无功功率补偿并电容器
题目：无功功率补偿和并联电容器
目录
第一章绪论 (3)
1.1研究背景 (3)
1.2无功装置的发展状况 (4)
第二章无功补偿的原理 (5)
2.1无功补偿的原理 (5)
2.2无功补偿的意义 (5)
2.3确定容量的一般方法 (7)
2.4无功补偿装置的选择 (8)
第三章无功补偿的投切方式 (9)
3.1无功补偿的投切器件 (9)
3.2瞬时投切方式 (10)
第四章并联电容器 (12)
4.1并联电容器简介 (12)
4.2使用电容器的优点 (12)
4.3并联电容器无功补偿的配置方法 (13)
4.4电容器的安装要求 (13)
4.5并联电容器的日常维护 (14)
4.6电容器组投入和退出运行 (15)
4.7例子 (15)
第五章总结 (20)
第一章绪论
1.1研究背景
目前，我国的电网，特别是广大的低压电网，普遍存在功率因数较低，电网线损较大的情况。导致此现象的主要原因是众多的感性负载用电设备设计落后，功率因数较低，比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的70%，而由于设计和使用方面的原因我国的电动机的功率因数往往较低，一般约为
cos=0.70。
在这种情况下，采用无功补偿节能技术，对提高电能质量和挖掘电网潜力是十分必要的，世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界发达国家有不小的差距。因此大力推广无功补偿技术是非常必要的,世界各国都把无功补偿作为电网规
划的重要组成部分。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界发达国家有不小差距。因此大力推广补偿技术是非常必要的，并且从以下数据，我们也能看出无功补偿所能带来的巨大经济效益。2007年，我国年总发电量为32559亿千瓦时，统计线损率为8.77%，但是这个数字没有包含相当大的
110千伏、35千伏、10千伏的输电线损及0.38千伏的低压电网线损。据报
道，估计实际的统计线损率约为15%，即2007年全国年线损量约为4800亿
千瓦时，设全国的理论线损与统计线损相一致，其中可变线损约占理论总线损的80%，则每年可以降低线损约为300亿千瓦时。设当前全国电力网总负
荷的当前功率因数cos=0.85，采用无功功率补偿后，把电力网总负荷的功率因数提高到cos=0.95，则每年可以降低线损约为390亿千瓦时，按0.5
元每千瓦时计，价值约为185亿元，设2007年全国电网的最大负荷利用小
时数为5000小时，则电网的最大负荷约为2亿千瓦时，当用无功功率补偿
法把功率因数cos=0.85，提高到cos=0.95，全国电网需总补偿总量约为
0.58亿千瓦。当前无功功率补偿装置设备主要为电力电容器，设无功补偿设
备每千瓦的平均综合造价为50元，则全国无功补偿装置的总投资约为29亿元。应当指出，节省240亿千瓦时约相当于一座400万千瓦火电厂的年发电量，而建一座400万千瓦的火电厂需综合费用约为300亿元，同时每年需燃
烧煤约为1200万吨，每年产生CO
2和SO
2
等有害物质约为600万吨。由此可
见，产生相同的电力，无功补偿的费用越为新建电厂费用的10%，而且无功补偿设备的费用仅需两个月的无功功率补偿的将损节电费用即可全部收回。
综上所述，无功补偿不仅具有如上述的节省投资、节省电力、节省燃料及污染等作用，同时还可以提高电力系统设备的供电能力，改善电压质量，
减少用户电费开支，延缓用户的增容改造等作用。
1.2无功装置的发展状况
近几十年来，世界各地发生的电压稳定和电压崩溃引发的大面积停电事故引起了各国的高度重视，持续了短短72小时的8.14美加大停电给美国造成了巨大的经济损失和社会影响，这次事故提醒人们，电网运行要有足够的无功备用容量，无功不能靠远距离传输，在电力市场环境下，必须制定统一的法规以激励独立发电商和运营商从维护整个系统安全性的角度提供充足
的无功备用。在我国也曾多次发生电压崩溃事故，如1993年和1996年南方电网的几次事故，这些事故都促使人们采取各种措施以维持电网稳定。
早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器，多用在系统的高压侧进行集中补偿。至今并联电容器仍是一种主要补偿方式，应用范围广泛，只是控制器在不断的更新发展。同步补偿器的实质是同步机，当励磁电流发生改变时，电动机可随之平滑的改变输出无功电流的大小和方向，对电力系统的稳定运行有好处。但同步补偿器成本高，安装复杂，维护困难，使其推广使用受到限制。
随着近代电力电子技术的出现和发展，无功补偿技术也随之发展。在工业用晶闸管出现之前，电子半导体由于功率过小，在直流传动，交流传动，电磁合闸，交流不间断电源和无功补偿等领域内一直没有得到应有的推广使用。晶闸管的出现标志着电力电子技术的诞生，并以此为起点，随着半导体制造技术和交流技术的发展，新型的电力电子技术对无功补偿技术也带来了新的发展契机。
第二章无功补偿的原理
电力网中的变压器和电动机是根据电磁感应原理工作的。磁场所具有的磁场能是由电源供给的。电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率称为感性无功功率。
接在交流电网中的电容器，在一个周期内上半周的充电功率与下半周的放电功率相等，这种充电功率叫做容性无功功率。所以无功功率被使用于建立磁场和静电场，它存储于电感和电容中，通过电力网往返于电源和电感、电容之间。无功功率在电力网元件中流动，将会在电力网元件中引起电压损耗，降低电网的电压质量，增加电网的线损率。
2.1无功补偿的原理
电网输出的功率包括两部分;一是有功功率：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;
二是无功功率：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,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90度.而电流在电容元件中作功时,电流超前电压90度.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180度.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缩小,从而提高
电能作功的能力，这就是无功补偿的道理。
2.2无功补偿的意义
①改善电能质量
负荷（P+JQ）电压损失AU简化计算如下：
△U=(PR+QX)/U (1)
式中 U——线路额定电压，kV
P——输送的有功功率，kW
Q——输送的无功功率，kvar
R——线路电阻，Ω
X——线路电抗，Ω
安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为△U1，计算如下：
△U1=[PR+(Q-Qc)X]/U (2)
很明显，△U1 < △U，即安装补偿电容后电压损失减小了。由式（1）、（2）可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下：
△U-△U1=QcX/U (3)
由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从（3）式可以看出，越靠
近线路线路末端装设无功补偿装置效果越好。
②降低电能损耗
安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P为定值，加装无功补偿
设备后功率因数由cos提高到cos1，因为P=UIcos，负荷电流I与
cos成反比，又由于,线路的有功损失与电流I的平方成正比。当
cos时，电网元件中功率损耗将增加的百分数为△PL%，计算如下：
△PL%=（1/cos2-1）•；100% （4）
功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表1。
表1
功率因数从1降低到左列数值 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.65
电网元件中有功损耗增加百分数△PL% 11 23 38 56 78 104 136 功率因数提高对降低有功功率损耗的影响见表2
表2
功率因数由右列数值提高到 0.95 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 可变有功功率损耗降低的百分数 60 53 46 38 29 20 10
③挖掘发供电设备潜力
1)在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因
此可以多送有功功率。可多送的有功功率AP计算如下：
AP=P1-P=S(cos1-cos) （5）
2)如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也
相应地减少△S计算如下：
△S=S-S1=P(1/cos-1/cos1) （6）
可以减少供电设备容量占原容量的百分比为△S/S计算如下：
△S/S=（cos1-cos）/cos1=（1-cos/cos1）（7）
3)安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，
使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力
④减少用户电费支出
1)可以避免因功率因数低于规定值而受罚。
2)可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，因而相
应可以减少电费的支出
2.3确定补偿容量的一般方法
(一)从提高功率因数需要确定补偿容量
设电网的最大负荷月的平均有功功率为P PJ，补偿前的功率因数为cos1，补偿后的功率因数为cos2，则所需要的补偿容量Qc的计算公式为：
Qc=P
PJ
（tg1-tg2）
若要求将功率因数由cos1提高的cos2而小于cos3，则补偿容量Qc 计算为：
P PJ（tg1-tg2）≤Qc≤P PJ（tg1-tg3）
(二)从降低线路有功损耗需要来确定补偿容量
设补偿前线路中的电流为I
1，相应的有功电流为I
r1
，无功电流为I
x2,
，补
偿无功Q后线路中的电流为I
2，相应的有功电流I
r2
，无功电流为I
x2
，则：
补偿前的线路损耗为：
△P
1=3I
1
2R=3（I
r1
/ cos1）2R
补偿后的线路损耗为：
△P
2=3I
2
2R=3（I
r2
/ cos2）2R
则补偿后线损降低的百分值为：
△P%=（△P
i1-△P
i2
）/△P
i2
×100%=[1-( cos1/ cos2)2]×100%
若根据要求△P%已经确定，则可求得：
cos2=1/
则补偿容量可以按Qc= P PJ（tg1-tg2）来计算
(三)从提高运行电压需要来确定补偿容量
配电线路末端电压较低，通常是通过无功补偿来提高供电电压的，因此，
有时要从提高线路电压来确定补偿容量。
设补偿前线路电源电压为U
1，线路末端电压为U
2
，线路输送的有功功率为
P，无功功率为Q，电阻为R，电抗为X，则：
U 2=U
1
-（PR+QX）/U
2
补偿无功Qc后，线路末端电压升为U
2
′则：
U 2′=U
1
-[PR+(Q-Qc)X]/ U
2
′
所以投入无功补偿后末端电压增量△U为
△U= U
2′- U
2
=QcX/ U
2
′
故补偿容量
Qc=U
2
′△U/X 若为三相线路，则所需的补偿容量为
Qc= U
21′△U
1
/X
式中△U
1
——三相线路的线电压增量，KV
U
21
′——三相线路的线电压，KV
2.4无功补偿装置的选择
选择哪一种补偿方式，还要依电网的状况而定，首先对所补偿的线路要有所了解，对于负荷较大且变化较快的工况，电焊机、电动机的线路采用动态补偿，节能效果明显。对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式，也可使用动态补偿装置。一般电焊工作时间均在几秒钟以上，电动机启动也在几秒钟以上，而动态补偿的响应时间在几十毫秒，按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程，动态补偿装置能完成这个过程。
第三章无功补偿的投切方式
3.1无功补偿的投切器件
(一)交流接触器控制投入型补偿装置。由于电容器是电压不能瞬变的
器件，因此电容器投入时会形成很大的涌流，涌流最大时可能超过100
倍电容器额定电流。涌流会对电网产生不利的干扰，也会降低电容器的
使用寿命。为了降低涌流，现在大部分补偿装置使用电容器投切专用接
触器，这种接触器有1组串联限流电阻与主触头并联的辅助触头，在接触器吸合的过程中，辅助触头首先接通，使电容器通过限流电阻接入电路进行预充电，然后主触头接通将电容器正常接入电路，通过这种方式可以将涌流限制在电容器额定电流的20倍以下。
此类补偿装置价格低廉，可靠性较高，应用最为普遍。由于交流接触器的触头寿命有限，不适合频繁投切，因此这类补偿装置不适用频繁变化的负荷情况。
(二)晶闸管控制投入型补偿装置。这类补偿装置就是SVC分类中的TSC
子类。由于晶闸管很容易受涌流的冲击而损坏，因此晶闸管必须过零触发，就是当晶闸管两端电压为零的瞬间发出触发信号。过零触发技术可以实现无涌流投入电容器，另外由于晶闸管的触发次数没有限制，可以实现准动态补偿（响应时间在毫秒级），因此适用于电容器的频繁投切，非常适用于频繁变化的负荷情况。晶闸管导通电压降约为1V左右，损耗很大（以额定容量100Kvar的补偿装置为例，每相额定电流约为145A，则晶闸管额定导通损耗为145×1×3=435W），必须使用大面积的散热片并使用通风扇。晶闸管对电压变化率（dv/dt）非常敏感，遇到操作过电压及雷击等电压突变的情况很容易误导通而被涌流损坏，即使安装避雷器也无济于事，因为避雷器只能限制电压的峰值，并不能降低电压变化率。
此类补偿装置结构复杂，价格高，可靠性差，损耗大，除了负荷频繁变化的场合，在其余场合几乎没有使用价值。
(三)复合开关控制投入型补偿装置。复合开关技术就是将晶闸管与继
电器接点并联使用，由晶闸管实现电压过零投入与电流过零切除，由继电器接点来通过连续电流，这样就避免了晶闸管的导通损耗问题，也避免了电容器投入时的涌流。但是复合开关技术既使用晶闸管又使用继电器，于是结构就变得相当复杂，并且由于晶闸管对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。
(四)同步开关（又名选相开关）投入型补偿装置。同步开关技术是近
年来最新发展的技术，顾名思义，就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。对于控制电容器的同步开关，就是要在开关接点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，在电流为零的时刻断开，从而实现开关接点的无电弧分断。
同步开关技术中拒绝使用可控硅，因此仍然不适用于频繁投切。但由于同步开关相比复合开关和交流接触器更节能、更安全可靠、更节约资源，且选相开关应用了单片机技术，不仅能通过RS485通讯控制方式对多至64路电容器进行控制，还具备通讯功能，可将基层单位的电测量信息实时发送到上级电网，为目前国家正在发展的智能化电网无缝对接等诸多因素，可以预见：采用单片机控制磁保持继电器的LXK系列同
步开关（或选相开关）必将替代复合开关和交流接触器成为无功补偿电
容器投切开关的主流。
3.2瞬时投切方式
瞬时投切方式即人们熟称的"动态"补偿方式，应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶，实际就是一套快速随动系统，控制器一般
能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器
已经发出控制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容器组大约
20-30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无
法实现的。动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。现
在很多开关行业厂都试图生产、制造这类装置且有的生产厂已经生产出很
不错的装置。当然与国外同类产品相比从性能上、元器件的质量、产品结
构上还有一定的差距。
动态补偿的线路方式
1.LC串接法
这种方式采用电感与电容的串联接法，调节电抗以达到补偿无功损耗的目的。从原理上分析，这种方式响应速度快，闭环使用时，可做到无差调节，使无功损耗降为零。从元件的选择上来说，根据补偿量选择1组电容器即可，不需要再分成多路。既然有这么多的优点，应该是非常理想的补偿装置了。
但由于要求选用的电感量值大，要在很大的动态范围内调节，所以体积也相
对较大，价格也要高一些，再加一些技术的原因，这项技术到目前来说还没
有被广泛采用或使用者很少。
2.采用电力半导体器件
作为电容器组的投切开关，作为补偿装置所采用的半导体器件一般都采用晶闸管，其优点是选材方便，电路成熟又很经济。其不足之处是元件本身
不能快速关断，在意外情况下容易烧毁，所以保护措施要完善。当解决了保
护问题，作为电容器组投切开关应该是较理想的器件。动态补偿的补偿效果
还要看控制器是否有较高的性能及参数。很重要的一项就是要求控制器要有
良好的动态响应时间，准确的投切功率，还要有较高的自识别能力，这样才
能达到最佳的补偿效果。
当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指令（投入一组或多组电容器的指令），此时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
路运行。需要强调的是晶闸管导通的条件必须满足其所在相的电容器的端电
压为零，以避免涌流造成元件的损坏，半导体器件应该是无涌流投切。当控
制指令撤消时，触发脉冲随即消失，晶闸管零电流自然关断。关断后的电容
器电压为线路电压交流峰值，必须由放电电阻尽快放电，以备电容器再次投
入。
元器件可以选单相晶闸管反并联或是双向晶闸管，也可选适合容性负载的固态接触器，这样可以省去过零触发的脉冲电路，从而简化线路，元件的
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
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。
无功功率补偿器设计.
目录 摘要............................................................... 错误！未定义书签。 1 绪论............................................................. 错误！未定义书签。 1.1 课题背景与意义............................................. 错误！未定义书签。 1.1.1 无功功率的产生....................................... 错误！未定义书签。 1.1.2 无功功率的影响....................................... 错误！未定义书签。 1.1.3 无功补偿的作用....................................... 错误！未定义书签。 1.2 国内外研究现状............................................. 错误！未定义书签。 1.3 论文的主要研究内容......................................... 错误！未定义书签。 2 SVG的基础理论 (4) 2.1 无功功率和功率因数的定义 (4) 2.1.1正弦电路无功功率和功率因数 (4) 2.1.2 非正弦电路无功功率和功率因数 (4) 2.2 无功功率动态补偿原理 (5) 2.3阻抗补偿方案 (6) 2.3.1 晶闸管投切电容器TSC (6) 2.3.2 晶闸管控制电抗器TCR (7) 2.3.3晶闸管控制串联电容器TSC (8) 2.4 电压源变流器型补偿方案 (8) 2.4.1 无功功率发生器 (9) 2.4.2 开关型串联基波电压补偿器 (10) 3静止无功发生器（SVG）的设计 (11) 3.1 静止无功发生器(SVG)主电路 (11) 3.2 无功电流检测电路 (14) 3.3 无功控制电路 (15) 4系统仿真及分析 (17) 4.1 系统仿真模型 (17) 4.2 仿真结果与分析 (19) 小结与体会 (23) 参考文献 (24)
JKW5B 智能无功功率自动补偿控制器说明
JKW5系列智能无功功率补偿控制器使用说明书简介 新型JKW5系列无功功率自动补偿控制器（包括JKW5C、JKW5B等型号) 运用无功功率计算和目标功率因数设置，双重计算检测方法，为线路所需无功的准确补偿，以及限制线路过补状况的发生而设计的理想产品。采用先进的单片机技术，全自动贴片机焊接工艺，以及先进的检测设备，确保产品具有高精度和高灵敏度，且有抗干拢能力强运行稳定等特点。该系列产品符合DL/T597-996标准，适用于低压配电系统电容器补偿装置的自动调节，使功率因数达到用户预定状态，提高电力变压器的利用效率减少线损，改善供电的电压质量，从而担高了经济效益与社会效益，可广泛适用不同的电网环境。型号命名JK W 5 □- □后一个□:输出回路数前一个□:是C,开孔尺寸113 X 113m,如是B,开孔尺寸162X102m 5---设计序号，特征代号W---控制物理量为无功功率JK---低压无功自动补偿控制器 使用条件 环境温度：-25℃～+55℃ 相对湿度：最大相对湿度为90%（20℃时） 海拔高度：不能超过2500米 环境条件：无腐蚀性气体、无导电尘埃、无易燃易爆的介质存在，安装地点无剧烈震动。 技术数据 额定电压：AC 220/380V,波动不能超过±15% 额定电流：AC 0～5A 频率：50Hz/60Hz 触点容量：AC 220 5A 功率：最大8W 灵敏度：150mA 防护等级：外壳IP40 控制方式：循环投切 按键功能名称符号内容 菜单键递增键+ 递减键 菜单主菜单- 子菜单选择。 注：按住菜单键4秒“设置”灯亮方可进入参数预置菜单；少于0.5秒 则进入“手动”功能 “设置”参数时递加参数值，“ 手动”运行时投入电容器组 “设置”参数时递减参数值，“ 手动”运行时切除电容器组 菜单操作 被设置参数 参数代码含义参数范围出厂设置 代码按住“菜单”键4秒使“设置”指示灯亮 再按“菜单”键PA-1 互感器变比设置5-6000 再按“菜单”键PA-2 回路设置1-12 再按“菜单”键PA-3 电压上限400V-500V ( 230-260V) 再按“菜单”键PA-4 电压下限300V-360V (176-210) 再按“菜单”键PA-5 投入门限1-98Kvar 再按“菜单”键PA-6 `1 切出门限1-50Kvar 再按“菜单”键PA-7 投切延时10-120s 再按“菜单”键PA-8 目标功率左因素0.6-1
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。
最新JKW5C无功功率自动补偿器使用说明
JKW5C无功功率自动补偿控制器是低压电容器的配套产品。本公司根据不同用户的需求，成功地开发了JKL5C、JKL8C、JKG2B、JKGF、 JKW5C等五种型号的智能化系列控制器，控制路数有4，6，8，10，12不等。产品采用微型计算机控制，技术先进、功能完美、抗干扰力强，运行稳定可靠，补偿精度高，外形美观，是电容器厂家首选的产品。 JKW5C无功功率自动补偿控制器使用条件 1、海拔高度：不超过2500米 2、环境温度：-5℃~+40℃ 3、相对湿度：40℃时，≤50%；20℃时≤90% 4、周围环境无腐蚀气体，无导电性尘埃，无易燃易爆介质。 5、安装处无剧烈振动。 JKW5C无功功率自动补偿控制器项目 Items JK5C/JKL8C JKG2B JKGF JKW5C 额定工作电压 Rated working voltage 380V±20%,50Hz 220V±10%,50Hz 220V±10%,50Hz 380V±20%,50Hz
电流取样输入 Sampled input current 交流Iin≤5A,(AC,Iin≤5A) 交流Iin≤5A,(AC,Iin≤5A) 交流Iin≤5A,(AC,Iin≤5A) 交流Iin≤5A,(AC,Iin≤5A) 输出触点容量Output contact capacity 220V×5A,380V×3A 220V×5A,380V×3A 220V×5A,380V×3A 220V×5A,380V×3A 介电强度 Dielectric strength 交流3000V(AC3000V) 交流3000V(AC3000V) 交流4000V(AC4000V) 交流3000V(AC3000V) 工作方式 Working method 连续 Continuous 连续 Continuous 连续 Continuous 连续 Continuous
浅谈电动机无功功率就地补偿
浅谈电动机无功功率就地补偿论文导读：现代工矿企业中，三相异步电动机是最常用的电气设备之一，在企业的生产设备中占有相当大的比例。由于它们都是电感性负荷，所以在企业内部的生产运行中，功率因数一般都比较低，需要从电源中吸收大量的无功功率，才能正常工作，给企业造成较大的电压损失和电能损耗。4.4应避免电容器和电动机产生自激电压。关键词：电动机，电容器，就地无功补偿，无功功率 0.概述 现代工矿企业中，三相异步电动机是最常用的电气设备之一，在企业的生产设备中占有相当大的比例。由于它们都是电感性负荷，所以在企业内部的生产运行中，功率因数一般都比较低，需要从电源中吸收大量的无功功率，才能正常工作，给企业造成较大的电压损失和电能损耗。无功补偿是指采用另加无功补偿装置的办法，让无功负荷与无功补偿装置之间进行无功功率交换，以提高系统的功率因数，降低能耗，从而大大减少供电线路，改善电网电压质量。 许多企业一般都是在企业内部配电室里低压母线上集中安装一些电容器柜，对变配电系统的无功功率进行补偿，这对于提高企业内部的供电能力，节约变配电损耗都有积极作用。可是，由于企业内部的电动机大都通过低压导线连接，分散在各个生产车间，形成企业内部的输配电网络，由此，大量的无功电流仍然在企业内部的输配电线路中流动，这些无功电流在企业内部所造成的损耗，依然不能解决。 电动机无功功率就地补偿，就是把电动机所需要的无功电流局限在电
动机设备的最终端，实现无功功率就地平衡，使得整个变配电网络的功率因数都比较高，有效地减少输配电线路的无功损耗。 1.三相异步电动机运行功率因数及损耗 三相异步电动机运行时，所消耗的功率包括有功功率和无功功率两个分量。有功功率是用于电动机产生机械转矩并且驱动负载所需的功率，它的电流随负载的增加而增加，而无功功率，则是用于电动机内部的电场与磁场随着电源频率的反复变化，在负载与电源之间不断地进行能量交换时所消耗的功率。无功电流在负载变化的情况下，其变化很微小，在相位上，电流的变化总是滞后于电压90°，所以是纯电感性质的。在实际运行中，电源供给电动机的总电流是有功电流和无功电流的矢量和，当电动机处于满负荷运行时，有功电流大于无功电流，总电流的功率因数较高，而当负载下降时，有功电流减小，无功电流基本不变，所以功率因数降低。 可以这样认为：当电动机的输出功率一定时，功率因数越低，就意味着其所需的无功功率越大，因而造成的损耗也较大。实践证明，无功功率所产生的电能损耗，主要是发生在输配电线路上的，对于那些距离电源较远，线路电阻比较大，电动机运行功率因数低的终端设备，所造成的无功损耗就更加突出了。 2.无功功率就地补偿原理及电容量的选择 2.1因为在电容负载中产生的超前无功电流与在电感负载中产生的滞后无功电流能够相互补偿，所以在电动机电源终端并联一个适当容量的电容器，就可以使电动机所需的无功电流大部分由并联的电容器供
无功补偿柜
无功补偿控制器 无功补偿控制器是无功补偿装置的核心部件，具有举足轻重的地位，大部分无功补偿装置的生产厂家都是买来控制器然后自行装配整机，具有设计制造控制器能力的厂家不多，能够设计制造出性能优异的控制器的厂家更是凤毛麟角。 现有的低端控制器都是以功率因数为依据进行控制的，这种控制器虽然价格低廉、性能很差，已属于淘汰之列，因此这里不做介绍。 现有的高端控制器都是以无功功率为依据进行控制的，但除此之外，往往将设计重点放在汉字显示以及数据通讯等方面。其实要真正实现完美的无功补偿控制是一件相当复杂的事情，实现完美的无功补偿控制是无功补偿控制器的主要功能，只有在主要功能相当完善的情况下，才能考虑附加功能。下面详细介绍一下对控制器的设计要求以及一些基本的设计方法。 1、对测量精度的要求 要实现精确的无功补偿就必须对无功电流进行准确的测量。 因为电压的变化范围较小，因此对电压的测量精度要求不高，通常有1%的测量精度就足够了。通常的情况下，不测量电压也可以实现很好的无功补偿控制，对电压的测量主要是为了实现过压、欠压、以及缺相等保护功能。 对电流的测量灵敏度要求要高一些。对于使用8位单片机的低档控制器，测量灵敏度要达到1%以上。注意这里强调的是“测量灵敏度”而不是“测量精度”， 1%的电流测量灵敏度即相当于可以区分1%的电流变化，例如电流互感器的一次电流为500A，则意味着可以区分从100A到105A的电流变化，并不要求100A的电流测量值绝对准确。对于使用DSP或32位单片机的高档控制器，测量灵敏度要达到0.1%以上，否则就谈不到高档了。同样的道理，测量的灵敏度要达到0.1%，意味着测量值应该有4位有效数字，但同样并不要求绝对准确。对无功补偿控制器要求0.1%的测量精度是不现实的，也没有实际意义。但是控制器的测量值最好能在现场进行校正。 对功率因数测量的灵敏度最好要达到0.001。准确地说，应该是对相位差的测量要求，因为测量无功功率并不需要使用功率因数值。这里要强调一点，对无功电流的计算应该使用Iq=I×sinφ的公式来进行计算，而sinφ的值应该根据相位差的值直接进行计算，不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2 的公式计算，否则当相位差在0度附近时，cosφ的微小变化会导致sinφ的很大变化，导致sinφ的值误差太大。例如cosφ=0.99时，对应的相位差是8.1度，对应的sinφ值为0.14，意味着0—0.14之间其他sinφ值检测不到。
无功补偿控制器
无功补偿控制器 产品概述 JKWZ-200无功补偿与配电监测控制器(以下简称控制器) ,具有无功补偿、数据采集、通讯等功能，适用于交流50Hz、0.4kV低压配电系统的监测及无功补偿控制，以达到最大限度的节能降耗、提高电网质量的目的，该产品经过十多年的持续改进应用，有近万只的连续运行，产品稳定可靠。 1. 数以电压、功率因数、无功功率等综合判定条件投切电容，无投切振荡，无投切呆区，具有控制精度高，装置补偿效果好。 ＪＫＷＺ无功补偿控制器 2. 多种投切模式，共补、分补、混合补偿多达12路6种组合。 3. 支持短信模式，短信息和手机兼容，可以使用手机直接查看或设置参数。
4. 中文液晶显示，界面友好。可分相分级对三相不平衡的配电系统无功进行精确补偿。 5. 具有过压、欠压，并能故障闭锁，保护补偿装置；控制器数据可通过485通讯上传至主控室，便于管理。 6. 控制器对外联系的部分均采用多种信号隔离措施---如电磁隔离、光电隔离等，以提高控制器的抗干扰能力。 7. 自适应频率算法，输入信号在45-55Hz之间变化，均可实现正常数据采集功能。相位自动识别，接线简单。 8. 器具有功耗低、安装方便、匹配方式灵活多样、适应多种运行环境等特点。 9. 路板采用多层表面贴装技术，减少了电路体积，减少发热，提高了控制器的可靠性。 10. 控制器采用整体面板、封闭机箱，强弱电严格分开，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，控制器的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。 11. 在采样回路中，选用高精度、高稳定的16位AD模数转换器件,保证正常运行的高精度,避免因环境改变或长期运行而造成采样误差增大。
无功功率补偿常见问题
无功功率补偿常见问题 1.考虑电网电压时，是按400V考虑还是按380V考虑? 采用就地补偿时，电容器是比较靠近负载，这时候按照380V电压选取电容器 当电容器安装在配电间时，在母线上进行集中补偿时，按照400V选取电容器。 2.电容器存放条件 不要在腐蚀性的空气中，特别是氯化物气体、硫化物气体、酸性、碱性、盐质或含有类似的同类物质的空气中使用或存放电容器。 在有尘埃的环境中，为了防止发生相间或相对地/外壳发生短路事故，特别需要定期对接线端子进行常规的维护和清洁。 3.电容器在现场初次投入运行时，为什么有时候会发出"嗞嗞"声? 这是正常情况，不是质量问题，一般电容器在出厂前均按工艺要求进行通电测试，而在通电测试当中也同时进行杂质电气清除。在这个电气清除的过程中，大多数杂质会被清除干净。但是也有可能在某些情况下，当电容器在现场刚开始通电时，会发生某种杂质再生的过程，这时候，就会听到一种“嗞嗞”声，这是电容器在刚开始运行中的一种自愈合过程，持续几个小时后，这种声音就会自行消失。 4.影响电容器使用寿命的主要因素是什么 实际工作电压、环境温度、谐波电流、投切次数都会影响到电容器的使用寿命。假定电容器的标称使用寿命为Len，电容器的实际使用寿命为Le那么， 电容器的使用寿命同系统电压的关系如下： Le=Xv×Len U=1.10Un,Xv=0.5; U=1.05Un,Xv=0.7; U=1.00Un,Xv=1; U=0.95Un,Xv=1.25; U=0.90Un,Xv=1.5; 电容器的使用寿命同环境温度的关系如下： Le=Xt×Len Tav=42℃,Xt=0.5; Tav=35℃,Xt=1; Tav=28℃,Xt=2; 而℃的温度差，会导致一个很严重的后果! 电容器的使用寿命同投切次数关系如下： Le=Xs×Len 5000次每年，并采用限流电阻，Xs=1.00; 10000次每年，并采用限流电阻，Xs=0.7; 5000次每年，无限流电阻，Xs=0.40; 10000次每年，无限流电阻，Xs=0.20; 采用晶闸管投切，Xs=1.00; 如果投切次数每年超过5000次，必须要考虑动态投切方案! 所以电容器的实际使用寿命Le=Len×Xv×Xt×Xs Xv：电压系数; Xt：温度系数; Xs：投切系数。 5.为什么有时候控制器在调试好后，不能正常投入运行，而系统的功率因数又很低?
配电变压器空载无功损耗的就地补偿容量的计算(上传稿)
配电变压器空载无功损耗的就地补偿问题 补偿原因：运行中的电力变压器的损耗，人们往往只注意铜损、铁损的有功损耗，而容易忽略变压器无功功率引起的损耗。其实变压器的无功损耗在电力系统中有着不可忽视的影响。在系统中输送无功功率时不仅要消耗有功电能，还会导致功率因数不能达标而被罚款。高压计量的用户，变压器的空载无功功率，常常是导致用户无功补偿不达标的重要原因之一。 一般情况下，高压计量得到的功率因数，比低压端低0.05—0.07，即：低压补偿达到0.90时，高压计量得到的数据一般是0.85—0.83，显然，低压是0.90达标了，高压计量时用户还是要被罚款。 对于用电稳定的高计用户，我们通常都建议把切除点调高一些，如设为L0.99，甚至C0.99，等等，以便补偿变压器的高压端无功。但是变压器空载时，从低压端补偿高压，往往会显示过补偿，给电工造成错觉，所以要谨慎处理。 用户变压器的空载无功损耗是用来产生激磁电流的，或者说是空载电流Io ，与负荷无关。而且当一次电压不变时，其值基本上是个恒量。最好在变压器高压侧就地并入适当容量的电容器，来补偿变压器的空载无功。 补偿量的确定：变压器空载无功损耗计算公式为： Sn I Qn 100 %0= 其中：Qn ：变压器的空载无功损耗，Kvar I 0：变压器的空载电流百分值（标么值）。 Sn ：变压器额定容量，KVA 其实空载无功损耗，就是需要补偿的空载无功功率。 例:某SL7-315/10变压器，查说明书知道其I 0(%)为2.4，则： var 56.7315100 4.2100%0K Sn I Qn =?== 变压器空载电流百分值I 0可以从产品铭牌或说明书中查到。但它是一个保证值，实际的变压器的I 0通常小于此值，一般仅为标注值的40％～65％左右。所以计算出来的Qn 是偏大的。实施补偿工程时，建议做实际测量，并以实测数据为准。
智能无功补偿器的设计和实现
修改稿收到日期:2010-03-22。 第一作者董鹏飞,男,1984年生,现为郑州大学自动化专业在读硕士研究生;主要研究方向为模式识别与智能系统。 智能无功补偿器的设计和实现 Desi g n and I m p l e mentati o n o f I ntelli g ent Co mpensator for Reacti v e Power 董鹏飞 李建华 李 盛 (郑州大学电气工程学院,河南郑州 450001) 摘 要:针对电力系统中无功补偿装置的发展现状,通过对无功补偿原理和方式的分析研究,设计了基于P I C18F4520单片机的智能无功功率补偿控制仪。该控制仪以九域图原理作为投切电容器的依据,并通过RS 232/485串行口与GPRS 模块连接,实现与主控中心进行实时数据的传输和交换。实测应用证明,该系统避免了复杂的参数计算,简化了系统结构,且价格低廉、软件编程简单、抗干扰能力强。 关键词:无功补偿 控制器 功率因数 串口通信 GPRS 中图分类号:T M 46 文献标志码:A Abstract :In accordance w it h t he current stat us o f reacti ve po w er compensati on i n electric po w er syste m,t hrough anal y sis and research on the co mpensation pri nci ple and mode ,t he compensati on controll er based on P I C18F4520si ng l e chi p co mputer has been desi gned .The contro ll er a dopts t he ni ne zone graphic t heory as t he criteria o f connecti ng or disconnecti ng the capac i tor ,and t hrough RS 232/485serial port to connect w ith GPRS modul e t o m i ple ment rea l tm i e dat a trans m i ssi on and exchange w ith ma i n contro l center .T he rea l t est verifi es t ha t t he complicated ca l cu l ati on of the parameters is avo i ded by the syste m ;and t he s yste mati c structure is sm i p lified .The syste m features l o w cos,t ease program m i ng and off ers h i gh anti i nterf erence capability . K ey words :Compensati on for reactive power Controller Power fact or Seri a l co mmunica ti on GPRS 0 引言 随着国民经济的发展,工厂自动化和办公自动化程度的不断提高,电子设备对供电电源的供电质量要求也越来越高。工厂内碳硅炉的整流设备、电焊机和电子设备等会产生大量的无功功率及高次谐波,这将会严重污染电网,降低电网的运载能力和电能损耗,影响电子设备的正常运行 [1] 。为提高用户的用电质量、 净化电网、提高电网的运载能力、降低电能损耗,避免随之引起的危害和损失,应对无功功率进行治理,而电力网络性能要求的提高增加了无功补偿控制装置的成本。为了解决成本与性能之间的矛盾,设计了以P I C18F4520单片机为核心的智能无功功率补偿装置,系统在降低网损的同时,也有效地提高了配电系统的电压质量。 1 系统的总体结构设计 在电力系统中,由于各用电器的参变量基本相同,通过对这些参变量的数据分析,基本上可以实现对线 路中的设施进行自动控制的目的。无功补偿方式一般采用三相固定补偿、三相动态补偿和单相动态补偿相结合的方式。系统框架如图1所示。 图1 系统架构图F i g .1 Structure of t he sy stem 系统一般在强交电磁场环境中工作,为防止干扰信 号所造成的开关误动作,系统必须具有较强的抗干扰能力。因此,控制器的数据处理部分选用抗干扰能力和计算能力强的PI C18F4520单片机,输入端信号采用双光耦合的线性耦合器件进行隔离。同时,为保证提供的变量以及参变量数据的精度,前级采样互感器采用精度为 5%的互感器,运放采用失真较小的L M 134系列,A /D 转换部分采用AD7656。此外,系统选用20MH z 晶振, 智能无功补偿器的设计和实现 董鹏飞,等
低压无功就地补偿装置
低压无功就地补偿装置 1主题内容与适用范围 本标准规定了低压无功就地补偿装置的适用范围、术语、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志等。 本标准适用于在1kV及以下的工频交流配电系统最末端，与电动机并联使用，用以提高功率因数的无功就地补偿装置(以下简称“装置”)。 2引用标准 GB2681电工成套装置中的导线颜色 GB2682电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色 GB4208外壳防护等级的分类 GB12747自愈式低电压并联电容器 JB71l3低压并联电容器装置 3术语 3.1无功就地补偿 在工频交流配电系统最末端的电动机上并接容性负载，以提高配电系统功率因数的补偿方式。 3.2无功就地补偿装置 以并联电容器为主体，并装有保护器件等的用于无功就地补偿的装置。 4产品分类 4.1环境空气温度类别 安装运行地区的环境空气温度范围为-50～+55℃。在此温度范围内按装置所能适应的环境空气温度范围分为若干温度类别，每一温度类别均以一斜线隔开的下限温度值和上限温度的字母代号来表示。 下限温度为装置可以投入运行的最低环境空气温度，其值从+5，-5，-25，-40，-50℃中选取。 上限温度为装置可以连续运行的最高环境空气温度，上限温度的字母代号与环境空气温
度的关系如表1所示。 任何下限温度和上限温度的组合均可选为装置的温度类别。优先选用的温度类别为：-5/A，-5/C，-25/C。 表1环境空气温度 上限温度代号 环境空气温度，℃ 最高 24h平均最高 年平均最高 A B C D 40 45 50 55 30 35 40 45
20 25 3O 35 注：由制造厂与购买方协商制订的专门规范，可以高于表1中所列最高温度值。其温度类别以最低和最高温度但表示，如-5/70。 4.2基本参数 4.2.1额定电压 优先选用的额定电压为： 0.38，0.66,1kV。 4.2.2额定容量 额定容量优先从下面所列的及其乘以10的优先数中选取(单位为:kvar)。 3.0，3.6， 4.8，6.0，7.5，9.0，1O，12，l5，18，24。 4.3类别 装置分为户内装置和户外装置。 5技术要求 5.1使用要求 5.1.1海拔 安装运行地区的海拔应不超过2000m。 注：用于海拔高于上述规定值的装置，其要求由制造厂与购买方协商确定。 5.1.2环境空气温度 应符合与装置相应的温度类别。
电力电容器及无功补偿技术手册
电力电容器及无功补偿 技术手册 沙舟编著
目录 前言 第一章基本概念 (1) §1-1 交流电的能量转换 (1) §1-2 有功功率与无功功率 (2) §1-3 电容器的串联与并联 (3) §1-4 并联电容器的容量与损耗 (3) §1-5 并联电容器的无功补偿作用 (4) 第二章并联电容器无功补偿的技术经济效益 (5) §2-1 无功补偿经济当量 (5) §2-2 最佳功率因数的确定 (7) §2-3 安装并联电容器改善电网电压质量 (8) §2-4 安装并联电容器降低线损 (11) §2-5 安装并联电容器释放发电和供电设备容量 (13) §2-6 安装并联电容器减少电费支出 (15)
前言 众所周知，供电质量主要决定于电压、频率和波形三个方面。电网频率稳定决定于电网有功平衡，波形主要决定于网络和负荷的谐波，电压稳定则决定于无功平衡。当然三者之间也具有一定的内在关系。无功平衡决定于网络中无功的产生和消耗。在系统中无功电源有同步发电机、同步调相机、电容器、电缆、输电线路电容、静止无功补偿装置和用户同步电动机，无功负荷则有电力变压器，输电线路电感和用户的感应电动机，各种感应式加热炉、电弧炉等。为了满足系统中无功电力的需求，单靠发电机、调相机、电缆和输电线路电容是不够的，静补装置中也是采用电容器等。因此电容器在系统的无功电源中占有相当比重，加之调相机为旋转设备。建设投资大，运行维护费用高。近年来世界各国都积极装设电容器，满足系统无功电力要求，维持电压稳定。但各国主要是装设并联电容器，装串联电容器者较少，因此编者主要介绍并联电容器无功补偿技术，它还广泛应用于谐波滤波装置，动态无功补偿设备和电气化铁道无功补偿装置之中，因与电力系统谐波有关。限于篇幅，准备在“谐波技术”中详述。这里主要介绍一些无功补偿技术基础。限于编者水平，加上时间仓促，不当之处难免，请读者批评指正。
无功补偿柜电容器的容量换算问题
在无功补偿领域，我们经常会问的一句话是：电容器容量是多少？ 这里的“容量”又指电容器的额定容量，其实是指电容器的功率，单位用kvar（千乏）来表示。 专业知识普及 从下面这个公式可以看出电容器的功率与电压的关系： Q=2πfCU2 Q表示电容器的功率，单位var f表示系统频率，50Hz/60Hz C为电容器容量，单位uF(微法） U表示系统电压，单位kV(千伏） 由上面表达式可以看出，电容器的功率与施加到电容器两端 的电压平方成正比。 每一只电容器都有一个参数叫做额定电压，对应额定电压则有一个额定功率。 例如：选择电压为450V，额定功率为30kvar的电容器。 问1：当额定电压为450V，额定功率为30kvar的电容器，用在400V 系统中，其输出功率为多少呢？ 这就是我们经常碰到的问题，电容器的额定电压都是高于系统的额定电压的。
通过上面的公式，我们可以很快算出来： Q400=Q450×（4002/4502） =30×（4002/4502） ≈23.7 kvar 问2：为什么要选择额定电压高于系统电压的电容器呢？ 电容器经受过电压危害时将快速损坏。为了保障电容器的运行安全，需要选择额定电压大于系统电压的电容器。 到这个阶段我们知道了，如果无功补偿支路设计为纯电容器的话，无功补偿支路的输出功率要根据电容器的额定电压和系统电压进行折算。这也就是我们常说的安装功率（安装容量）和输出功率（输出容量）。 安装功率常指电容器的额定功率； 输出功率常指电容器在系统电压下的实际输出功率。 参照上面举例，我们可以知道：将额定电压为450V，30kvar的电容器应用于400V无功补偿系统，则此系统安装容量为30kvar，其输出容量为23.7kvar。 问3：当电容器串联电抗后，电容器与电抗器组成的补偿支路功率是多少呢？
集中式无功功率补偿器的设计—-硬件电路设计【开题报告】
毕业设计开题报告 测控技术与仪器 集中式无功功率补偿器的设计—-硬件电路设计 1选题的背景、意义 我国互联电网已经进入了大电网、大机组时代，对电网质量和系统稳定的要求也日益提高，解决终端用户无功补偿设备综合控制的问题越显紧要然而目前我国绝大部分终端用户采用传统的补偿装置，控制方式落后，无法实现远距离和总体控制的要求提高补偿设备整体性效率和灵活性，是工作重点通过智能化电网建设，利用现代化通信技术，整合用户资源，实现终端的无功平衡，可有效地提高系统的功率因数，降低损耗，改善电网质量。 提高功率因数，合理地选择用电设备提高自然功率数外，广泛采用并联电容性负载的方法来补偿无功功率。传统的方法是采用固定电容补偿方法，它仅使用于负载固定、无功功率相对稳定的静态用电装置；随着微机控制技术和半导体器件的发展，利用计算机对电网进行实时检测、控制，并根据无功功率的变化，自动切换补偿电容，可以准确、快速地实现动态无功补偿，达到降低消耗、改善供电质量之目的。 无功补偿技术的发展，他存在以下意义。 (1)补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数(2)减少发,供电设备的设计容量,减少投资,例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95时,安装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW;反之,增加0.52KW.对原有设备而言,相当于增大了发,供电设备容量.因此,对新建,改建工程.应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资. (3)降低线损,由公式△P%=(1-cosΦ/cosΦ)X100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数,cosΦ为补偿前的功率因数则cosΦ>cosΦ,所以提高功率因数后,线损率也下降了.减少设计容量,减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益.所以,功率因数是考核经济效益的重要指标,规划、实施无功补偿势在必行. 在第一个工业用晶闸管出现之前，电子半导体由于功率过小，在直流传动，
补偿控制器使用说明书
接线须知 1．信号取样原则：任取两相电压和余下一相电流，即取样电流信号的互感器所在相不要与电压信号相同。 2．取样电流必须自总负荷电流线，即电流信号互感器必须套于总进线柜母线段，不得取自电容屏。 3．10路补偿器的Uk在机器内部已经与工作电压Ub相接。 4．当交流接触器线圈工作电压为380V时，P点接A相；当交流接触器线圈工作电压为220V 时，P点接N线（零线）。 操作与运行 1．870补偿有两种运行状态：自动状态和手动状态，用户可通过按MODE键来进行自动/手动转换。当接通电源时，870I补偿器默认运行状态为自动运行状态，当有一定的用电负荷，ＣＯＳΦ显示超前，这是反相，可不用调换电流信号两根线，按870I面板上的反相按钮即可。 1．自动运行状态 自动模式下，870I补偿器内部微处理器实时监测电网参数，并根据功率因数作相应的自动投切动作。 2．手动运行状态 手动模式下，电容器的投切由用户操作控制，在此模式下，用户可以通过按+键做投入动作，按-键做投入动作，按－键做切除动作。 注：（1）不管是自动模式还是手动模式，当电网电压超过用户设置的过压值时，过压指示灯亮，补偿器逐级切除已投入的电容器，同时数码显示窗显示当前的电压值直到“过压”撤消。 （2）如果取样电流输入量小于是乎200mA，本机视为低电流，自动进入休眠状态，切除所有投入的电容器，数码窗不显示。 参数设置 在运行界面状态下连续按住mode键2秒即可进入用户设置状态，通过按mode键可依次各种设置值状态，按+键对所选设置增大调整，按—键对所选设置做减小调整，具体各参数的设置范围见表1。 注：在参数设置界面连续按住mode3秒返回运行界面的自动模式，此时参数存储到掉电保护存储中，如果补偿器处于参数设置界面，30S内用户没有按键盘操作，870I补偿器自动回复到运行界面的自动模式，但此时所作的参数修改被认为无效，不予存储。 常见故障及处理
无功功率就地补偿说明
HETB-S10无功功率就地补偿装置说明： 电动机无功功率就地补偿技术是国家推广的一项节电项目。大力推广这一新技术,对节能具有十分重要的意义。由于低压供电负荷距离变压器较远,采用电动机无功功率就地补偿技术除了节约电能外,还可降低线路压降、使电动机易于起动。 1、电动机就地补偿容量的选择 电动机就地补偿容量的选择,一般应以空载时补偿其功率因数至1为宜,不能以负荷情况计算。因为以空载情况补偿,则满载时仍为滞后。若以负荷情况补偿至cos =1,空载(或轻载)时势必过补偿(即功率因数超前)。过补偿的电动机在切断电源后,由于电容器之放电供给电动机以励磁,能使仍在旋转的电动机成为感应发电机,而使电压超出额定电压好多倍,对电动机的绝缘和电容器的绝缘都不利,因此,感应电动机就地补偿的电容器容量可由下式确定: QC≤1.732UNI0 式中:QC—就地补偿电容器的三相总容量,kW; UN—电动机的额定电压,kV; I0—电动机的空载电流,A。 防止电动机产生自激的电容器容量可按下式选用: QC=0.9×1.732UNI0=1.5588UNI0 就地补偿电容器容量选择的主要参数是电动机的励磁电流,因为不使用电容器可以造成电动机自激是选用电容器容量的必要条件。由于电动机的功率因数与负载率、极数和容量有很大关系,负载率越低,功率因数越低;极数越多,功率因数也越低;同时,容量越小,功率因数也越低。 2、就地补偿的接线方式 2.1直接起动和降压起动的电动机的补偿接线 对直接起动的高低压三相异步电动机,电动机无功功率就地补偿装置的电容器可以直接和它的出线端子相连接,电容器和电动机之间不需要装设任何开关设备。当电动机和电源脱离之后其绕组即为电容器放电电阻,因此不必专设电容器的放电装置。高压电动机的就地补偿装置, 2.2起动困难的低压电动机的补偿接线 高压电动机经常因供电距离太远造成起动困难,这时可以采用电动机无功功率就地补偿技术,为了提升负载端电压,可以适当增加补偿电容器的容量,当电容
无功补偿考试试题 (1)
一单项选择（共10道） 1 《并联电容器装置设计规范》GB50227-2008适用于（A ）kV及以下电压等级的变电站、配电站中无功补偿用三相交流高压、低压并联电容器装置的新建、扩建工程设计。 （Ａ）750（Ｂ）220 （Ｃ）110（Ｄ）35 ２电抗率是指并联电容器装置的（ C ）之比，以百分数表示。 （Ａ）串联电抗器的额定容抗与串联连接的电容器的额定感抗 （Ｂ）串联连接的电容器的额定容抗与串联电抗器的额定感抗 （Ｃ）串联电抗器的额定感抗与串联连接的电容器的额定容抗 （Ｄ）串联连接的电容器的额定感抗与串联电抗器的额定容抗 ３每个串联段的电容器并联总容量不应超过（ B ）kvar。 （Ａ）4200（Ｂ）3900 （Ｃ）2300 （Ｄ）1200 4 并联电容器装置总回路和分组回路的电器导体选择时，回路工作电流应按稳态过电流最大值确定，过电流倍数应为回路额定电流的（C ）倍。 （Ａ）1.1 （Ｂ）1.2 （Ｃ）1.3（Ｄ）1.5 ５用于单台电容器保护的外熔断器的熔丝额定电流，应按电容器额定电流的（C ）倍选择。 （Ａ）0.83--0.95 （Ｂ）0.95--1.12 （Ｃ）1.37--1.50（Ｄ）2--5 6 并联电容器装置的放电器件应满足电容器断电后，在5s内将电容器的剩余电压降至（C ）V及以下。（Ａ）380（Ｂ）220 （Ｃ）50（Ｄ）36 ７动态无功补偿装置SVC自身产生的3、5、7、11次谐波，采用角型接线，其中（ C ）次谐波不会流入系统。 （Ａ）5（Ｂ）7 （Ｃ）3 （Ｄ）11 8、计算电容器额定电压是，需要考虑哪些因素（A B C） （A）系统额定电压（B）串联电抗器引起的电压抬升 （C）谐波引起的电压抬升（D）电容器内部元件额定电压 9、110kV系统允许的电压总畸变率为（C） （A）1.6% （B）2.0% （C）2.4% （D）3.0% 10、电能质量对频率指标有严格的要求，系统频率主要取决于（B） （A）有功（B）无功（C）电压（D）电流 二填空题（共10道） 1、电力系统无功电源主要有同步调相机、同步发电机、电力电容器、静止无功发生器。 2、电容器成套装置一般由高压并联电容器、串联电抗器、隔离开关、电流互感器、避雷器以及其余附件组成。 3、并联电容器成套装置回路中串联电抗器的作用是抑制谐波和限制合闸涌流。 4、TCR型静止动态无功补偿装置一般具有热管自冷、水冷两种冷却方式。 5、电力电子元器件串联使用要解决均压问题，并联使用要解决均流问题，目前最常用的均压方式为在元器件两端并联RC均压回路。 6、静止无功发生器SVG一般具有空载、感性、容性三种运行方式。 2U。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受7、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为2 6U。（电源相电压为U2） 的最大反向电压为2 8、磁控型动态无功补偿装置其励磁方式一般分为内励磁和外励磁两种方式。 9、电能质量指标主要包括电压、电流、波形和畸变率。