下运行是不可能的，也就是说系统运行中各用电点出现电压偏差是不可避免的，但采取一定的措施维持各用电负荷电压在一定的范围内波动是可以做到的。目前，电力系统主要采用这几种措施进行电压调整：1）在发电厂通过自动励磁调节装置实现发电机调压；2）改变变压器变比调压；3）利用无功补偿装置调压；4）在输电线路中串联电容进行补偿调压。

1 无功补偿的效益及趋势分析

目前各种无功和谐波补偿的设备中，用于抑制谐波、补偿无功的方法主要有两类：一类是装设谐波无功补偿装置；另一类是对电力电子装置本身进行改造，使其在实现自身功能的同时不产生谐波，也不消耗无功，或者根据需要对其进行功率因数校正。目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况，存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。10kV电压等级以上的配电电网用户无功需求量很大，有效合理的使用无功补偿与谐波治理装置，对配电网中的无功和谐波进行补偿，不仅可以达到节能降耗的目的，还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。

传统的补偿谐波和无功电流的另一种方法是装设无源滤波器，通常由电力电容器、电抗器和电阻器串并联组合而成，该方法既可补偿谐波，又可补偿无功功率。目前我国常用的无功调节设备仍为机械式并联电抗器、投切电容器，这些静止型调压手段，因调节不连续、响应速度慢，很难满足系统运行方式快速变化时的需求。而另一种调压装置SVC，响应速度很快，但由于呈恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提供所需的无功支持，因此应付突发事件的能力较弱，并且为了抑制谐波，必须装设滤波器，占地面积较大，此外，过多的SVC装置容易引发系统振荡。相比之下，新型无功补偿装置STATCOM则是较为有效的调压手段，它的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定，在电压低时仍能提供较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围内连续调节。

2 并联电容器无功补偿的方式

无功补偿改造技术方案

项目编号：陕西斯瑞工业有限责任公司真空感应中频熔炼炉无功补偿改造项目 编写：王海龙 会审： 审定： 批准： 2013年01月20日

目录1．无功补偿的经济意义 2.公司中频炉的电路分析 3.效益分析 4.中频熔炼电源的改进方案 5.配电室的无功补偿配套方案 6.联系电话

一、无功补偿的原理及经济意义 1.无功补偿的原理 功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.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; 不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率 例如磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在纯感元件中作功时,电流超前于电压90度 电流通过元件中作功时,电流滞后电压90度同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角接近0度，也就是尽可能使电压、电流同相位，使电路呈现纯阻性电路的特性。这样电路中电流最小，那么流过整个闭合回路的电路中的损耗最小，负载的转换效率最高，这就是无功补偿的原理，工厂企业的设备主要是各种电机及感性负载具体分析如下： 电机数学模型 以二相导通星形三相六状态为例，为了便于分析，假定： a)三相绕组完全对称，气隙磁场为方波，定子电流、转子磁场分布皆对称； b)忽略齿槽、换相过程和电枢反应等的影响； c)电枢绕组在定子内表面均匀连续分布； d)磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗。 则三相绕组的电压平衡方程可表示为： (1) 式中：为定子相绕组电压(V)；为定子相绕组电流(A)；

无功补偿控制器及动态补偿装置工作原理

无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，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。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。 一、按投切方式分类： 1．延时投切方式 延时投切方式即人们熟称的”静态”补偿方式。这种投切依靠于传统的接触器的动作，当然用于投切电容的接触器专用的，它具有抑制电容的涌流作用，延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时，电容器造成损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡，这是很危险的。当电网的负荷呈感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，当负荷呈容性时，如过量的补偿装置的控制器，这是电网的电流超前于电压的一个角度，即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。 下面就功率因数型举例说明。当这个物理量满足要求时，如COSΦ超前且》0.98，滞后且》0.95，在这个范围内，此时控制器没有控制信号发出，这时已投入的电容器组不退出，没投入的电容器组也不投入。当检测到COSΦ不满足要求时，如COSΦ滞后且《0.95，那么将一组电容器投入，并继续监测COSΦ如还不满足要求，控制器则延时一段时间（延时时间可整定），再投入一组电容器，直到全部投入为止。当检测到超前信号如COSΦ《0.98，即呈容性载荷时，那么控制器就逐一切除电容器组。要遵循的原则就是：先投入的那组电容器组在切除时就要先切除。如果把延时时间整定为300S，而这套补偿装置有十路电容器组，那么全部投入的时间就为30分钟，切除也这样。在这段时间内无功损失补只能是逐步到位。如果将延时时间整定的很短，或没有设定延时时间，就可能会出现这样的情况。当控制器监测到COSΦ〈0.95，迅速将电容器组逐一投入，而在投

增加无功补偿 提高经济效益(一)

增加无功补偿提高经济效益(一) 摘要：安装新的无功补偿装置，可提高电网功率因数，可减少电能做无用功造成的能源损耗和经济损失，节约能源，提高电网的经济运行效益。 关键词：增加补偿效益 1电力现状 1.1电源现状农四师电力公司霍尔果斯电网内拥有电站6座，总装机14820kW，其中水电站5座，装机容量8820kW，火电站1座，装机容量6000kW。霍尔果斯电网水电站主要分布于霍尔果斯河及格干沟河上，水电装机总容量8820kW，均为无调节能力的径流式电站。 1.2电网现状霍尔果斯电网输电线路电压等级为110kV、35kV。红卡子 一、二、三级电站所发出的电经35kV线路送至62团110kV中心变,输电线路中途开口接入口岸35kV变电所，霍河电站所发出的电经35kV 线路直接送至62团110kV中心变电所。中心变电网呈放射式网络，110kV出线1回，110kV线路由62团110kV变电所至三道河110kV变电所，长30.9km，7回35kV线路贯穿垦区，其中进线二回，出线五回，长180.501km。目前，霍尔果斯垦区电网有110kV变电所2座：62团110kV变电所主变容量为(6300+16000)kVA，三道河110kV变电所主变容量为(6300+16000)kVA。35kV变电所10座，容量共计38950kVA。分别有口岸、61团、63团、65团、66团、68团、可克达拉、糖厂、70团18连、酵母厂35kV变电所。农四师电网在65团变电所与伊犁州电

网联网，联网线路为35kV线路。 2电力负荷预测及功率因数分析 2.1电力负荷预测本工程预测采用年递增率法、电力弹性系数法，预测未来供电发展情况，基准年为2007年，近期水平年为2010年，远期为2015年。霍尔果斯电网2007年最大用电负荷为22.67MW，年供电量为0.84亿KW.H。预测2015年最在负荷62.078MW，年供电量将达到12.4亿KW.H 2.2功率因数分析目前霍尔果斯电网用电负荷增长较快，网损较大、功率因数较低、电压低。据统计到2008年末，霍尔果斯电网的综合网损率高达12%，35kV线路平均功率因数达到0.81，10kV线路平均功率因数达到0.67。主要原因是该电网农业节水灌溉和工业用电负荷增长较快，对电网和用电户的无功补偿装置建设更不上，造成目前该电网的功率因数偏低、电压降大、电能损耗大。 需改善霍尔果斯电网的电能利用率，降低电能损耗，因此要加大该电网的无功补偿装置建设力度和用电户的功率因数管理。霍尔果斯电网供电区内有全国最大的陆路口岸霍尔果斯口岸，供电辖区内主要用电户有：火车站、自来水厂、电视台等重要用户；有农四师重要的工业企业如：南岗建材霍城水泥厂、绿华糖厂、中基番茄酱厂、66团酵母厂、新天葡萄酒厂及各团场的棉花加工厂等。农四师最大的节水灌溉农业区在62团、63团、64团、65团场境内。 因这些用户对无功补偿装置配置不够，而电网现有的无功补偿设施已

并联电容器无功补偿方案

课程设计 并联电容器无功补偿方案设计 指导老师：江宁强 1010190456 尹兆京

目录 1绪论 (2) 1.1引言 (2) 1.2无功补偿的提出 (3) 1.3本文所做的工作 (3) 2无功补偿的认识 (3) 2.1无功补偿装置 (3) 2.2无功补偿方式 (4) 2.3无功补偿装置的选择 (4) 2.4投切开关的选取 (4) 2.5无功补偿的意义 (5) 3电容器无功补偿方式 (5) 3.1串联无功补偿 (5) 3.2并联无功补偿 (6) 3.3确定电容器补偿容量 (6) 4案例分析 (6) 4.1利用并联电容器进行无功功率补偿，对变电站调压 (6) 4.2利用串联电容器，改变线路参数进行调压 (13) 4.3利用并联电容器进行无功功率补偿，提高功率因素 (15) 5总结 (21) 1绪论 1.1引言 随着现代科学技术的发展和国民经济的增长，电力系统发展迅猛，负荷日益增多，供电容量扩大，出现了大规模的联合电力系统。用电负荷的增加，必然要

求电网系统利用率的提高。但由于接入电网的用电设备绝大多数是电感性负荷，自然功率因素低，影响发电机的输出功率; 降低有功功率的输出; 影响变电、输电的供电能力; 降低有功功率的容量; 增加电力系统的电能损耗; 增加输电线路的电压降等。因此，连接到电网中的大多数电器不仅需要有功功率，还需要一定的无功功率。 1.2无功补偿的提出 电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。无功，简单的说就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。电机和变压器中的磁场靠无功电流维持，输电线中的电感也消耗无功，电抗器、荧光灯等所有感性电路全部需要一定的无功功率。为减少电力输送中的损耗，提高电力输送的容量和质量，必须进行无功功率的补偿。 1.3本文所做的工作 主要对变电站并联电容器无功补偿作了简单的分析计算,提出了目前在变电站无功补偿实际应用中计算总容量与分组的方法,本文主要作了以下几个方面的工作: 对无功补偿作了简单的介绍，尤其是电容器无功补偿，选取了相关的案例进行了简单的计算和分析。 2无功补偿的认识 2.1无功补偿装置 变电站中传统的无功补偿装置主要是调相机和静电电容器。随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等相继出现，将其作为投切开关无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。如今所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管投切的无功补偿设备，主要有以下三大类型: 1、具有饱和电抗器的静止无功补偿装置； 2、晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器，这两种装置统称为SVC 3、采用自换相变流技术的静止无功补偿装置——高级静止无功发生器。

无功补偿经济效益分析

无功补偿经济效益分析 一、怎样进行无功补偿 应采取就地平衡的原则，使电网任一时刻无功总出力(含无功补偿)与无功总负荷(含无功总损耗)保持平衡。望奎局已实现了变电所的集中补偿，本文不再涉及，仅就10kV线路，配变与电动机的补偿加以讨论。 (1)10kV配电线路的无功补偿： 在每条10kV配电线路上安装1～2处高压无功自动补偿装置，补偿容量按线路配变总容量的10%掌握。 公用配变容量为40500kV A，需补偿无功容量约为4000kvar，约需资金55万元。经计算，安装一处时，宜将无功自动补偿装置安装在距线路首端的2/3线路长度处。 安装两处时，第一处安装在距线路首端的2/5线路长度处，另一处安装在距线路首端的4/5线路长度处，各处容量为线路总补偿容量的一半。具体安装时，还应考虑便于操作、维护和检修工作等。 (2)配电变压器的无功补偿： 农网的大部分配电变压器昼夜负荷变化较大，许多村屯用电多为居民生活用电，白天及后半夜多数变压器处于轻载或空载状态。我们知道变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗，无功损耗包括空载励磁损耗及漏磁无功损耗。从配电网线损理论计算可知，配电变压器的无功损耗约占配电网总损耗的60%左右。为有效补偿配电变压器本身的无功

功率，避免轻载时功率因数超前，电压升高及节约资金，对容量在200kV A以下的配电变压器按配变容量的5%左右掌握实行静态无功补偿。将补偿装置装设在配变低压出口处，随配变同时投切。对200kV A及以上的配变安装自动跟踪补偿装置。 (3)电动机的无功补偿： 7.5kW及以上投运率高的电动机最好进行无功补偿，为防止出现因过补而产生的谐振过电压，烧毁电动机，应将电动机空载时的功率因数补偿到接近1。因为电动机空载时的无功负荷最小，补偿后满载的电动机功率因数仍为滞后，这样就避免过补偿现象的发生。将低压电容器同设备一起投切，直接补偿设备本身的无功损耗。 ①机械负荷惯性较小的电动机(如风机等)： Qc≈0.9Qo(1) 式中Qc--补偿容量，kvar Qo--电动机空载无功功率，kvar 电动机空载电流可由厂家提供，如无，可参照(2)式确定： Io=2Ie(1-cosφ)A (2) 式中Io--电动机空载电流(A) Ie--电动机额定电流(A) cosφ--电动机额定负荷时功率因数 ②机械负荷惯性较大的电动机(如水泵等)： Qc=(1.3～1.5)Qo (3) ③车间、工厂集中补偿容量可按(4)式确定：

无功补偿的意义及原理

四、无功补偿的意义及原理 人们对有功功率的理解非常容易，而要深刻认识无功功率却并不轻而易举的。在正弦电路中，无功功率的概念是清楚的，而在含有谐波时，至今尚无公认的无功功率定义。但是，对无功功率这一概念的重要性和无功补偿重要性的认识，却是一致的。无功功率应包含对基波无功功率的补偿和对谐波无功功率的补偿。 无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现。而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。不仅大多网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。 无功补偿的作用主要有以下几点： （1）提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗； （2）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线路合适的地点设置动态无功补偿装置，还可以改善输系统的稳定性，提高输电能力； （3）在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。 （一）．无功补偿的物理意义 无功功率只是描述了能量交换的幅度，而并不消耗功率。图中的单相电路就是这

方面的一个例子，其负载为一阻感负载。电阻消耗有功功率，而电感则在一周期内的一部分时间把从电源吸收的能量储存起来，另一部分时间再把储存的能量向电源和负载释放，并不消耗能量。无功功率的大小表示了电源和负载电感之间交换能量的幅度。电源向负载提供这种功率是阻感负载内在的需要，同时也对电源的输出带来一定的影响。 下图是带有阻感负载的三相电路，为了和上图对照，假设u、R、L的参数均和上图相同，且为对称三相电路。这时无功功率的大小当然也表示了电源和负载电感之间能量交换的幅度。无功能量在电源和负载之间来回流动。

无功补偿,现场无功补偿技术升级改造方案

承德建龙低压变压器无功改造节电计算和效益分析 根据现场测试，变压器大小，谐波情况，综合结算各配电室补偿情况如下：

最终确定补偿容量为21920Kvar。 我们选择设计480V电容，运行电压为400V，实际补偿容量为安装容量的0.694，实际补偿容量为： 实际补偿容量=21920×0.694=15212.48Kvar 考虑到设备启停及其他运行情况，补偿量也就在70%左右，实际投入补偿容量为：实际投入补偿容量=15212.48×0.7=10648.736 根据计算标准： 年可节电量=补偿容量×无功经济当量×年运行时间 “补偿容量”为实际投运的补偿容量，单位是kva “年运行时间”按照一年运行333天计算，为8000小时 “无功经济当量”按照国家标准GB12497《三相异步电动机经济运行》中的规定：KQ 为无功经济当量 当电动机直连发电机母线KQ=0.02～0.04 二次变压取KQ=0.05～0.07 三次变压取KQ=0.08～0.10； 这个标准的规定是适用于异步电动机的，当然也可以参照适用于其他无功负荷。 计算结果如下： 我们补偿在变压器二次侧，所以无功经济当量KQ取最小0.05 年可节电量=10648.736×0.05×8000=4259494.4度

综合分析： 一. 每年节约电量4259494.4度 二. 降低线路损耗 三. 无形效益分析： 1通过无功补偿提高功率因数，降低母线电压波动，提高供电质量 2降低总降压变电所的无功补偿和谐波治理压力，为优化主变容量费创造有利条件。 3通过滤除谐波，延长变压器和电机等电气设备使用寿命，防止对全厂电网的污染，提高电气系统稳定性 我公司生产的低压动态滤波补偿装置不但有补偿功能还有滤波功能，可以大幅减少系统谐波。对电器设备有很大的好处，下面介绍一下谐波的危害. 谐波的危害： 1无功补偿柜损坏：不能投切、投切开关烧毁、保险丝烧断、电容炸裂。 原因：是电容对高频的谐波电流呈低阻抗，电容过载；同时谐波电流诱发谐振，电容上产生更大的谐波电流，烧毁无功补偿装置。 2变压器、电缆过热：绝缘损坏、寿命缩短、噪声大、发热严重、降低输电能力 原因：绕组的损耗与频率的平方根成正比，铁芯的损耗与频率的平方成正比，在集肤效应作用下，高频的谐波电流会造成变压器电缆电机等用电设备发热严重；一些整流变压器带载的直流电机、变频器、中频炉等谐波源设备，经常出现变压器仅仅达到50%负荷时，就温度过高；一些冶炼、铸造厂在正常用电 时电缆放炮、变压器烧毁现象也屡见不鲜。 3电机、轴承损坏：电机噪声大、温度高、绕组烧坏、轴承表面损伤 原因：谐波电流加在电机上，导致高频电流和负序电流产生，造成绝缘损坏，电机发热；高频电流通过杂散电容流过轴承，轴干与轴瓦间导电，断续产生火花形成电弧烧蚀表面。

平顶山无功补偿技术方案

技术方案 项目名称：集团尼龙公司 6kV无功补偿设备

1 现场参数采集 6kV Ⅰ母进线柜参数 有功功率P=3.29MW,瞬时值 无功功率Q=2.27Mvar,瞬时值 电流（线）I=375A ,瞬时值会在389A、410A、420A等波动电压（线）U=5.98kV ,瞬时值会在6kV、6.1kV等波动 功率因数cosφ=0.82 6kV Ⅱ母进线柜参数 有功功率P=4.23MW,瞬时值 无功功率Q=2.86Mvar,瞬时值 电流（线）I=510A ,瞬时值会在520A、550A等波动 电压（线）U=6kV ,瞬时值 功率因数cosφ=0.82，瞬时值 6kV 电容器柜参数 无功功率Q=781kvar,瞬时值 额定电流Ic=75A 电压（线）U=6.1kV ,瞬时值 功率因数cosφ=0.82，瞬时值 2 参数计算 6kV Ⅰ母无功功率Q C1为，目标功率因数为cosφ 2=0.99 Qc P = 带入参数计算为：Q C1=1827kvar 即：在目前的负荷有功功率为3290kW时，需要目标功率因数为0.99，成套电容器设备的输出容量应为1827kvar。 根据GB50227-1995的规定电容器设备的过负荷能力 a. 稳态过电流:装置能在方均根据值不超过1.1×1.30In的电流连续运行。 b 稳态过电压:装置的连续运行电压为1.05UN下表现规定的稳态电压下运行相应的时间。 稳态过电压

所以电容器设备的额定电压选择为6.6/ 运用，使系统中存在了大量的谐波源。这些谐波源产生的谐波会对系统的设备造成严重的影响。例如母线电压互感器谐振等。为了使电容器设备的可靠运行并对谐波进行抑制，需要在电容器回路中串联电抗器进行谐波抑制。对本工程的使用中考虑系统中可能存在的谐波源为电力电子组成的六脉三相整流桥，产生的谐波主要是6k ±1次谐波。主要表现为5次、7次谐波，根据GB50227-2008的规定： 对抑制谐波的电抗器已经进行了规定:当谐波为5次级以上时，电抗率易取4.5%～6.0%；所以在系统中串联6%电抗率的电抗器抑制系统谐波。在电抗器串联后，要达到1827kvar 的补偿容量需要的安装容量为： 2121 ( )1U Q Q U k =??-输出安装 U 1—母线电压 U 2—电容器端电压 k —串联电抗器电抗器率 221 2 ()1)6.6( )16%)18276 2078var U Q k Q U k =?-?=?-?=安装输出（（ 考虑到母线上还有一台1800kW 的异步电动机需要投入电网，在异步电动机在稳定负荷运行时，母线上的有功功率为: 12329018005090P P P kW =+=+=总 在1827kvar 的补偿容量投入后的，把参数反带入公式，此功率因数变为： Qc P = 2cos 0.947?= 所以在电动机设备投入后，功率因数仍然满足要求。 考虑工厂的现有情况，在各级补偿点均进行了无功补偿，并且网络内还有发电机设备，所以PCC 的110kV

无功功率补偿投切原理

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。 控制器：选用快速DSP芯片，能够准确快速的检测出电路当前的功率因数，并根据当前功率因数选择合适的电容组数量投入到电路中，或在过补偿时及时投入感性电抗消除影响。 投切开关：触点式：功耗较小，但不适合频繁开启的场合。 晶闸管式：开关频率高，但功耗较高，容易损坏。 复合式：开关时采用晶闸管，导通后切换到触点式，开关频率高，功耗小，但是结构复杂 电抗器（装置中多为感性）：多用在高压系统中，用来消除过补偿功率，滤除谐波。

浅析工厂供配电系统无功补偿的益处

浅析工厂供配电系统无功补偿的益处 文章分析了并联电容器作为无功补偿装置的基本原理以及在工厂供配电系统中的效益和补偿方法，同时介绍了通过选择电气设备和合理运行电气设备来提高自然功率因数的具体节能措施。通过合理选择和运行电气设备以及无功功率补偿提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。 标签：无功补偿；节能；有功功率；无功功率；功率因数 前言 我公司是属于典型的机械加工企业，用电设备以电焊机和拖动机床的感应电动机为主，都是感性负载，所以我公司的自然功率因数很低，达不到有关电力设计规程规定：高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，达不到要求，必须进行人工补偿。此外，变压器本身也是大感性负载需要消耗较多的无功功率，所以系统无功消耗很大，必须进行人工补偿。下面笔者以并联电容器补偿方式为例进行论述。 1 无功补偿的基本原理 在交流电路中，如果是纯电阻电路，电能都转化成了热能，而在通过纯容性或纯感性负载的时候，并不做功，也就是不消耗电能，即为无功功率。当然实际负载一般都是混合性负载，这样电能在通过负载时，就有一部分电能不做功，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。 无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由并联补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。 S1为功率因数改善前的视在功率；S2为功率因数改善后的视在功率 2 无功补偿的效益 2.1 提高功率因数 2.1.1 基本原理 在交流纯电阻电路中，负载中的电流IR与电压U同相位，纯电感负载中的电流IL滞后于电压90°，而纯电容的电流IC则超前于电压90°，如图所示。可

无功补偿的作用与必要性

无功补偿的作用与必要性 ①无功电流的产生与损耗 大家知道，我们的工厂低压配电是通过厂用变将10KV变成400V，然后通过低压配电系统，给用电设备提供电源，驱动动力设备工作的，动力设备多为感性负载。如电动机、电焊机、空调机等。当它投入运行以后，将产生很大的感性电流，这种电流它不做工，是无功电流。由于它的存在，使得在配电网络中及变压器中，流过的电流就是电感电流与电阻电流之和，即I=I R+I L。而变压器的容量是电流乘电压，即S= 3 UI(KVA)。当电压一定时，要使变压器的容量得到充分利用，就必须减小电流，而减小电流的唯一办法，就只能使I L电感电流尽量减少。同时由于I L电感电流的存在使得损耗大量增加，它的损耗大小与I L电感电流的平方成正比，这些损耗在变压器及线路中转变成热量散发，使得变压器及配电设备温度升高。不仅影响设备的利用率，还由于温度过高，破坏设备的绝缘，缩短设备的使用寿命，甚至损坏设备。所以怎样减少电感电流，就成了企业减少能源损耗，设备挖潜增加经济效益与社会效益的必经之路。下面我们以调查东莞某外资企业的情况加以说明： 该企业安装630KVA变压器两台，根据监测结果。补偿前平均功率因数COS=0.71（还不算太低）总输出电流385.5A，总无功功率186KVAR，补偿后平均功率因数COS=0.985，总输出电流只有284A，总无功功率只有34KVAR，从而使：

a) 无功功率下降率为Q=（1-Q2/Q1） ×100%=(1-34/186)×100%=81.72% b) 减少线损率为▲P=［1-( I2/I1) 2］×100%=［1-( 284/385.5) 2］×100%=45.73% 由此可见，投入补偿后明显减少了无功功率提高了功率因数，减少了电流和线损率。 ②优化电能质量 a) 抑制波动负荷和冲击负荷造成的电压波动和电压闪变，滤除高次谐波。 大家知道，投入、切除感性负载时，根据电磁原理，一定会产生操作过电压，这种过电压是由于感性负载电流突变产生的高次谐波形成的，而高次谐波对于电容来说相当于短路状态，所以电容是高次谐波的吸收器。 b) 稳定电网电压 仍以上面提到的企业为例，在投入电容前低压侧系统电压与投入电容后低压侧系统电压对比，投入电容后电压有明显提高： ▲NU=( I1-I2)/ I1×100%= (385.5 -284)/ 385.5×100%=26.33% 由此可见投入电容补偿以后不仅明显提高了功率因数，减少了电流和线损率，电压也相对稳定提高了供电可靠性，并能充分利用配电设备的容量，达到节能降损的预期目标。 ③电容补偿的目的和积极意义

无功补偿原理

有功功率、无功功率及视在功率 [ 解决方案1 ] PostTime： 2008-9-3 16:08:01 国际电工委员会定义： 有功电流与线路电压的乘积称为有功功率（P：常用单位为瓦（W）或千瓦（KW））； 无功电流与线路电压的乘积称为无功功率（Q：常用单位为乏(Var)或千乏（Kvar））； 线路电压与线路电流的乘积称为视在功率（S：常用单位为伏安(VA)或千伏安（KVA）)； 有功功率（P）、无功功率（Q）及视在功率（S）的关系如下图的功率三角形： 功率因数是有功功率与视在功率的比率，俗称力率： cosj =P/S 或写成：P=S·cosj 并联补偿原理 [ 解决方案1 ] PostTime： 2008-9-9 00:42:01 并联补偿电路是在工厂、生活用电、农业用电、电力网与变电站内最常见和具有实用意义的电路，如图4-2。 我们知道感性电路中电流滞后电压相位90°，而容性电路中电流超前电压相位90°，因此容性无功功率与感性无功功率二者正好相差180°。换句话说，如果电容性电抗等于电感性电抗，即X L=X C，此时Q C=Q L，二者正好抵消，电路中没有无功功率。这便是并联无功补偿的基本思路。 当未接电容C时，流过电感L的电流为I L，流过电阻R的电流为I R。电源所供给的电流与I1相等。I1=I R+jI L,此时相位角为j1，功率因数为cosj1。并联接入电容C后，由于电容电流I C与电

感电流I L方向相反（电容电流I C超前电压U90°，而电感电流滞后电压U90°），使电源供给的电流由I1减小为I2，I2=I R+j(I L_I C)，相角由j1减小到j2，功率因数则由cosj1提高到cosj2。 在并联补偿电路中，如果所采用补偿电容的容量正好抵消电感线圈的容量，使电路中电压与电流同相位，此时电路呈电阻性，没有电抗，电感的无功功率正好为电容器的无功功率全部抵消，电源只向负载供应有功功率，此时功率因数cosj =1，这便是完全补偿状态。 无功补偿经济当量 [ 解决方案1 ] PostTime： 2008-9-9 00:42:54 所谓无功补偿经济当量，就是无功补偿后，当电网输送的无功功率减少1千乏时，使电网有功功率损耗降低的千瓦数。 众所周知，线路的有功功率损耗值如式（4-1） 因此减少的有功功率损耗为：

无功补偿安装施工方案

10kV六景线六景街4号公变等47套无功补偿装置改造项目施工方案 批准： 审核： 编制： 广西横县东泰电气工程有限责任公司 年月日

目录 一、工程概况....................................... 错误!未定义书签。 二、施工任务及计划时间............................. 错误!未定义书签。 三、施工组织措施：................................. 错误!未定义书签。 四、施工技术措施：................................. 错误!未定义书签。 五、施工健康、环境保护措施：....................... 错误!未定义书签。

一、工程概况 1、工程名称：10kV六景线六景街4号公变等47套无功补偿装置改造项目 2、项目批文号： 3、工程规模： 1）、六景街4号公变、下甘村1号公变、甲俭村1号公变、甲俭村2号公变等47套无功补偿装置安装。 4、建设单位：横县供电公司 5、施工单位：广西横县东泰电气工程有限责任公司 二、施工任务及计划时间 1、施工计划及任务 三、施工组织措施： 1、组织机构 项目负责人：周伟 施工负责人：陈琳 安全负责人：谢孙荣 技术负责人：蒙瑞团 2、责任分工 项目负责人职责 、受公司委托，代表公司负责履行本工程的施工合同，对本工程项目全面负责。 、贯彻执行国家和上级的有关法律、法规、方针、政策和承包合同的要求，接受业主和监理的有关工程的各项指令，确保工程的质量、安全目标和进度要求的全面实现。 、负责建立和管理项目部机构，组织制定各管理规章制度并贯彻执行，明确各部门的职责范围。 、建立健全质量保证体系和安全监察及文明施工保障体系，并保证其良好运行。

电力电容器的补偿原理精编版

电力电容器的补偿原理公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

1电力电容器的补偿原理 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。这样,电网中的变压器和输电线路的负荷降低,从而输出有功能力增加。在输出一定有功功率的情况下,供电系统的损耗降低。比较起来电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷的最简便、最经济的方法。因此,电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。当前,采用并联电容器作为无功补偿装置已经非常普遍。 2电力电容器补偿的特点 优点 电力电容器无功补偿装置具有安装方便,安装地点增减方便;有功损耗小(仅为额定容量的 %左右);建设周期短;投资小;无旋转部件,运行维护简便;个别电容器组损坏,不影响整个电容器组运行等优点。 缺点 电力电容器无功补偿装置的缺点有:只能进行有级调节,不能进行平滑调节;通风不良,一旦电容器运行温度高于70 ℃时,易发生膨胀爆炸;电压特性不好,对短路稳定性差,切除后有残余电荷;无功补偿精度低,易影响补偿效果;补偿电容器的运行管理困难及电容器安全运行的问题未受到重视等。 3无功补偿方式 高压分散补偿 高压分散补偿实际就是在单台变压器高压侧安装的,用以改善电源电压质量的无功补偿电容器。其主要用于城市高压配电中。 高压集中补偿

高压集中补偿是指将电容器装于变电站或用户降压变电站6 kV～10 kV高压母线的补偿方式;电容器也可装设于用户总配电室低压母线,适用于负荷较集中、离配电母线较近、补偿容量较大的场所,用户本身又有一定的高压负荷时,可减少对电力系统无功的消耗并起到一定的补偿作用。其优点是易于实行自动投切,可合理地提高用户的功率因素,利用率高,投资较少,便于维护,调节方便可避免过补,改善电压质量。但这种补偿方式的补偿经济效益较差。 低压分散补偿 低压分散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安装在用电设备附近,以补偿安装部位前边的所有高低压线路和变压器的无功功率。其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,可减少配电网和变压器中的无功流动从而减少有功损耗;可减少线路的导线截面及变压器的容量,占位小。缺点是利用率低、投资大,对变速运行,正反向运行,点动、堵转、反接制动的电机则不适应。 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符合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,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。 4电容器补偿容量的计算 无功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定,其计算公式如下: QC=p(tgφ1-tgφ2)或是QC=pqc(1) 式中:Qc:补偿电容器容量; P:负荷有功功率; COSφ1:补偿前负荷功率因数; COSφ2:补偿后负荷功率因数; qc:无功功率补偿率,kvar/kw。 5电力电容器的安全运行

低压无功补偿的应用与效益分析

低压无功补偿的应用与效益分析 发表时间：2017-09-19T09:30:56.460Z 来源：《电力设备》2017年第13期作者：王玺[导读] 甚至会导致部分区域无功严重不足，电压作用往往很低，一旦系统遭遇到较大程度的干扰，在电压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。 （国网河北省电力公司任丘市供电分公司河北任丘 062550）摘要：随着国民经济的不断快速发展及人们生活质量水平的日益提高，人们对于电力资源服务、供电的可靠性与质量也相应地提出了更高的要求，由于负荷的反复增加变化与电源的全面涨幅，不仅从行为上改变了当前电力体系的网络组织，也改变了电力系统中的电源布置，致使系统无功分布并不科学，有时，甚至会导致部分区域无功严重不足，电压作用往往很低，一旦系统遭遇到较大程度的干扰，在电 压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。无功补偿能提高系统电压水平，增强电网稳定裕度，降低线损，并由此产生经济效益。为了确保功率因数达到考核指标，保证电网供电的政策运行，无功补偿就显得尤为重要。 关键词：低压无功补偿；应用；效益分析 1电力电网中无功补偿的原因 随着国民经济的快速发展，国内的工业用电和生活用电不断增加，需求的增加对供电系统提出了更高的要求，无功补偿的运用，可以有效地降低电力电网的有功损耗，提高电力电网运行的科学性、经济性。 无功补偿设备可以有效地降低电网中的功率耗损，根据公式I=P/Ucos可知，其中电流与cos成反比，因此，安装无功补偿设备之后可以有效地提高功率因数，线路中的负荷电流降低，进而使有功功率的损耗有所降低，同时还可以减少电网中电压的损失，提高电压的质量，减少客户的电费费用，减少设备投资。 由于无功补偿可以减少无功功率在电网中的流动，降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失，安装无功补偿设备可以有效地降低电力网的损耗。而且无功补偿可以提高功率因数，相对其他节能措施而言，是一项收效快、投资少的降损节能措施，它可以使电力系统少送无功功率，多送有功功率，而且可以在电力系统无功功率不足时，迅速提供无功功率。 2电力电网中无功补偿的使用 ―般无功补偿设备是在用户的负载点或者配电室进行补偿，供电部门会与用户进行协商，鼓励用户在用电处安装无功补偿设备，减少电费支出，进而提高功率因数，使功率因数符合考核标准。相关资料表明，无功功率约有40%是消耗在变压器和电线线路，剩余的则消耗在客户的用电设备中。为此，供电部门要与用户加强沟通，共同做好无功补偿设备的配置，保证电力资源的高效合理使用，减少能源浪费。 2.1无功补偿设备的选定 无功补偿设备的选定要按照合理布局、就地平衡、全面规划的原则。保证电力电网的无功补偿取得最佳的经济效益和社会效益。合理的无功补偿设备容量设定是决定其是否能够实现节能降耗的重要因素，在实际工作中，电力企业首先要根据不同的负荷隋况，以及供电部门的要求确定无功补偿后应该达到的功率因数，然后计算无功补偿设备应具有的实际容量大小。 2.2并联电容器的无功补偿 （1）单独就地补偿 相比其他两种补偿方式，单独就地补偿的补偿范围最大，补偿效果也最好，电力企业一般优先采用这种方式进行补偿。单独就地补偿的电容器组是使用电设备自身的绕组电阻来放电，它是将并联补偿电容器组装在需要进行补偿的用电设备附近，它可以直接补偿安装部位的变压器和所有高低压电线线路的无功功率。 （2）低压集中补偿 低压集中补偿主要用于补偿高压配电线路、电力系统以及车间变电所低压母线前车间变电所的无功功率，可以使用专门的放电电阻或者白炽灯的灯丝进行放电，使用成本较低，运行和维修也比较方便安全。 （3）高压集中补偿 高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6～10kV母线上，因此，这种补偿方式只能补偿6～10kV母线前的所有线路的无功功率，而母线后的电线线路的无功功率得不到有效补偿。 3无功补偿的效益分析 在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接与电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。 3.1节省企业电费开支 提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为在国家电价制度中，从合理利用有限电能触发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。 3.2提高设备的利用率 对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了符合增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不至于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。工业用户合理配置无功补偿，可提高功率因数，提高设备的出力率，降低电费的支出，获得可观的经济效益，同时也能改善电网的功率因数和电压质量，提高电力系统的供电稳定性。 在进行无功补偿设备配置和管理的过程中，坚持集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主，对分散补偿的配置要从实际出发，确保无功补偿之后可以达到功率因数的审核标准。对于供电公司而言，无功补偿设备过于分散，导致企业的设备维护量大，工作难度较大，为此，大多采用变电站集中补偿和配变就地分散补偿相结合的方式。

浅谈无功补偿原理及无功补偿率

浅谈无功补偿原理及无功补偿率 无功补偿原理 电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需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等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。 简介编辑 无功补偿原理 当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。 电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度φ。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的矢量和： 　无功功率为: 有功功率与视在功率的比值为功率因数: cosf=P/S 无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，系统电压下降。故需对其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。根据国家有关规定，高压用户的功率因数应达到0.9以上，低压用户的功率因数应达到0.85以上。 如果选择电容器功率为Qc，则功率因数为： cosφ= P/ (P2 + (QL-Qc)2)1/2 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(tanf1 - tanf2)=P〔(1/cos2f1-1)1/2-(1/cos2f2-1)1/2〕 式中:

浅谈配电网无功补偿及效益分析

浅谈配电网无功补偿及效益分析 电力系统中提高功率因数对整个电力效率及用电设备安全稳定性有着很重要的作用，针对配电网无功补偿提高功率因素问题及效益分析，实现电力节约和设备的安全稳定运行。 标签：无功补偿；矿井配电；效益分析 1 引言 电力系统中很重要的一个经济标准就是功率因数，当用电设备在消耗有功功率的时候，也需要一定的无功功率，功率因数就是指在电力设备消耗有功功率的时候需要的无功功率。电网中在整个电力系统运行的时候需要提供一定的无功功率，此时如果在电网中安装一定的无功补偿的相应的设施、设备，就可以帮助提供在使用中需要的无功功率，从而降低了无功功率在整个电网中的使用，从而就降低了线路等需要输送无功功率所浪费的电能，即无功补偿。这样可以很大程度上提高功率因数，从而节约电能，既简单方便又经济。 2 供电线路损失分析及无功补偿技术 目前，我国输配电网络无功缺乏，备用容量严重不足，无功补偿装置缺少灵活的调节能力，其中由于无功不足原因而产生电压降落、电能传输损耗大、线路输送容量降低和网络稳定性下降等问题表现的尤为突出。矿井和城镇网线供电线路功率因数大都在0.65-0.85之间，大部分380V用电线路动力设备实际功率比额定容量小的特性决定了其功率因素偏低，线损偏高。10kv与380V电网功率因素偏低的主要原因是无功补偿设备集中在变电站10kv侧，只对10kv以上电网具有补偿作用，没有实现无功补偿。380V电网无功投入不足，缺乏可靠的无功补偿设备及合理的补偿方式。无功功率不足，是功率因数低的主要原因，造成10kv 及以下配电网有功功率损失较大。 无功补偿技术的发展经历了从同步调相机→开关投切固定电容→动态投切电容器（SVC）→无功发生器（SVG）的过程。根据结构原理的不同，SVC技术又分为：自饱和电抗器型（SSR）、晶闸管相控电抗器型（TCR）、晶闸管投切电容器型（TSC）、高阻抗变压器型（TCT）和励磁控制的电抗器型（AR）。随着电力电子技术，特别是大功率可关断器件技术的发展，国内外还在研制、开发不同结构类型的静止无功功率发生装置（SVG），但它们尚处在开发及试运行阶段，目前尚未形成商品化，而且SVG尚不具有SVC的能在不平衡情况下运行的优良品质，损耗远大于SVC，在节能效率上远不如SVC。 3 无功补偿的意义 无功补偿是电力网建设和改造的重要组成部分，它是保持供电网络无功平衡，提高电压质量，降低网络损耗的有效措施。煤矿井下以宜采用动态无功补偿