各种无功补偿装置性能大比较
各种无功补偿装置的性能比较
大类名称型号工作原理技术指标优点缺点应用场合
旋转式无功补偿同步发
电机/调
相机
欠励磁运行，向系统发出有功
吸收无功，系统电压偏低时，
过励磁运行提供无功功率将系
统电压抬高
可双向/连续调节；能独立
调节励磁调节无功功率，
有较大的过载能力
其损耗、噪声都很大，设备投资高，起
动/运行/维修复杂，动态响应速度慢，
不适应太大或太小的补偿，只用于三相
平衡补偿，增加系统短路容量
适用于大容量
的系统中枢点
无功补偿
静止式静态无功补偿机械投
切电容
器
MSC 用断路器\接触器分级投切电
容
投切时间
10～30s
控制器简单，市场普遍供
货，价格低，投资成本少，
无漏电流
不能快速跟踪负载无功功率的变化，而
且投切电容器时常会引起较为严重的
冲击涌流和操作过电压，这样不但易造
成接触点烧焊，而且使补偿电容器内部
击穿，所受的应力大，维修量大
适用无功量比
较稳定，不需频
繁投切电容补
偿的用户
机械投
切电抗
器
MSR
并联在线路末端或中间，吸收
线路上的充电功率
其补偿度
60% ~
85%
防止长线路在空载充电或
轻载时末端电压升高
不能跟踪补偿，为固定补偿
超高压系统
(330kV及以上)
的线路上
静止式动态无功补偿SVC 自饱和
电抗器
SSR
依靠自饱和电抗器自身固有的
能力来稳定电压，它利用铁心
的饱和特性来控制发出或吸收
无功功率的大小
调整时间
长，动态
补偿速度
慢
动态补偿
原材料消耗大，噪声大，震动大，补偿
不对称电炉负荷自身产生较多谐波电
流，不具备平衡有功负荷的能力，制造
复杂，造价高
超高压输电线
路
晶闸管
投切电
容器
TSC
分级用可控硅在电压过零时投
入电容，在380V低压配电系统
中应用较多
10～
20ms
无涌流，无触点，投切速
度快，级数分得足够细化，
基本上可以实现无级调节
晶闸管结构复杂，需散热，损耗大，遇
到操作过电压及雷击等电压突变情况
下易误导通而被涌流损坏，有漏电流
需快速频繁投
切电容补偿的
用户
复合开
关投切
电容器
TSC+
MSC
分级先由可控硅在电压过零时
投入电容，再由磁保持交流接
触器触点并联闭合，可控硅退
出，电容器在磁保持交流接触
器触点闭合下运行
0.5s左右无涌流，不发热，节能使用寿命短，故障较多，有漏电流
一般工厂/小区
和普通设备，无
功量变化大于
30s
晶闸管
控制电
容器
TCC
采用同时选择截止角β和导通
角α的方式控制电容器电流，
实现补偿电流无级、快速跟踪
20ms 价格低廉，效率非常高产生谐波
低压小容量，非
常适合广大终
端低压用户
静止式动态无功补偿SVC 晶闸管
阀控制
高阻抗
变压器
TCT
通过调整触发角的大小就可以
改变高阻抗变压器所吸收的无
功分量，达到调整无功功率的
效果
阻抗最大
做到85%
和TCR型差不多
高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略
大一些，价格较贵，而不能得到广泛应
用
容量在30Mvar
以上时价格较
贵，而不能得到
广泛应用
晶闸管
投切电
抗器
TSR+
FC
分级用可控硅作为无触点的静
止可控开关投切电抗器
功率因数
0.95
不会产生谐波，而且响应
速度快，不会产生冲击电
流。
分级多成本高，制造复杂，维护繁
琐
与TSC配合使
用在牵引变电
所
晶闸管
控制空
芯电抗
器
TCR
通过调整触发角的大小就可以
改变电抗器所吸收的无功分
量，达到调整无功功率的效果
40ms
可以实现较快、连续的无
功功率调节，具有反应时
间快、运行可靠、无级补
偿、可分相调节、能平衡
有功、适用范围广
结构复杂，损耗大，任何一只SCR击穿，
都会使晶闸管整体损坏；对冷却要求严
格，设备造价、建设施工及运行维护费
用很高，对维护人员要专门培训以提高
维护水平；占地面积大，产生谐波等
35kV及以下
系统，与
FC/MSC/TSC
配合
磁控可
调电抗
器
MCR
采用直流励磁原理，利用附加
直流励磁磁化铁心，改变铁心
磁导率，实现电抗值的连续可
调，改变电抗器感抗电流，以
投入的电抗器感性无功容量变
化来补偿系统容性无功
300ms
功率因数达到0.90～0.99
的要求，无功补偿容量自
动无级调节，不产生谐波，
可靠性高、维护简单，使
用寿命长，应用电压等级
广泛
相对于TCR型SVC，其谐波水平、有
功损耗、占地面积都要小，但调节时间
长，成本高，温升和噪音是需要控制的
0.4～500kV系
统，适用于冲击
性负荷：牵引变
电站，电弧炉，
轧钢机，造船厂
高级动态无功补偿SVG 新型静
止无功
发生器
SVG
动态补偿装置SVG是基于大
功率逆变器的动态无功补偿装
置，它以大功率三相电压型逆
变器为核心，其输出电压通过
连接电抗接入系统，与系统侧
电压保持同频、同相，通过调
节其输出电压幅值与系统电压
幅值的关系来确定输出功率的
性质，当其幅值大于系统侧电
压幅值时输出容性无功，小于
时输出感性无功。
响应时间
10ms，从
容性无功
到感性无
功连续平
滑调节
除较低次的谐波，并使较
高的谐波限制在一定范围
内；使用直流电容来维持
稳定的直流电源电压，和
SVC使用的交流电容相
比，直流电容量相对较小，
成本较低；另外，在系统
电压很低的情况下，仍能
输出额定无功电流，而
SVC补偿的无功电流随系
统电压的降低而降低
控制复杂，成本高，35kV以上系统没
有产品
中低压系统：电
力行业，指各大
电网公司、省电
力公司、各地的
供电公司电气
化铁道及城市
轨道交通行业
石化和天然气
行业钢铁与冶
金行业矿山造
船业
无功补偿装置几种常见类型比较
无功补偿装置几种常见类型比较 常见的动态无功补偿装置有四种：调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式（TCR型）动态无功补偿装置、SVG 动态无功发生器。 ① 调压式动态无功补偿装置 调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据 Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜， 占地面积小，维护方便，一般年损耗在0.2%以下。 ② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置 磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。 能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。
磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的1％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0.95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0.8%左右。 ③相控式动态无功补偿装置（TCR） 相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。 通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。 i 相控式原理图 优点： 响应速度快，≤40ms。适合于冶金行业。 一般年损耗在0.5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被
补偿无功功率节电原理
补偿无功功率节电原理 在交流电路中，由电源供给负载率有两种：一种是有功功率，一种是无功功率。 有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P 表示，单位有瓦（W ）、千瓦（KW ）、兆瓦（MW ）。 无功功率比较抽象，它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。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率（镇流器也需消耗一部分有功功率）来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q 表示，单位为乏（Var ）或千乏（kVar ）。 无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机的转子磁场就是靠从电源取得无用功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。为了形象地说明问题，现举一个例子：农村修水利需要挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢？ 在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用点设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。 无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在： （1） 降低发电机有功功率的输出。 （2） 降低输、变压设备的供电能力。 （3） 造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 （4） 造成底功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。 从发电机和高压电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。 2、功率因数 电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦cos φ来表示。Cos φ称为功率因数，又叫力率。功率因数是反映电力用户设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。三相功率因数的计算公式为： P= UI θcos 3 Q=3UIcos θ S=3UI cos θ=P/S
无功补偿容量计算
无功补偿容量计算 Prepared on 22 November 2020
一、无功补偿装置介绍 现在市场上的无功补偿装置主要分为固定电容器组、分组投切电容器组、有载调压式电容器组、SVC和SVG。下面介绍下各种补偿装置的特点。 1)固定电容器组。其特点是价格便宜，运行方式简单，投切间隔时间长。但它对于补偿变化的无功功率效果不好，因为它只能选择全部无功补偿投入或全部无功补偿切出，从而可能造成从补偿不足直接补偿到过补偿，且投切间隔时间长无法满足对电压稳定的要求。而由于光照强度是不停变化的，利用光伏发电的光伏场发出的电能也跟着光伏能力的变化而不断变化，因此固定电容器组不适应光伏场的要求，不建议光伏项目中的无功补偿选用固定电容器组。 2)分组投切电容器组。分组投切电容器组和固定电容器组的区别主要是将电容器组分为几组，在需要时逐组投入或切出电容器。但它仍然存在投切间隔时间长的问题，且分的组数较少，一般为2～3组（分的组数多了，投资和占地太大），仍有过补偿的可能。因此分组投切电容器组适用于电力系统较坚强、对相应速度要求较低的场所。 3)有载调压式电容器组。有载调压式电容器组和固定电容器组的区别主要是在电容器组前加上了一台有载调压主变。根据公式Q=2πfCU2可知，电容器组产生的无功功率和端电压的平方成正比，故调节电容器组端电压可以调节电容器组产生的无功功率。有载调压式电容器组的投切间隔时间大大缩短，由原来的几分钟缩短为几秒钟。且有载调压主变档位较多，一般为8～10档，每档的补偿无功功率不大，过补偿的可能性较小。因此分组投切电容器组适用于电力系统对光伏场要求一般的场所。
低压无功补偿控制器设计开题报告
毕业设计（论文） 开题报告 课题名称低压无功补偿控制器设计 系别 专业班 姓名 评分 导师（签名） 2011年5月6日 中国石油大学胜利学院
低压无功补偿控制器设计 开题报告 1国内外研究现状 早期的无功补偿装置为同步调相机和并联电容器。同步调相机可理解为专门用来产生无功功率的同步电机，可根据需要控制同步电机的励磁，使其工作在过励磁或欠励磁的状态下，从而发出大小不同的容性或感性无功功率，因此同步调相机可对系统无功进行动态补偿。但是它属于旋转设备，运行中的损耗和噪声都比较大，运行维护复杂，成本高，且响应速度慢，难以满足快速动态补偿的要求。并联电容器简单经济，灵活方便，但其阻抗固定，不能跟踪负荷无功需求的变化即不能实现对无功功率的动态补偿。 随着电力电子技术的发展，近几年出现了多种电力系统无功补偿新技术。电力电子技术是无功补偿技术的基础，电力电子器件向快速、高电压、大功率发展，使采用电力电子器件的无功补偿从根本上改变了交流输电网过去基本只依靠机械型、慢速、间断及不精确的控制的局面，从而为交流输电网提供了空前快速、连续和精确的控制以及优化潮流功率的能力。随着电力电子器件的发展，无功补偿控制器在其性能和功能上也出现不同的发展阶段。无功补偿控制器己由基于SCR的静止无功补偿器（Static Var Compensator-SVC）、晶闸管控制串联电容补偿器（Thyristor Controlled Series Compensator-TCSC）发展到基于GTO的静止无功发生器（Static Var Generator-SVG）、静止同步串联补偿器（StaticSynchoronous Series Compensator-SSSC）、统一潮流控制器（Unified Power FlowController-UPFC）、可转换静止补偿器（Convertible Static Compensator-CSC）等。 （1）静止无功补偿器（SVC） 早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reactor-SC）型，1967年英国GEC公司制成了全世界上第一批饱和电抗器型SVC。饱和电抗器与同步调相机相比，具有静止型的优点，响应速度快，但因其铁心需磁化到饱和状态，因而损耗和噪声都很大，而且存在非线性电路的一些特殊问题，所以未能占据静止无功补偿装置的主流。由于使用晶闸管的SVC具有优良的性能，所以十多年来占据了静止无功补偿装置的主导地位。因此，SVC一般专指使用晶闸管的静补装置。
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
无功补偿及低压补偿装置原理简介
无功补偿及低压补偿装置原理简介 一、一次电路 一次电路的构成如下图所示，包括隔离开关QS、10组熔断器FUI～FUIO、接触器KM1～KMIO、热继电器FRl~F'R10、补偿电容器CI~CIO．另外还有电流互感器TAa、TAh和TAc．避雷器BLI、BL2和BL3。其中熔断器和热继电器用于对电容器进行短路及过电流保护；接触器是对电容器进行手动或自动投入、切除的开关器件；电流互感器获取的电流信号用于测量无功补偿柜补偿电流的大小：避雷器用子吸收电容器投入、切除操作时可能产生的过电压，是一种额定电压为AC220V的低压避雷器。 二、二次控制电路 包括一个物理结构分为7层的转换开关2SA、无功补偿自动控制器（以下简称补偿控制器）等元器件。转换开关2SA用来手动控制投入或切除1~10路补偿电容器，并完成自动控制器电压信号、电流信号的接人或退出。补偿控制器可以根据功率因数的高低或无功功率r与用蠛的大小自动投入或切除电容器，并在系统电压较高时自动切除电容嚣。具体电路见下图。 转换开关2SA有一个操作手柄，出下图可见，该手柄有自动、零位和手动l~lo共12个挡位，每旋转30°即可转换一个挡位。 在每个挡位，会有桐应的转换开关触点接通.2SA共可转换13对触点，分别是(7)、(8)、(9)、(10)等等，一直到下部的(1)、(2)触点。为了标示出转换开关2SA在不同的挡位与各组触点之问的对应关系，与12个挡位相对应的有12条纵向虚线，虚线与每一组触点（略偏下、无形相交的位置，可能标注有圆点或不标注圆点。标注有圆点的，表示转换开关旋转至该档位时，圆点（略偏上）位
置的一组触点是接通的，否则该组触点星开路状态。例如，在触点(7)、(8)略偏下位置，手动1．手动IO挡位时均标注有圆点，表示这10个挡位时触点(7)、(8)均接通。而在手动l挡位，只在触点(7)、(8)和(1)、(2)位置标注有圆点，说明在该挡位这两组触点是接通的。 无功补偿屏如欲进入自动控制投切状态，需给补偿控制器接人进线柜或待补偿电路总进线处A相电流互感器二次的电流信号I^，B桐、C相电压信号，以及接触器线圈吸合所需的工作电源。具体接线见下图中补偿控制器接线端子图。 图中US1、US2端干连接的103、104号线即是B相、C相电压信号（转换开关2SA在自动挡位时，103号线经2SA的(3)、(4)触点、熔断器FU13、X12端子、隔离开关Qs，连接至B桐电源；104号线沿类似线路连接至C相电源）；ISI、IS2端子连接的即是进线柜的电流信号（经由转换开关2SA转接）．COM端连接的l 号线即是接触器线圈吸合所需的丁作电源（1号线经熔断器FU11、XI1端子、隔离开关Qs，连接至A桐电源）。B相、C桐电压信号及A相电流信号在补偿控制器内部经过微处理器运算判断后，计算出功率因数的高低、无功功率的大小，一方面经过LED显示器显示功率因数值，同时发送电容器投切指令，例如补偿控制器发出投入电容器CI的指令时，其接线端子中的1号端子经内部继电器触点与COM端(1号线．A相电源)连通，该端子经3号线连接至接触器KMI线圈的左端，线圈的右端经热继电器FR1的保护触点接至2号线．即电源零线N。接触器KM1线圈得电后，主触点闭合．将电容器CI投入，实现无功补偿。此同时．KMI的辅助触点闭合，接通指示灯HL1，指示第一路电容器已经投入．如果无功功率数值较大，补偿控制器则控制各路电容器依次投入，直到功率因数补偿到接近于1。每一路电容器投入时的时间间隔是可调的，通常将其调整为几秒至儿十秒之间。补偿控制器遵
电气设备无功补偿装置的选用和无功补偿装置容量的确定
电气设备无功补偿装置的选用 无功补偿应本着全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡的原则确定最优的补偿容量和分布方式，具体内容如下： (1)总体的无功平衡与局部的无功平衡相结合。既要满足供电网的总无功需求，又要满足分线、分站的变电站及各用户无功平衡。 (2)集中补偿与分散补偿相结合。以分散补偿为主，这就要求在负荷集中的点进行补偿，既要在变电站进行大容量集中补偿，又要在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿，使无功就地平衡，减少变压器和线路的损耗。 (3)高压补偿与低压补偿相结合。以低压补偿为主，电气设备高压无功补偿装置应装设在变压器的主要负荷侧，当不具备条件时，可装设在变压器的第三绕组侧，高压侧无负荷时，不得在高压侧装设补偿装置。 (4)降损与调压相结合。以降损为主，兼顾调压。这是针对供电半径较长，分支较多，负荷比较分散，自然功率因数低的线路。这种线路负荷率低，线路的供电变压器多工作在空载或轻载的工况下，线路损失大，若对此线路进行补偿，可明显提高线路的供电能力。 电气设备无功补偿装置容量的确定 2.1低压集中补偿 配电网的无功补偿以配电变压器低压的集中补偿为主，以高压补偿为辅，电气设备配电变压器无功补偿装置的容量如果无法了解负荷的工作情况及系统参数，可按变压器最大负荷率为75%，负荷功率
因数为0.70考虑，补偿到变压器最大负荷时其高压侧的功率因数不低于0.95，或按变压器容量的20%～40%进行配置。 用户对功率因数有特殊要求时，可选择合适的补偿容量使功率因数达到用户的要求值。 2.2电动机定补 按照电动机的空载电流确定电动机的定补容量，电气设备电动机的空载电流约占额定电流的25%～40%。为了防止电机退出运行时产生自激过电压，电动机的补偿容量一般不应大于电动机的空载无功，通常取QC=(0.95～0.98)UeI0 对于排灌电动机等所带机械负荷轴惯性较大的电机，补偿容量可适当加大，大于电机空载无功负荷，但要小于额定无功负荷。对于排灌用普通电机，可按下式确定补偿容量：QC=(0.5～0.6)Pe(kvar) 2.3随器补偿 电气设备变压器在轻载及空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功。 Q0=I0%Se×10-2(kvar) 随器补偿只能补偿配变的空载无功Q0。如果在补偿容量大于变压器的空载无功时，则在配变接近空载时会造成过补偿，易产生铁磁谐振。因此推荐选用的补偿容量为QC=(0.95～0.98)Q0
电气自动化毕业论文范文
现代职业技术学院 专科毕业论文 题目：变流技术在电力系统中的应用 姓名：博 学号：4 专业：电气自动化 指导老师： 年月日
声明 本人重声明：所呈交的毕业论文，是本人在导师指导下，独立进研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的容外，本毕业论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 签名: 博日期: 2015年5月25日
目录 引言 (1) 一、变流技术的概况 (1) (一)电力电子变流技术是电力电子技术的一个研究方向 (1) （二）目前我国在电力电子变流技术研究和应用上仍待解决的问题 (2) 二、电力电子技术的应用 (2) （一）整流电路（AC-DC） (2) （二）逆变电路（DC-AC） (3) 1．水力发电的有效功率 (3) 2 . 发电厂风机水泵的变频调速 (3) 3 . 太阳能发电控制系统 (4) 三、电力电子技术在电力系统中的应用 (5) （一）发电环节中的应用 (5) （二）输电环节中的应用 (5) （三）配电环节中的应用 (6) 结束语 (6) 致 (7) 【参考文献】 (7)
题目：变流技术在电力系统中的应用 摘要:电力电子变流技术在电力系统中的应用非常广泛，发达在用户最终实用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。 关键词: 电力电子变流技术电力系统应用 引言 电力电子技术理论是建立在电子学、电力学和控制学三个学科基础之上的一门新型学科，随着该技术的不断发展，它已广泛的用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。本文主要介绍了电力电子技术在电力系统中的运用 一、变流技术的概况 电力电子技术，又称功率电子技术，服务于以电力半导体器件及“变频技术”为核心的电力电子行业，是20世纪后期诞生和发展起来的一门崭新的技术，主要研究各种电力电子器件，以及这些电力电子器件所构成的各种各样能高效地完成对电能的变换和控制的电路或装置。作为一门新兴学科，电力电子技术是以电力为研究对象的电子技术，它利用各种电力电子器件和控制技术对电能（包括电压、电流、频率和波形等）控制和变换。 (一)电力电子变流技术是电力电子技术的一个研究方向 其在可再生能源发电方面应用广泛。可再生能源主要包括风能、太阳能、生
配电变压器低压侧无功补偿容量选择
配电变压器低压侧无功补偿容量选择 为了提高功率因数，减少电能损耗，增强供电能力，在农网改造中，应对100kVA及以上配电变压器在低压侧安装 容量为配变额定容量8%左右的补偿电容器进行无功补偿。但许多人认为按配电变压器容量的8%配置补偿容量太 小，不足以补偿低压侧所有的无功负荷，配变高压侧功率因数提高不大。其实，这是一种误解，因为配变低压侧无 功补偿，作用仅限于减少变压器本身及以上配电网的功率损耗，凡是向负荷输送的无功功率，由于仍然要经过低压 线路的电阻和电抗，配电线路上产生的功率损耗并未减少。所以，配变低压侧无功补偿容量选择过大是无益的。而 只有采取配变低压侧补偿和用户端就地补偿相结合的补偿方式才可以在提高功率因数的同时，减少低压线路损耗， 取得最佳的经济效益。 配变低压侧补偿容量过大不但不经济，而且在变压器空载运行时，或者负荷较轻时，还会造成过补偿，使功率 因数角超前、无功功率向电力系统倒送和电源电压升高。 功率因数角超前的坏处是： (1)电容器与电源仍有无功功率交换，同样减少电源的有功出力。 (2)网络因传输容性无功功率，仍会造成有功损耗。 (3)白白耗费了电容器的设备投资。 另外，如补偿电容过大，当电源缺相时有可能发生铁磁谐振过电压，烧毁电容器和变压器。 所以，配变低压侧补偿容量过大不但不经济，而且还会影响设备的安全运行。 根据以上分析，配变低压侧集中无功补偿根据功率因数的需求选择不科学，补偿容量不应过大。为了防止发生 过补偿现象，配变低压侧无功补偿原则为：其补偿容量不应超过配变的无功功率。 变压器总的无功功率：Qb=Qb0+QbH·(S/Se)2 Qb=[I0%/100+Ud%/100·(S/Se)2]·Se(1) 式中Qb0-变压器空载无功功率，kvar QbH-变压器满载无功功率，kvar I0%-变压器空载电流百分数
无功补偿常用计算方法
按照不同的补偿对象，无功补偿容量有不同的计算方法。 （1）按照功率因数的提高计算 对需要补偿的负载，补偿前后的电压、负载从电网取用的电流矢量关系图如图3.7所示： I 2r I 1 补偿前功率因数1cos ?,补偿后功率因数2cos ?，补偿前后的平均有功功率为 P ，则需要补偿的无功功率容量 )t a n (t a n 21? ?-=P Q 补偿 （3.1） 由于负载功率因数的增加，会使电网给负载供电的线路上的损耗下降， 线损的下降率 %100)cos (3)cos (3)cos ( 3%21 122 2211?-= ?R I R I R I P a a a ???线损 %100)c o s c o s (1221??? ? ???-=?? （3.2） 式中R 为负载侧等值系统阻抗的电阻值。 （2）按母线运行电压的提高计算 ①高压侧无功补偿 无功补偿装置直接在高压侧母线补偿，系统等值示意图如图3.8所示： 图3.7 电流矢量图
P+jQ 补偿 图中， S U、U分别是系统电压和负载侧电压；jX R+是系统等值阻抗（不 含主变压器高低压绕组阻抗）；jQ P+是负载功率， 补偿 jQ是高压侧无功补偿容 量； 1 U、 2 U分别是补偿装置投入前后的母线电压。 无功补偿装置投入前后，系统电压、母线电压的量值存在如下关系： 无功补偿装置投入前 1 1U QX PR U U S + + ≈ 无功补偿装置投入后 2 2 ) ( U X Q Q PR U U S 补偿 - + + ≈ 所以 2 1 2U X Q U U补偿 ≈ -（3.3） 所以母线高压侧无功补偿容量 ) ( 1 2 2U U X U Q- = 补偿 （3.4） ②主变压器低压侧无功补偿 无功补偿装置在主变压器的低压侧进行无功补偿，系统等值示意图如图3.9所示： P+jQ 补偿 图3.8 系统等值示意图
无功补偿外文翻译(适用于毕业论文外文翻译+中英文对照)
10kv无功补偿 摘自——《电力系统分析和设计》 摘要 改善工业企业用电的功率因数是提高用电效率、节约电能的重要手段。本文通过理论分析和应用实例说明了工业企业无功补偿的意义和作用，并针对目前工业企业供用电系统存在的问题，提出了改进意见和措施。 1 引言 在工业企业中，绝大多数的用电设备属于感性负荷，这些设备在运行中要吸收大量的无功功率。无功功率的增加使供电系统的功率因数降低，从而出现系统电压下降、电气设备得不到充分利用、增加线路损耗以及降低供电设备的供电能力等情况。因而就地进行无功补偿、提高功率因数对降损节能有着极为重要的意义。 2 补偿方式的选择 无功补偿分为集中补偿、分散补偿和就地补偿三种。集中补偿，即在高、低压配电所内设置若干组电容器，电容器接在配电母线上，补偿该配电所供电范围内的无功功率，并使总功率因数达到规定值以上。这种补偿方式只能补偿高、低压母线之前线路上的无功功率，它们相当于把无功功率源移到用电企业的配电所，使用户对供电系统要求的无功功率有所减少，达到供电部门所要求的功率因数。而它们对配电母线以下的企业内部的变压器和线路的无功功率不能起到补偿作用，仍有大量的无功功率在企业内部线路上流动并产生损耗。分散补偿是将电容器组分别安装在各个车间的配电盘处，这种安装方式可以使配电变压器以及变电所至车间的线路都可以由于无功负荷的减少而获得补偿效果。就地补偿是把无功补偿器直接接在异步电动机旁或进线端子上。集中补偿方式所用电容器组的容量较分组补偿或就地补偿要小，它的利用率则更高，缺点是对变、配电所各馈线并未得到补偿，仅减轻了电网的无功负荷。分散补偿方式中的电容器组的利用率比就地补偿高，因此总需要量较就地补偿要小，是一种经济合理的补偿方式。无功补偿应遵循“全面规划，合理
SVC静态无功补偿装置的原理和应用
1、引言 S V C 全称为静态无功补偿装置即Static Var Compensator ，主要型式有TCR 和TSC 以及两者结合。输配电系统装设SVC 的主要用途是在动态或稳态情况下提供系统电压支持和HVDC 换流站的无功控制，同时也用于阻尼输电系统的功率振荡、平衡系统的三相电压和抑制由于负荷变化引起的波动。一般SVC 装置通过降压变压器对35KV 电压等级进行补偿。 2、SVC 原理概述 2．1 SVC 主接线 图1为220KV 干练变电站SVC 回路主接线示意图，该回路共由三个支路组成，其中包括TCR 支路（即称晶闸管和电抗器组成）的相控支路、三次滤波支路和五次滤波支路。TCR 支路为SVC 中最重要的组成部分，我们可以通过对晶闸管导通关断角大小的控制来改变该回路所输出感性电流的大小从而改变输出的感性无功。由于TCR 支路中所输出的电流包含一定量大小的谐波成分以三、五次为主，因此需要对输出的电流进行必要的滤波从而防止本地电能质量的下降。之所以把TCR 支 SVC 静态无功 补偿装置的原理和应用 沈小平 上海交通大学 路接成三角形也考虑到谐波的问题因为三角形接线可以使三次谐波不向外流出，但实际情况并没有那么理想因此需要三次滤波支路进行必要的滤波。 2．2 TCR 控制原理 我们都知道晶闸管阀导通时，阀两端电压为零，流经阀的电流全部流过TCR 支路。以半个周波为例当触发角为110°时，导通角为70°此时阀两端无压范围角为70°；当触发角165°时，导通角为15°此时阀两端无压范围角为15°；因此当触发角越小导通角越大，由于回路中串有电感，电流大小不能突变，导通角越大时阀导通电流有相对宽裕的范围升高到较大值，当导通角为30°或更小时，阀电流升到较大值的范围小，有时甚至没有升到较大值时阀已截止，即导通角越大电流越大。一般SVC 晶闸管阀正相触发角在110°～165°之间， 负相触发角在290°～345°之间。图2为晶闸管导通关断时电流示意图。 图2 这里必须指出TCR 触发角a 的可控范围是90度到180度。当触发角为90度时，晶闸管全导通，此时TCR 中的电流为连续正弦波形。当触发角从90度变到接近180度时，TCR 中的电流呈非连续脉冲波形，对称分布于正半波和负半波。当触发角低于90度时，将在电流中引入直流分量，从而破坏并联阀正负半波的对称运行。而当触发角为180度时，电流减小到零。为了能保证正负半波对称波形的质量，干练站SVC 图1
无功补偿和变压器的容量选择
无功补偿和变压器的容量选择 摘要合理的无功就地补偿和选择变压器容量可以降低损耗，提高系统运行的经济性，是电力需求侧管理的重要内容。本文将二者有效结合，推导了最经济运行的公式，通过简单迭代来确定无功就地补偿容量和变压器容量的选择。算例证明了其效果。 关键词无功补偿变压器容量最佳负载率无功补偿和变压器的容量选择 Planning of Reactive Compensation and Transformer Capacity Abstract: Rational planning of local reactive compensation and transformer capacity is very important for demand side management to reduce power losses and improve the economical power system operation. The best economical formulas are deduced through connection of the both. The capacity determination of local reactive compensation and the rational transformer capacity can be got through simple iteration. Examples are presented to show the effectiveness. Keywords: reactive compensation transformer capacity optimal load coefficient 1 前言 电力市场的开放使电力需求侧管理越来越受到关注。电力需求侧管理指的是电力公司采取有效的激励和诱导措施以及适宜的运作方式，与用户共同协力提高终端用电效率，改变用电方式，为减少电量消耗和电力需求所进行的管理活动。其主要目标是节约电力，减少装机，提高环境质量；节约电量、减少消耗，提高电力公司的经济效益和市场竞争力。鼓励用户进行无功补偿和合理选择变压器的容量是需求侧管理的重要内容。大用户的无功补偿可有效的降低有功网损同时也可降低对变压器的容量要求：合理选择变压器容量可提高用电效率。本文对用户侧变压器最佳容量选择和最佳无功补偿进行了研究。 2 最佳变压器容量的选择 变压器损耗在系统损耗中占有重要一部分，特别是在配电网中，变压器损耗约占整个线损的50%以上，如何降低变压器损耗是电力公司必须面临的问题，也
无功自动补偿装置使用说明
Xxxx 型低压无功补偿装置 使 用 说 明 书 地址: 电话: 传真: 邮编: 网址:
一、概述 xxxx型低压无功补偿装置分为由接触器或复合开关投切的低压自动无功补偿装置和由可控硅投切的低压动态无功补偿装置，该系列装置适用于负荷比较稳定的低压用户的配电系统，无人值守的配电室及箱式变电站的集中补偿。低压无功补偿装置的技术特点是：投切电容过程涌流小，整机使用寿命长, 维修维护量小,无功补偿响应速度快，可频繁投切。保护措施齐全，自动化程度高，能在外部故障或停电时自动退出工作，在送电后自动恢复运行。自投入市场以来，给广大用户带来了明显的经济和社会效益。 使用效益 ·提高受电功率因数，使之达到国家标准以上，不返送无功。 ·可最大限度降低线路和变压器损耗，使配电变压器有效输出容量增加。 ·优化用电质量，提高电网运行的安全可靠性。 ·在冲击性和波动性负荷处，可减少电压波动及抑制电压闪变，提高电压的稳定性。 ·消除电网轻负荷时的无功过剩和电压过高现象。 ·模块化结构，组装方便，母线连接无需打孔。 ·用户系统存在谐波时，可根据谐波含量选择带滤波型投切模块。 二、低压自动无功补偿装置的组成 Xxxx型低压无功补偿装置由隔离开关、电流互感器、避雷器、熔断器、接触器（可控硅或复合开关）、电容器、电抗器、控制器、指示仪表、手/自动转换开关、运行指示灯等元器件组成。 三．技术参数 1．产品型号说明 Xxxx□-□/□ -□□ 电抗率（7：7%） 投切开关（C：接触器T：晶闸管Z：复合开关） 装置的分组数 额定容量（kvar） 额定电压（kV） 投切模块 企业代号 2．主要技术指标 ·工作电压： 380VAC ·频率：50～60Hz ·控制器信号：负载无功功率和功率因数
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:
110KV变电站设计中无功补偿容量计算及选型思路构建
【摘要】由于110kv变电站中巨大部分的负荷都产生于异步电动机，所以异步电动机在运行的时候，需要耗费很多无功功率，根据就地补偿原则分析，必须在变电位置中装置无功功率装置。此种变电设计中一般使用断路的顺利运行。在经济发展的带动下，电力行业得到了快速发展，本文主要对变电站设计中无功补偿容量计算和选型思考的构建进行分析，介绍了在不同情况下无功效补偿容量的方法，并针对性的提出一些无功补偿容量方案，希望可以给变电行业的研究提供参考。 【关键词】变电站无功补偿容量配置方案 1 110kv变电站加装无功补偿装置后的重要性 为了保证电力系统在负荷集中区域电压的稳定，除了让电力系统中无功电源产生的无功功率和无功负荷及无功损耗平衡，还应该备用无功功率电源。无功补偿的合理设置，既可以稳定电网功率因素，减少供电变电和输送线路产生的损耗，还可以稳定电网和电源端使用的电压，对供电质量的提升具有很大作用，同时还减少了施工成本。反之，将会出现供电系统电压不稳定、谐波增大等多种伤害。进行无功补偿装置电网设计的时候，必须按照全面规划、分层分区补偿等原则，合理确定补偿容量和分布配置方式。 2 无功补偿容量的计算和检验 无功补偿装置的种类非常多，根据《电力系统电压和无功电力技术原则》，现阶段，变电站无功补偿装置通常使用并联电容组。下面根据不同要求和作用针对性的提出两种对无功补偿容量计算的方法： 2.1 将110kv母线功率因素作为原则计算补偿容量 根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》和电网配置中的相关要求发现，110kv变电站使用的无功补偿容量必须按照主变容量的20%左右进行配置，而且将变电器高压部分的因数控制在0.95以上了，低谷负荷功率因数不能高于0.95，系统轻负荷发生时，110kv 以下变电站的电缆线路如果非常复杂，可以切除电容组，切除后依然出现系统侧送无功功率，可以在变电站中、低压母线等位置安装并联电容器。 通常情况下，直接供电的公用变电所，最大容性无功量就是母线负荷所补偿的最大容性无功量和主变压器补偿的最大容性之和，表示方式如下所示： q=q1+q2（q表示变电站安装的最大容性无功量；q1表示负荷需要补偿的最大容性无功量；q2表示主变压器需要补偿的最大容性无功量。负荷需要的最大容性无功量如下式所示：（其中p表示母线最大有功负荷；表示补偿前最大功率因素角；表示补偿后最小功率因素角。 主变压器产生的最大容性无功量如下式所示： 其中ud代表进行补偿的变压器一侧电压百分数值；im表示母线完成装设补偿后，使用变压器得到的一侧最大负电流数值；id代表变压器需要进行补偿时，一侧额定电流数值（a）；io表示变压器空载电流百分数值；se表示变压器需要补偿时，额定电量（kva）。 2.2 按照变电器输出的恒定电压对无功补偿容量进行选择 使用110kv的用户都必须使用专用的变电站而且都是两绕变压器，如果负荷电压不能满足要求，就必须进行横调压。无功补偿电容中最小容量按小负荷退出，进行最大负荷选择时，可以根据电压比决定，简而言之，在最小负荷时，将变压器电压比k数值确定出来，然后分别得出高侧分接头电压：其中，表示最小负荷对高压侧母线电压的计算；是最小低压绕组额定电压；表示用户需要的母线电压。根据相关分析得出，分接头电压数值选取与分接头比较类似。k=（1+接头值）×u1n/u2n，其中u1n表示高压接头绕组产生的额定电压。补充容量可以表示为： 其中表示最大负荷算到高压侧低压母线电压；x表示电源侧等值电抗；表示需要最大负
无功补偿毕业设计
摘要 随着电力系统的发展，电力系统中如电动机、变压器等电气设备明显增多，其产生的无功功率也是越来越多，无功功率对电网产生的影响也日益显现出来。 本文分析了无功功率的产生机理和无功功率对电力系统造成的不利影响。无功功率对电网有着很大的影响，如增大输电线路中的电流，造成电能损失；电网节点电压偏移，使系统稳定度下降，同时还可能造成电气设备运行效率下降或使用寿命缩短等。同时，按照无功补偿技术的发展历程分析、比较了传统无功补偿装置和现代无功补偿装置，传统无功补偿装置包括电容器补偿装置和电抗器补偿装置，现代无功补偿装置有饱和电抗器、晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器和晶闸管控制变压器等，最终得出了适合不同补偿场合使用的补偿装置。同时，本文还分析、比较了各种无功补偿方式，主要有变电所集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上补偿方式、用户终端分散补偿方式等，最终确定了适用于不同供配电网络的补偿方式。通过分析某一配电网实例，选择恰当的无功补偿装置和合适的无功补偿方式对其进行无功补偿，并对无功补偿结果进行评价。 关键词：无功功率；无功补偿；无功补装置；无功补偿方式
Abstract With the development of power system,more and more electrical equipments such as motors,transformers come into power system,reactive power is increasing dramatically,the impact of reactive power is also increasing. The mechanism of where the reactive power comes from is analyzed in this thesis,as well as the harmful impact it makes to power system.Reactive power in power system has a great impact on power system such as increasing the amplitude of current in circuit,which make a contribution to energy losses,changing the voltage of a node,decreasing the stability of power system,and lowing the operational efficiency of an electrical equipment or shorting the service life of an electrical equipment.Traditional reactive power compensation devices such as capacitors and reactors and modern reactive power compensation devices such as saturated reactors,thyristor controlled reactors,thyristor switched capacitors and thyristor controlled transformers are analyzed and compared according to the development of the technology of reactive power compensation,and it comes out the conclusion that which kind of reactive power compensation devices to be used in a specific situation.At the same time,it also analyzes and compares different kinds of methods of reactive power compensation, including centralized compensate in substations,centralized compensate in distribution substations,reactive power compensation on poles,and compensation at the users’terminals, and finally finds out the best method of reactive power compensation in a specific distribution network.By analyzing a distribution network example,select the appropriate reactive power compensation device and reactive power compensation method to make a reactive power compensation,and then give a conclusion according to the result of reactive power compensation. Key words：R eactive power，R eactive power compensation，R eactive powe power r compensation device，R eactive power compensation method