无功功率补偿范文

导语：怎么才干写好一篇无功功率补偿，这就需求搜集收拾更多的材料和文献，欢迎阅览由好用生活网收拾的十篇范文，供你学习。

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要害词：无功补偿；配电体系；电容器

因为现代企业选用很多的感应电动机和变压器等理性负荷，特别是近年来大功率可控硅的运用，供电体系除供应有功功率外，还需供应很多无功功率，使发电和输配电设备的才干不能充分运用，无功功率对供电体系及工厂内部配电体系都有极不良影响，从节省电能和进步电能质量动身，都有必要考虑改进功率因数办法。为此，有必要进步用户的功功率因数，削减对电源体系的无功需求量

1无功补偿的总准则

无功补偿的总准则：全面规划，合理布局，涣散补偿，就地平衡，下降损耗进步质量，满意需求，可靠保证。无功补偿办法制守时，应全面剖析本体系的无功电力需求量，以确认最优的补偿量与最优的补偿办法。

我国在《电力体系电压和无功电力技能导则)中规矩质功补偿与电压调理应按以下准则进行：

1.1整体平衡与部分平衡相结合，即要满意全网的总无功平衡，又要满意分支线的无功平衡。

1.2电力补偿与用户补偿相结合，供电部分在电源点进行补偿与用户自身用电设备进行补偿，两者完结抱负合作。

1.3涣散补偿与会集补偿相合作，以涣散补偿为主。

1.4降损与调压相结合，以降损为主。

2无功补偿设备

无功补偿设备首要有同步调相机，并联电容器，停止补偿器等。

2.1同步调相机

同步调相机也叫同步补偿机，它实践上是接在电网上不带机械负载的同步电动机，专门用来调理电网功率因数或用在长间隔输电线路中进步电压的安稳性，假若疏忽同步补偿机的损耗，按电动机常规写出其电势方程如下，

可见，I超前U90°，纯粹是直轴电流，即I=Id，而且电枢反响磁势起去磁作用。此刻，补偿机从电网汲取超前的无功功率(也能够说成是向电网输出滞后的无功功率)，恰当所以接在电网上的电容。在过励磁运转时，它向体系供应理性无功功率而起无功电源的作用，同步补偿机容量能够很大，而且无功功率易于滑润调理。在需求进步电网功率因数时，调理同步补偿机使其在过励状况下运转，由电网汲取电容性无功功率 (或说成是向电网宣布电理性无功功率)。当电网轻载时，调理同步补偿机使其在欠励状况下运转，由电网汲取电理性无功功率，这就恰当所以在线路中接入了理性负载，然后能够坚持受电端电压不变。因为实践运转的需求和对安稳性的要求，欠励磁最大容量只要过励磁容量的50％-65％，装有主动励磁调理设备的同步补偿机，能依据装设地址电压的数值滑润改动输出(或汲取)无功功率，进行电压调理。有强励磁设备时，体系毛病下能调整体系电压，然后进步体系的安稳性。但因为同步补偿机是旋转机械，运转保护比较杂乱，满负荷时有功功率损耗为额外容量的1.5％―5％，容量越小，百分值越大，所以小容量的每KVA容量出资费用大，故同步补偿机宜大容量运用，在我国一般用在纽带变电所。

2.2停止电容器和停止补偿器

停止电容器一般都选用并联电容器的办法进行人工补偿，电力电容器具有出资省，有功功率损耗小，运转保护便利，毛病规模小，装设容量灵敏，即可会集运用，又可涣散装设来就地供应无功功率，以下降网络电能损耗等长处。为了在运转中调理电容器的功率，可将电容器衔接成若干组，依据负荷的改动，分组投入或切除，可控硅投切型电容器补偿设备就能够完结补偿功率的调理。

电容器的缺点是当通风不良或因电网高次谐波构成电容器过负荷使运转温度过高时，易呈现外壳鼓肚、漏油，乃至爆破和引起火灾。因而，规矩电容器组应独立设室。为便于办理保护，多选用会集固定补偿，若补偿前功率因数为COS，补偿后进步到，则补偿所用电力电容器容量应为kyar

上式是按均匀负荷核算的所需补偿容量，也有按最大负荷PmaxΣ进行核算的。假如按 PmaxΣ核算所需补偿的无功功率Qc，则当P＜ maxΣ,时，将呈现过补偿现象。为了取得较好的补偿作用，按均匀负荷核算是适宜的，防止所选电容过多。补偿电力电容器多接成三角形，因每个电容器的无功容量为Qcl＝ωC1U2，当容量一守时，电压高电容能够小。只要当电容器额外电压低于网络电压时，才考虑接成星形。电容器组还应独自装设操控、保护和放电设备。电容器组的放电设备有必要保证在电容器与电网的联接断开时，放电一分钟后电容器组两头的残压在65V以下，以保证人身安全，一般1000V以上的电容器组用电压互感器作为放电设备。

停止补偿器是近年来的一种动态无功功率补偿设备，它是将电力电容器与电抗器并联起来运用，电容器宣布无功功率，电抗器吸收无功功率，两者结合，再配以恰当的调理设备，能够滑润地改动输出(或吸收)无功功率的停止补偿器，能满意动态无功补偿的需求，与同步补偿机比较，运转保护简略，功率损耗小，能做到分相补偿，以习惯不平衡的负荷改动，关于冲击负荷有较强的习惯性，在我国电力体系中得到了广泛运用。

3无功补偿办法

无功补偿就补偿办法来说分为高压补偿和低压补偿，高压补偿一般是在变电所高压侧进行，对补偿点前端的无功功率进行补偿，对后端的负载及线路起不到补偿作用，低压补偿可直接补偿配电线路和负载的无功功率，补偿作用较为抱负。

3.1高压补偿，高压补偿首要是针对变电所主变压器和一些高压负荷，可会集补偿也可涣散补偿，补偿设备独立设室，保证通风杰出，充分发挥补偿设备的功率。因而应依据负荷的改动，组织、规划好变电所的无功补偿容量，运转中在保证电压合格和无功补偿作用最佳的状况下，尽或许使电容器投切开关的操作次数削减。

3.2低压补偿，低压补偿有会集补偿，涣散补偿和就地补偿。

会集补偿是将电容器装设在用户专用的变电所内，对无功进行一致补偿，对负荷比较会集，间隔变电所近，无功补偿容量较大的场合选用较为适宜。长处是能够补变电所母线、受电线路的无功损耗，负荷改动能对母线电压起必定的调理作用，便于办理、保护、操作及会集操控。缺点是它只削减装设点以上线路和变压器因运送无功功率所构成的损耗，而不能削减用户内部通过低压线路向用电设备运送无功功率所构成的丢失。

涣散补偿是将电容器组按低压配电网的无功负荷散布分组装设在相应的母线上，或许直接与低压干线相衔接，构成低压、电网、内部的多组涣散补偿办法，合适负荷比较涣散的补偿场合。涣散补偿的长处是对涣散的用户，有利于无功负荷的就地平衡，削减配电网络和配电变压器中无功电流的损耗和电压的丢失，使线损显着下降，负荷不变的条件下添加网络的输出容量。缺点是装设的电容器无法分组，则补偿容量无法调整，运转中或许呈现过补偿或欠补偿，补偿设备的运用率较会集补偿办法低，设备涣散，给保护办理带来不便利。

就地补偿是就地补偿用电设备(首要是电动机)所耗费的无功功率，将电容器组直接装在用电设备周围，与用电设备的供电回路并联，以进步供电体系的功率因数，然后取得显着的降损效益。长处是无功电流与邻近的用电设备彼此交流，不流向网络其它点，在网络中无功电流的无功损耗和电压损耗小，被补偿网络最经济，在配电设备不变的状况下可添加网络的供电容量，导线截面可相应削减，习惯性好。缺点是关于电网内共用负荷与会集补偿和涣散补偿比较，补偿相同容量的无功负荷所需的补偿电容器总容量和补偿设备总数量添加，出资增大，补偿设备运用率较低。

4无功补偿容量的装备

变电所设备电容器，其首要作用是补偿变压器的无功损耗及配电线路前段的无功负荷及无功损耗，一起能够进行调压。变电所电容器的补偿容量按主变压器额外容量的10％-15％来装备，依据变电所的负荷性质和调压要求，确认合理的无功补偿容量。

配电线路是电力网的重要组成部分，配电线路上电容器容量的确认，应按

最大极限地下降无功损耗的准则来考虑，要依据无功负荷状况采纳涣散补偿的办法进行补偿。

参阅文献

[1]《工厂供电规划》李宗纲，刘玉林，施慕云，韩春生等著，吉林科学技能出版社.

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要害词：无功功率补偿设备, 功率因数, 补偿办法

中图分类号：TM933文献标识码： A

我公司现有35KV变电站1座，总装机容量63MVA，下设6KV低压配电室7座，其间400V 低压配电室23处。现变电站内基波无功补偿容量为10Mvar，在正常运转进程中无功补偿的投切依据仅依托功率因数进行投切，对无功的糟蹋较大。为改动因为无功的很多糟蹋，构成有功功率的很多丢失，在2003年通过与北京电力科学院电力电子公司的洽谈，在满意补偿我公司炼钢出产进程中发生的理性无功的前提下新上一套容量为60Mvar的无功动态补偿设备，通过近两年的运转经历来看，补偿作用杰出，功率因数目标能够操控在0.85～0.92之间。在此有必要就无功补偿设备的挑选方面做一下简略的介绍,以低压无功补偿设备为例。

众所周知合理的挑选无功补偿设备，能够做到最大极限的削减网络的损耗使电网质量进步，反之如挑选和运用不妥，或许构成供电体系电压动摇，谐波增大和有功功率的很多损耗等许多要素，损害电网的安全运转。

一、低压无功功率补偿设备，一般选用主动补偿办法。按投切办法可进行如下分类：

1、延时投切办法

这种投切依托于传统的接触器动作，当然用于投切电容的接触器是专用。它具有按捺电容的涌流作用。延时投切的意图在于防止电容不断的投切，导致供电体系振动，这一风险状况的呈现。这种补偿办法是通过补偿设备的操控器，检测供电体系的物理量，来决议电容器投切的这个物理量，这种物理量能够是功率因数或无功电流或无功功率，是咱们常用的一种补偿办法。

2、瞬时投切办法

瞬时投切办法是电力电容器材与数字技能归纳的技能结晶。即咱们所说的动态补偿，实践便是在半个周波至1个周波内完结采样核算，在下个周期到来前，操控器现已宣布操控信号了，通过脉冲信号告诉投切履行元件，即晶闸管导通。投切电容器组大约20－30毫秒内完结一个悉数动作，作为一种新的补偿设备有着广泛的运用远景。

其动作原理是当操控器收集到需求补偿的信号宣布一个指令,投入一组或多组电容器的指令此刻由触发脉冲去触发晶闸管导通，相应的电容器组也就并入线路运转。晶闸管的导通条件有必要满意其地点相的电容器端电压为零，以防止涌流构成元件的损坏，也便是说电力电子器材操控的无功投切是无涌流投切；当操控指令吊销时，触发脉冲随即消失，晶闸管零电流天然封闭，关断后的电容器电压为线路电压沟通峰值，有必要由放电电阻赶快放电，以备电容用以投入。用于操控电容器投切的元器材能够用单相晶闸管、并联的双向晶闸管，也可选合适容性负荷的固态接触器。元件的耐压及额外电流要挑选合理。这种补偿办法其最首要的约束要素是用于投切操控的元器材的散热办法及冷却办法。我公司现上无功动态补偿设备的冷却办法选用水冷内循环，各晶闸管的运转温度能够操控在40～50℃之间。

在低压无功功率补偿设备的运用方面，挑选延时速是瞬时的补偿办法。要依电网的状况所定。首要要对所补偿的办法性质有所了解，对负荷较大且改动较快的工况。如电焊机、电动机的办法应选用瞬时的补偿办法；关于相对安稳的负荷可选用延时补偿办法，也可运用瞬时的补偿办法。一般电焊作业时刻均在几秒钟以上。电动机发动也在几秒钟以上。而瞬时补偿的呼应时刻在几十毫秒。按40ms考虑则从40ms到5秒钟之内是一个相对稳态进程，瞬时补偿能完结这一进程。

二、无功功率补偿操控器

无功功率补偿操控器依照采样办法可分为三类，即功率因数型、无功功率型、无功电流型。挑选哪一种物理操控办法实践上便是对无功功率操控器的挑选。操控器是无功补偿设备的指挥体系，是进行采样运算、宣布投切信号、参数设定、丈量、元件保护等功用的一个中心设备。现在对上述所说的三种补偿设备简略的进行一下介绍：

1、功率因数型操控器。

功率因数用cosφ表明，它表明有功功率在线路中所占的份额。当cosφ＝1时，便是阐明线路中没有无功损耗，进步功率因数并削减无功功率和无为有功功率的损耗是这类操控器的最终目标，这种操控办法也是传统的办法，采样操控较易完结。这种采样办法在运转中既要保证体系安稳和无振动现象呈现，又要统筹补偿作用。关于这种补偿办法很重要的一点便是怎么进行参数设定，只能在现场视具体状况将参数整定在一个较好的状况下进行作业，既使参数调整的较好，也无法弥补这种补偿办法自身的缺点，尤其是在负荷较重的环境中，例如：设定投入门限cosφ=0.95,滞后此刻作业环境为重负荷，既使此刻的无功损耗很大。无功缺额很大，再投电容器组也不会呈现过补偿。但cosφ只需不小于0.95，操控器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器投入。故不引荐运用这种补偿办法。

2、无功功率,无功电流型操控器。

这种办法可完善的处理功率因数型的缺点，一个杰出规划的无功型操控器，它是智能化的，有很强的习惯才干，能统筹线路的安稳性、检测和无功补偿的作用，并能对补偿设备进行完善的保护及检测。这种补偿设备可完结如下功用：

四象限操作、主动和手动切换、自辨认各路电容器组的功率，可依据负荷主动调理切换时刻，具有谐波过压报警及保护，可防止线路发生谐振，具有过电压保护、低电流报警，可检测所补偿体系的电压、电流畸变率，显现电容器功率、显现cosφ、U、I、S、P、Q及频率。

由以上功用能够看出其操控功用非常强壮。因为是无功型操控器，也就能够将补偿设备的作用发挥到极至。此刻既使在重负荷的状况，负荷宣布的无功功率现已恰当大，那怕cosφ已到达0.99,滞后也可依据要求再投入一组，使补偿作用到达最佳。

3、动态补偿的操控器

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要害词 无功功率；补偿设备；规划选用

中图分类号TM715 文献标识码A 文章编号 1674-6708,201386-0132-02

0导言

因为电网中很多非线性负载的运用，构成了体系电压升降、电能丢失、功率因数下降、谐波搅扰等问题，严峻危及电力体系的安全经济运转。国家“十二五”规划明确指出，将“依托信息、操控和储能等先进技能，推动智能电网建造”，而电能质量和功率因数是智能电网的重要要素。世界各国对电力用户的用电功率因数都有要求，并按功率因数的凹凸给予奖惩。因而，合理选用无功功率补偿设备对电力体系有着重要的含义。

1 补偿原理

构成功率因数低的首要原因是电网中的理性负荷，其无功电流相位滞后电压90度，因为容性负荷的无功电流相位超前电压90度，与理性无功电流的相位差180度，因而可用容性无功电流抵消理性无功电流，缩小功率因数角。一般状况下，可用电容器来补偿负荷发生的无功电流。电容器价格便宜，易于设备，到现在为止仍是我国首要的无功补偿器材。

2 无功功率补偿办法的挑选

依据投切容量的改动可分为稳态补偿和动态补偿。稳态补偿首要是设备固定容量补偿负载改动相对安稳的补偿办法，多选用并联电容器进行。将电容器组与负载并接，一起投切。长处：出资和线路损耗削减、设备简略、保护简略、毛病率低一级。

动态补偿则依据负载的改动随时切换补偿量进行补偿，动态补偿设备用于急剧改动的冲击负荷，如炼钢炉等，首要由补偿器材电抗器和电容器、操控器、投切开关等组成，操控器收集电网的电压、电流量等参数，进行运算，再依据参数设定值宣布投切指令。投切开关器材首要有一代一般沟通接触器、二代电力电子元件,如晶闸管、绝缘栅双极型晶体管、三代复合开关,将可控硅与接触器并接。电力电子元件操控，运用较广泛 。复合开关具有可控硅过零投切的长处，又具有接触器无功耗的长处，是较先进的操控办法[1-2]。投切开关参数挑选应恪守《低压并联电容器设备运用技能条件》,DL/T 842-2003规范的规矩，不然很易损坏。该规范规矩： 关于半导体开关电器和复合开关电器，额外电流,有用值应不小于2.5倍单组电容器额外电流选取。机械开关电器额外电流额外电流,有用值应不小于2倍单组电容器额外电流选取。

并联电容器设备的设备选型应恪守《并联电容器设备规划规范》GB50227-95的要求，依据电网谐波水平、补偿容量及扩建规划等要素进行确认。

施耐德公司针对低压配电体系中的谐波污染程度的不同，供应了不同的无功补偿计划，依据如下公式挑选：a= Gh /Sn 。a-谐波污染率，Sn-变压器视在功率，Gh-发生谐波设备的视在功率,整流/变频、中/高频、电弧炉、电焊机等[3]。

4定论

无功补偿是电网优质、安全、经济运转的一项重要技能办法。本文要点对电容补偿的容量核算、容量批改、补偿办法挑选进行了讨论，并通过很多的工程验证了实效性，仅供同行们在今后的规划中参阅。

参阅文献

[1]田艳兵.矿山井下供电体系无功功率因数与节能[J].煤矿机械，2010，6.

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要害词：无功功率补偿；电容器；电抗器；调谐型；

中图分类号： TM53 文献标识码： A 文章编号：

引 言

跟着各种电力电子设备等非线性负荷的很多运用，一起用户节能认识的增强和对电能质量问题的日益重视，无功功率补偿设备作为电能质量办理设备，成为电力体系中越来越重要的电气设备。作为低压配电体系中规划比较杂乱的无功功率补偿电容柜，正确的产品规划选型和设备，对进步设备运用寿命，以及节省电能具有重要含义的。

在体系中设备无功补偿设备的必要性和作用

工业出产广泛运用的沟通异步电动机、电焊机、电磁炉等设备都是理性负载，这些理性负载在进行能量转化的进程中，使加在其上的电压超前电流一个视点，这个视点的余弦COS￠叫做功率因数。当功率因数即无功功率很大时，会有以下损害：1增大线路电流，使线路损耗增大，糟蹋电能；2因线路电流增大，一旦输电线路较远，线路上的电压降就大，电压过低就或许影响设备正常运用；3对变压器或许发电机而言，无功功率大，变压器或许发电机输出的电流也大，往往是输出电流已达额外值，这时负荷若再添加就需求多加一台变压器或发电机，糟蹋资源；4月均匀功率因数，工业用户低于0.92，一般用户低于0.9，若低于此项要求，将要被供电办理部分处于不同额度的罚款。

无功补偿的首要作用便是进步功率因数以削减设备容量和功率损耗，安稳电压和进步供电质量，在长间隔输电中进步体系输电安稳性和输电才干以及平衡三相负载的有功和无功功率。设备并联电容器进行无功补偿，可约束无功功率在电网中传输，相应削减了线路的电压损耗，进步了配电网的电压质量，无功补偿应依据分级就地和便于调整电压的准则进行装备。

补偿容量、类型的挑选

一般状况下，规划时可依据变压器容量的20%~40%挑选无功补偿容量。

补偿类型的要害选型依据是体系的谐波污染程度，因为配电体系中非线性负载越来越多的被运用，其带来的谐波污染问题日益严峻，而无功补偿电容器是配电设备中受谐波损害最大的设备之一，谐波不只会构成电容器过载，补偿乏值下降，缩短运用寿命，还或许构成电网谐波，发生严峻的电气事端，别的，不正确的补偿类型挑选还会构成谐波扩展，进一步加重配电网谐波污染程度。因而，有必要依据谐波污染程度挑选正确的无功补偿类型。

首要将配电体系简化，将体系简化为变压器,容量Sn，一切非线性负载总容量,容量Gh，将Gh/Sn的比值，即非线性负载占体系容量的份额作为补偿类型的选型依据：,1当Gh/Sn≤15%时，表明体系谐波污染程度较轻，引荐补偿类型为规范型无功功率补偿。一般400V配电体系选用415V的电容器。,2当15%＜Gh/Sn≤25%时，表明体系谐波污染程度较严峻，引荐补偿类型为过谐型无功功率补偿。过谐型无功功率补偿计划选用比电网高一等级的电容器，如400V配电体系选用450V或480V的电容器。留意，当选用过谐型无功功率补偿电容器时，电容器将降容，降容系数为：K=,Vn/Vr2，Vn为电网电压等级，Vr为电容器规范电压等级。例如：一台480V,30kvar的电容器恰当于一台400V,21kvar的电容器，30kvarX(400/480)2=21kvar。,3当Gh/Sn≥25%时，表明体系谐波污染程度严峻，引荐补偿类型为调谐型无功功率补偿。调谐型无功功率补偿计划由调谐电抗器和过谐型电容器组成。因为调谐补偿计划选用了电抗器与电容器串联，而电抗器与电容器的电压方向正好相反，所以电容器的端电压实践上被抬升。以阻抗比为12%的调谐计划为例，电容器实践端电压Uc=400/(1-12%)=454V,所以有必要选用480V电容器以防止过压。需求留意的是，调谐型和过谐型电容的降容核算有所不同。这儿以电抗器阻抗为12%，要求实践补偿容量为300kVar的调谐补偿计划为例，按单步实践补偿30kVarX10路规划，进程1：核算不考虑串联电抗器时补偿30kvar容量所需的480V电容器容量Q1，Q1*(400/480)2=30kvar,Q1=43.5kvar;进程2：再考虑电抗器，核算出实践补偿30kvar容量所需的480V电容器容量Qc, Qc= Q1*(1-12%)=38.3kvar。成果：本体系按单步30 kvar规划10路，每步电容器为38.3 kVar/480V,电抗器为30 kVar/阻抗12%。,4当Gh/Sn≥50时，主张运用有源滤波设备。

当电抗器所作业的电网中，谐波总畸变率在4%以下，能够只考虑约束电容器投切进程中的合闸涌流，电抗器的电抗率可选：K=(0.1~1)%。当K≤0.1%时，可设备在电容器外壳内。当0.1%《K≤1%时，可选用XD型电抗器。这种电抗器是单相结构，在设备时，留意一，设备在B相的电抗器，进出线次第与A、C相相反，防止彼此影响。留意二，它对3、5次谐波电流略有扩展。

当电抗器所作业的电网中，谐波总畸变率在4%以上，应先通过谐波检测仪表查明该电网的首要谐波含量，然后再合理确认K值。假如电网布景谐波为5次及以上时，这时应装备电抗率为,4.5~7%。一般用电抗率为6%的电抗器。要留意的是，6%的电抗器，按捺5次谐波作用好，但对3次谐波有显着的扩展作用。假如电网本来3次谐波含量就挨近忍受值，就要留意挑选电抗率K违背6%少数。比方选K为4.5%的电抗器对3次谐波扩展细微。

假如，电网布景谐波为3次及以上时，这时应装备电抗率为12%的电抗器。从材料的价格上剖析，在相同电压电流状况下，K值越高，其端电压也越高，电抗器的电抗和电感也大，即K值越高，价格也高些。所以，假如3次、5次、7次及以上谐波含量都超支需求办理时，主张用一部分K为7%的电抗器，用一部分K为12%的电抗器。

保护元件的挑选

当选用断路器作为主保护时，热保护整定值设定：

,11.36In-合适规范型无功功率补偿

,21.5In-合适过谐型无功功率补偿

,31.12~1.31In-合适调谐型无功功率补偿，电抗率越大，系数越小

,4短路保护为10In

当选用熔断器作为主保护时，一般挑选1.5In

支路保护熔断器的挑选

1.6In-合适规范型和过谐型无功功率补偿

1.5In-合适调谐型无功功率补偿

支路保护中不能选用微型断路器，因为微型断路器的分断才干太低，动作时刻也没有熔断器快。

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要害词： 铁路供电体系 功率因数 无功功率补偿

中图分类号：U223文献标识码： A 文章编号：

1. 导言

许多铁路用电设备均是依据电磁感应原理作业的，如配电变压器、电动机等，它们都是依托建立交变磁场才干进行能量的转化和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需求的电功率称为无功功率，因而，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、热能罢了；因而在供用电体系中除了需求有功电源外，还需求无功电源，两者缺一不可。 在功率三角形中,如图1-1所示，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其核算公式为：

cosφ=P/S=P/,P2+Q21/2 ,1-1

图1-1 功率三角形

在铁路电力网的运转中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有用运用的程度，咱们期望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率能够降到最小，视在功率将大部分用来供应有功功率，然后进步电能运送的功率。2. 影响功率因数的首要要素

首要是很多的电理性设备，如铁路机务段、车辆段、联合车库等大型车间中异步电动机、感应电炉、沟通电焊机等设备是无功功率的首要耗费者。据有关的核算，在铁路大型车间所耗费的悉数无功功率中，异步电动机的无功耗费占了60％～70％；而在异步电动机空载时所耗费的无功又占到电动机总无功耗费的60％～70％。所以要改进异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运转并尽或许进步负载率。

其次，变压器耗费的无功功率一般约为其额外容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改进铁路供电体系的功率因数，变压器不该空载运转或长时刻处于低负载运转状况。

再者，供电电压超出规矩规模也会对功率因数构成很大的影响。当供电电压高于额外值的10％时，因为磁路饱满的影响，无功功率将添加得很快，据有关材料核算，当供电电压为额外值的110％时，一般无功将添加35％左右。当供电电压低于额外值时，无功功率也相应削减而使它们的功率因数有所进步。但供电电压下降会影响电气设备的正常作业。所以，应当采纳办法使铁路供电体系的供电电压尽或许坚持安稳。

关于铁路供电体系，输电线路间隔远且高速铁路多为全电缆线路，空载或轻载时线路电容的充电功率是很大的，一般充电功率随电压的平方面急剧添加，巨大的充电功率将增大线路功率和电能损耗以及引起自励磁、工频电压升高，还将增大线路的功率和电能损耗，同期困难等问题。

3. 无功补偿的一般办法

铁路供电体系一般选用的无功补偿办法有3种：低压单个补偿、低压会集补偿、高压会集补偿。下面简略介绍这3种补偿办法的适用规模及运用该种补偿办法的优缺点。

3.1 低压单个补偿:

低压单个补偿便是依据单个用电设备对无功的需求量将单台或多台低压电容器组涣散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过操控、保护设备与电机一起投切。随机补偿适用于补偿单个大容量且接连运转(如大中型异步电动机)的无功耗费，以补励磁无功为主。

低压单个补偿的长处：用电设备运转时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因而不会构成无功倒送。具有出资少、占位小、设备简略、装备便利灵敏、保护简略、事端率低一级长处。 3.2 低压会集补偿：

低压会集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，以无功补偿投切设备作为操控保护设备，依据低压母线上的无功负荷而直接操控电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到滑润的调理。

低压补偿的长处：接线简略、运转保护作业量小，使无功就地平衡，然后进步配变运用率，下降网损，具有较高的经济性，是现在无功补偿中常用的手法之一。

3.3 高压会集补偿：

高压会集补偿是指将并联电容器组直接装在铁路10kV配电所的高压母线上的补偿办法。适用于用户远离变电所或在供电线路的结尾，用户自身又有必定的高压负荷时，能够削减对电力体系无功的耗费并能够起到必定的补偿作用；补偿设备依据负荷的巨细主动投切，然后合理地进步了用户的功率因数，防止功率因数下降导致电费的添加。一起便于运转保护，补偿效益高。

4. 采纳恰当办法，设法进步铁路供电体系天然功率因数

进步天然功率因数是指不需求任何补偿设备出资，仅采纳各种办理上或技能上的手法来削减各种用电设备所耗费的无功功率，这是一种最经济的进步功率因数的办法。

4.1 调整加工工艺，改进设备的作业状况，使电能得到最好的运用

电动机、变压器等电理性负载，励磁无功功率在满载和轻载时改动不大，而轻载时有功功率较小，所以功率因数较低。此刻能够选用小容量电动机替代负荷缺乏的大容量电动机；或许将电动机的定子绕组由Δ形改接成Y形，削减无功功率。还应约束感应电动机空载运转。

4.2 进步异步电动机的检修质量

4.3 合理挑选配电变压器容量，改进配电变压器的运转办法

依据变压器的最佳负荷系数合理选用变压器，将变压器进行替换及调整，在负荷小的时分切除部分变压器，这样能够削减无功功率的需求量，使天然功率因数得到进步。配电变压器易挑选d，yn11接线办法，以消除三次谐波影响，进步电压质量和功率要素。

4.4条件答应时，用平等容量的同步电动机替代感应电动机

5. 无功电源

铁路供电电力体系的无功电源有并联电容器、并联电抗器、停止无功补偿器等，这些设备又称为无功补偿设备。

5.1 并联电容器

通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压，相反于电感中的滞后，可视为向电网宣布无功功率：Q=U2/Xc,5.1-1其间：Q、U、Xc别离为无功功率、电压、电容器容抗。 并联电容器自身功耗很小，装设灵敏，节省出资；由它向体系供应无功用够改进功率因数，削减由发电机供应的无功功率。

5.2 并联电抗器

并联电抗器首要是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。能够通过调整并联电抗器的数量或许改动电抗器铁蕊偏磁调理电感量来调整运转电压。铁路10kV体系首要选用分组式投切电抗器或磁阀式可控电抗器。

磁阀式可控电抗器依据直流偏磁特色能够分为4种操控办法：,1高压自励磁，高压端操控办法。电抗线圈与励磁线圈共用。,2高压自励磁加低压外励磁混合办法。电抗线圈与励磁线圈共用外，加低压外励磁绕组。,3高压外励磁，低压端操控办法。电抗线圈与励磁线圈共用，可控的直流偏磁电流通过阻隔变压器注入高电位的励磁线圈。,4低压外励磁，低压端操控办法。可控的直流偏磁电流直接通过外施电源注入独自的低压励磁线圈。铁路一般选用高压自励磁办法，电抗线圈和励磁线圈共用，通过改动铁心磁导率,原理如图5.2-1所示，完结电抗值的接连可调且呼应时刻短,如图5.2-2图5.2-3所示，其内部为全静态结构，无运动部件，作业可靠性高，不会过补和欠补,如图5.2-4所示。

图5.2-1磁控电抗器原理接线图

图5.2-2 快速励磁呼应时刻实测

图5.2-3 快速退磁呼应时刻实测

图5.2-4补偿作用实测

分组式投切电抗器是将电抗器分红几个组，运用对体系无功功率的取样，主动操控开关分组投切电抗器，其调理办法是离散式的。分组投切式电抗器选用机械动作原理,如图5.2-5所示，结构相对简略，检修不杂乱，别的铁路供电电力体系除10kV配电所设置会集高压补偿外，贯穿线也涣散设置定容电抗器进行补偿，负载改动不大，设置分组投切电抗器相对成本低。但分组投切式电抗器开关投切时发生的涌流过大，一般在7倍左右，要挟设备的安全，别的为离散式调理办法，组别设置不妥简略发生过补、欠补和引起电压动摇,如图5.2-6所示。

图5.2-5主接线图

图5.2-6 分组投切式电抗器补偿作用曲线图

某高铁配电所分组投切电抗器实测数据,5.2-7

5.3 停止无功补偿器 停止无功补偿器是由晶闸管所操控投切电抗器和电容器组成，因为晶闸管关于操控信号反响极为敏捷，而且通断次数也能够不受约束。当电压改动时停止补偿器能快速、滑润地调理，以满意动态无功补偿的需求，一起还能做到分相补偿；关于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的习惯性；但因为晶闸管操控对电抗器的投切进程中会发生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。 6. 结束语 综上所述，跟着铁路建造的快速开展，铁路用电设备日益增多，为了节省动力和进步铁路供电体系质量，应依据具体状况进行无功补偿以进步功率因数，这对铁路用电设备是非常有利的。

参阅文献:

篇6

要害词：煤矿；井下供电体系；无功功率补偿技能

因为煤矿的井下供电网络线路长度较大，导致电网的负荷量较大，用电设备将长时刻处于低功率运转的状况下，然后导致电能遭到极大的糟蹋和损耗。这种状况在中心变电所的供电体系中尤为常见。无功功率补偿技能的运用能够进步供电体系中的功率因数，然后下降电网的负荷和电能的损耗，改进供电的条件，进步供电的质量。因而，无功功率补偿技能在供电体系中具有杰出的运用远景，特别是在煤矿的井下供电体系中具有杰出的节能作用。

1 煤矿井下供电体系的特色

煤矿井下供电体系的运转条件较为恶劣，井下的环境昏暗湿润，常常会引起电缆等设备受潮的现象。井下供电体系一般是运用电缆来衔接各个用电设备，用电线路中的负荷改动性较大，简略对线路构成较大的损坏。此外，井下的电缆巷道相对较窄，当巷道中呈现矿车倾倒或岩石坠落的问题，将会引起电缆的极大损坏，然后影响井下的正常供电。在井下采矿的进程中，所需的用电设备较多，电气设备长时刻处于过载运转的状况中。而一些大功率的用电设备选用的都是全压直接发动的办法，在发动的瞬间，急速添加的电流会导致线路中的电流到达额外电流的10倍以上。在这种状况下，线路中的电压会急速下降，若电网的安全保护设备设置不合理，将极有或许导致电网呈现大面积的停电毛病。

我国的煤矿井下供电网络首要选用中性点不接地的体系。在这种体系中，一旦呈现金属相接地的现象，用电器依然能够正常的运转，但未接地的两头电压会呈现相对升高，这很简略引起用电事端。因而，当呈现一相接地的现象时，用电体系是不能长时刻运转的，有必要在2小时之内堵截电源，只要这样才干防止事端的进一步扩展。

2 煤矿井下无功功率存在的损害

煤矿井下供电体系中存在的很多理性负荷会耗费很多的无功功率，然后导致电路中电压的损耗和电能的损耗添加。一些无功负荷还会构成电压的剧烈动摇，导致电网的供电安稳性遭到损坏，一些设备呈现开机困难的问题，乃至被焚毁。这种作用在一些大功率的用电设备上体现更为显着。

3 井下运用无功补偿的含义

煤矿井下用电体系选用无功补偿的含义首要体现在四个方面。

首要，补偿无功功率能够下降无功损耗，然后起到节省电能的作用。井下供电体系选用无功功率进行补偿后，能够进步电能的运用率，其实质便是节省了动力。其次，无功功率能够进步电网中的功率因数。依照就近准则，无功功率能够抵消电网中的理性无功电流，然后起到进步功率因数的作用，使其到达国家对电网的规范。再次，无功功率能够进步变压器的运用率和电网的负载才干。无功功率在电网中起到了承载容量的作用。这有用地分管了电网线路中的负载，使得变压器的容量运用率也有所下降。在进行无功补偿后，变压器的无功功率输出削减，实践的作业功率近似于有功功率，这就进步了功率的运用率，下降了电路中的无功电流，进步了线路的承载力。最终，无功功率补偿还能够安稳电网中的电压。当井下电网中存在较多的无功功率时，电网中电压的动摇较大。在补偿了无功功率后，电网电压的安稳性得到了更好的保证，二次电压动摇的现象得到了较好的操控。

4 无功功率主动补偿设备的作业原理

无功补偿技能的原理便是通过能量之间的转化来完结容性设备无功功率的补偿。井下电网在运转的进程中会发生很多的理性负荷，这些理性负荷的存在会导致无功功率遭到必定的损耗，然后导致电网中的电压和电流呈现不同的相位，发生的相位差被称为功率要素角。在电路中将具有容性功率负载的设备和理性负载设备进行并联，就能使两者彼此吸收所开释的能量，然后完结能量的转化，低功率电流和电压之间的相位差，然后进步了无功功率。

5 无功补偿技能的首要类型

5.1 就地无功补偿

就地无功补偿是指在用电设备的周围直接并联一个电容器，然后在电路中构成与电动机的回路并联。这种补偿办法在低压电网中运用的较多。在这种补偿办法中，首要选用的设备有晶闸管和机械开关。两者都能够作为电路中的投切开关来运用。电容器的主动投切则由就地电压传感器来操控。在电网运转的进程中，电容器为电机供应无功负荷，这样能够削减能量交流的间隔，将线路的电路操控在最小的规模内。在电路不变的状况下，线路的损耗和电流呈正比，就地无功补偿的办法能够起到杰出的节能作用。

5.2 涣散无功补偿

涣散无功补偿是在变压器的低压端并联一个电容器，以此来到达增强支路功率的作用。在此状况下，电路中的电流和电能损耗都能得到有用的下降。

5.3 会集无功补偿

会集无功补偿的办法是将电容器并联在变电站降压母线的一段。这种补偿办法的长处在于能够对电路电压完结杰出的操控，在主动投切的完结上也愈加简略，能量的运用率高，电网更易保护，电网、变压器和线路中的无功负荷能够得到有用的操控。但这种办法也有一个缺点，便是不能下降电网支路中的无功负载和能量的损耗。

6 无功补偿技能在煤矿供电体系中的运用

6.1 下降供电线路的功率损耗

在三相供电网络中，线路功率的损耗首要是以热损耗的办法发生的。煤矿井下供电体系的功率一般较低，选用无功补偿的办法能够将天然功率进行显着进步。在电路负载安稳的状况下，电路中的功率损耗能够得到有用操控。

6.2 进步线路的供电才干

供电网络在通过无功补偿后，线路的负载电流能够得到有用的下降，所需电缆的横截面积也有相应的下降。因而，通过无功补偿后的电路节电的作用非常显着，供电才干也有了极大的进步。

6.3 削减供电线路电压的丢失

在电路中设备无功补偿设备后，线路上只需求有较小的电流进行完结电能的正常传输，这样能够将线路中的电压丢失降到最低，而且进步电压的安稳性，对用电设备而言，作业的负荷也有了相应的下降。

7 结束语

无功补偿技能在煤矿井下供电体系中的运用能够有用地下降电网中的电能损耗，进步供电的安稳性和质量，能够更好地保证煤矿企业的经济效益，供电的安全性也能够得到更好的保证，因而，无功补偿技能在煤矿工业中具有杰出的运用远景。

参阅文献

[1]樊英，张丽，薛钟兵，等.依据V2G的无功功率补偿技能[J].电网技能，2013,2：67-68.

篇7

要害词：节能减排无功功率就地,结尾补偿

1．概述

在中小型工厂企业中，绝大部分用电设备是三相异步电动机，是理性负载，需求从电力体系中吸收无功功率，当有功功率需求量坚持恒守时，无功功率需求量的增大将引起以下极不良的影响：

 电流的增大，使电力体系中的元件，如变压器、电器开关设备的容量和导线截面增大；

 电流的增大，使设备及供电线路的能量损耗大大地添加；

因而，工厂企业内部要消除以上不良影响，就要下降无功功率需求量，即进步功率因数。一般中小型工厂企业下降无功功率需求量，进步功率因数的首要办法是：选用人工电力电容器补偿。

2．就地补偿技能优势显着、可发生巨大的效益

下面以某万吨纸厂的打浆工段作为剖析核算的依据，对低压会集补偿与就地补偿进行比较，以点带面能够剖析核算出一个造纸厂的节能状况。为了防止繁琐，将核算进程省略，只列出成果。

2.1无功补偿一次出资比较

低压侧会集补偿容量与出资：按要求功率因数需补偿到cosФ2=0.95、tgФ2=0.329，

补偿容量为：QC=αP30(tgФ1-tgФ2)=191 kvar,α为年均匀有功负荷系数，取0.75；P30为核算负荷，经核算为512 kW；经核算天然功率因数cosФ1=0.771、tgФ1=0.773

依据补偿容量为191 kvar，会集补偿需选用一块主屏和一块辅屏，出资约为2.6万元。

此式与会集补偿相差一个系数α,这是因为会集补偿彼此间可运用，而就地补偿则为1对1的补偿，即此系数为1，即就地补偿容量大于会集补偿容量。

总补偿容量为:QC=∑QC(i)=266 kvar

就地补偿电容器参阅价为：60元/ kvar，出资为1.596万元。

选用就地补偿后，本车间无功补偿一次出资可节省2.6-1.596=1.004万元。

2.2 线路电流比较

下面临就地补偿前后各设备的额外电流I、I’和核算电流I30、I30’进行比较。选用就地补偿后，各设备的额外功率不变，但无功功率得到了补偿，即无功功率削减了，所以流进设备线路的额外电流、核算电流就削减了。

补偿前：I--由手册直接查出；补偿后：I’=S’/ Ueη

补偿前：I30=S30/ Ue； 补偿后：I30’= S30’/ Ue

线路电流的削减量在9.4%~23.3%之间。

2.3 线路出资比较

由线路电流比较可知补偿后各设备的额外电流和核算电流都得到了不同程度的削减，因而可下降导线截面，然后线路出资可得到下降。

2.4 功率及能量损耗的比较

在线路标准不变的状况下，因为线路电流的削减，线路的功率损耗和能量损耗也会相应削减。

功率损耗：下面只比较补偿前后线路功率损耗之差：

ΔP=Δp-Δp’=3I302R -3I30’2R

,Δp、Δp’--补偿前后线路功率损耗, I30、I30’--线路补偿前后的核算电流， R=R0•L --线路电阻，R0--线路的单位电阻，由手册查得

各线路补偿后功率损耗的削减量核算成果别离见图2-1。

ΔP1L=0.456 kW；ΔP2L=0.303 kW

总功率损耗的削减量为：ΣΔPi=2.342 kW

能量损耗：纸厂一般每天出产24小时、每年出产约330天，则每年可节省电能：W=ΣΔP•t=2.342X24X330=18549kWh

电费按0.6元/ kWh计，则每年可节省的电费为：

18549X0.6=11129元

2.5 全厂预算

下面用单位功率法来进行全厂的大略预算，某万吨纸厂的总装机容量为4684/933kW(运用/备用)，而打浆工段装机容量为640.2/115kW(运用/备用)：

,1无功补偿一次出资：备用设备也需求设备补偿设备，预算时应选用系数②，所以选用就地补偿后全厂可节省线路一次出资为：7.44 X1.004=7.47万元。

,2线路一次出资：备用设备也需求线路出资，预算时应选用系数②，所以选用就地补偿后全厂可节省线路一次出资为：7.44X2.7488=20.451万元。

,3节省电费：备用设备正常时不投入，预算时应选用系数①，所以选用就地补偿后在线路不变的状况下，全厂可节省电费：

7.32X11129=81464元=8.15万元。

3．定论

从上面的剖析、核算、比较可得出以下定论,选用就地补偿后,可发生巨大的社会效益和企业效益,一个万吨纸厂：

(1)无功补偿一次出资可节省7.47万元

(2)线路一次出资节省20.451万元；

(3)在线路不变的状况下、运转费用可得到下降，每年可节省电费8.15万元；

(4) 在线路不变的状况下、节省电能作用显着，每年可节省电能约13.58万度电；

(5)因为电流的减小，使线路截面，开关、设备、变压器等的容量得到下降，节省了有色金属耗费量；

(6)因为电流的减小，增大了设备、线路的供电才干；延长了设备、线路的运用寿命；

(7)因为电流的减小，下降了电压丢失，进步了供电质量；

篇8

要害词：无功功率补偿谐波损害低压无源滤波低压有源滤波

中图分类号：C35文献标识码： A

前语：

近年来，跟着全球工业化进程的不断加速，对地球环境的污染和损坏也空前加重。为此，在全世界规模内掀起了环境保护的热潮，电力体系也是一种“环境”，也面临着污染，共用电网中的谐波电流和谐波电压便是对电网环境最严峻的一种污染。

1996年10月08日水利电力部了文号为电力工业部令第8号《供电经营规矩》国家法律法规。《供电经营规矩》受电设备建造和保护办理中规矩：“无功电力应就地平衡。”“除电网有特殊要求的用野外，用户在当地供电企业规矩的电网顶峰负荷时的功率因数，应到达下列规矩：100千伏.安及以上高压供电的用户功率因数为0.9以上；其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，功率因数为0.85以上；农业用电，功率因数为0.8。凡功率因数不能到达上述规矩的新用户，供电企业可拒绝接电。”供电质量与安全供用电中规矩：“电网公共衔接点电压正弦波畸变率和用户注入电网的谐波电流不得超越国家规范GB/T14549-93的规矩。”若不满意要求，“供电企业可间断对其供电。”

一、无功功率补偿和谐波的简述

1.1无功功率补偿介绍

无功功率对供电体系和负荷的运转都是非常重要的，电力体系网络元件的阻抗首要是电理性的。在电力体系中，大略的说，为了运送有功功率，就要加送电端和受电端的电压有一相位差，这在恰当宽的规模内能够完结，而为了运送无功功率，则要求两头电压有一幅值差，这只能在很窄的规模内完结。不只网络元件耗费无功功率，大多数负载也需求耗费无功功率，网络元件和负载所需求的无功功率有必要从网络中取得。明显，假如这些无功功率都是由发电机供应并通过长间隔的传输是不合理的，也是不或许的，所以最合理的办法是需求耗费无功功率的当地进行无功功率补偿。

1.2无功功率对共用电网的影响

添加设备容量

添加设备及线路损耗

使线路及变压器的电压降增大，电压发生剧烈动摇，供电质量严峻下降。

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