0_4kV低压电网无功补偿方式探讨

电网的无功补偿—

摘要 电压是电能质量的重要指标之一，网损是电力企业的一项重要综合性技术经济指标。长期以来电力系统网络损耗问题比较突出，而无功补偿是降低线损的有效手段。随着电力系统负荷的增加，对无功功率的需求也日益增加。在电网中的适当位置装设无功补偿装置成为满足电网无功需求的必要手段。 本文从无功补偿的现实意义出发，分析了无功补偿的必要性和经济效益。简单介绍了目前无功补偿研究的现状，探讨无功补偿的原理并对主要的几种无功补偿方式进行了简要的分析，给出本文设计用于并联电容器组补偿方式的智能低压无功补偿装置的研究任务。装置采用ATT7022A检测电网运行参数，减少了CPU运算量，提高电网参数辨识的精度，并可以简化系统软件设计。系统以Atlmega64处理器为控制核心，采用功率因数控制和电压限制相结合的方式工作，并给出采用永磁真空开关在特定电压相角投切电容器的方法，有效解决了电容器投切过程中在线路上产生涌流的缺点，并设有多种保护措施，保护系统可靠、稳定运行。装置还设计了友好的人机接口和通讯接口，使用方便。 关键词：无功补偿、并连电容器、ATT7022A、Atlnega64

ABSTRACT V oltage is one of important quality index of electric power system. Power loss is an important synthesis technical and economic index of power companies. In the past several years, the problem of power loss is very serious. However, reactive compensation is an effective method to save power loss .Due to increasing loads of electric power system, demand of reactive power was also increasing. It became necessary means that reactive power compensation devices were installed in proper position of electric network. This thesis considers the significance of reactive Power compensation and analyses the indispensability and economic benefits of reactive Power compensation. The development status of reactive power compensation is briefly introduced. Principles of reactive power compensation are explained. Several primary reactive power compensation solutions are discussed. This thesis proposed an intelligent low voltage reactive compensation control scheme and implemented device for shunt capacitor compensation. An ATT7022A is adopted to detect the power grid operation information to reduce the calculation volume of CPU and enhance the precision of power grid parameter identification. This also simplifies design work of the software. ATMEGA64 is utilized as the main process unit and method combining power factor control and voltage limitation is used as the system working mode. Specific voltage phase is determined to switching shunt capacitor via permanent magnetic vacuum synchronous switch. Thus the surge produced during the traditional capacitor switching method is greatly diminished. It provides diverse protect measures to ensure the stability and reliability. It bears friendly human machine

国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则

国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下： 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV 电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV 及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。

配电网无功补偿方式

配电网无功补偿方式 合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏，造成的网损相当大，因此无功功率补偿是降损措施中投资少回收高的有效方案。配电网无功补偿方式常用的有：变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和用户终端分散补偿方式。 配电网无功补偿方案 1 变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿(如图1的方式1)，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制，通常采用无功补偿装置(一般是并联电容器组)结合变压器有载调压共同调节。通过两者的协调来进行电压/无功控制在国内已经积累了丰富的经验，九区图便是一种变电站电压/无功控制的有效方法。然而操作上还是较为麻烦的，因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整，甚至在某些区上会产生振荡现象;而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的，而在九区图没有相应的判断。因此，现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2 低压集中补偿方式 在配电网中，目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿(如图1的方式2)，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏左右，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。它主要目的是提高专用变用户的功率因数，实现无功补偿的就地平衡，对配电网和配电变的降损有积极作用，同时也有助于保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切。就这种方案而言，虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平往往是由系统情况决定的。当线路电压基准值偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，易出现无功过补偿或欠补偿。 对配电系统来说，除了专用变之外，还有许多公用变。而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变，由于其通常安装在户外的杆架上，实现低压无功集中补偿则是不现实的：难于维护、控制和管理，且容易造成生产安全隐患。这样，配电网的无功补偿受到了很大地限制。 3 杆上补偿方式 由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站或发电厂来填，大量的无功沿线传输使得配电网网损仍然居高难下。因此可以采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上(或另行架杆)进行无功补偿(如图1的方式3)，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。但由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行： (1)补偿点宜少，建议一条配电线路上宜采用单点补偿，不宜采用多点补偿; (2)控制方式从简。建议杆上补偿不设分组投切; (3)建议补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时出现过电压和过补偿现象;另外杆上空间有限，太多数电容器同杆架设，既不安全，也不利于电容器散热; (4)建议保护方式应简化。主要采用熔断器和氧化锌避雷器作简单保护。 显然，杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的

浅析低压电网中的无功补偿

浅析低压电网中的无功补偿 【摘要】无功补偿对电网系统有着重要的意义，对电网进行适当的无功补偿是提高电压质量的有效手段，通过对电网进行适当的无功补偿，可以稳定电网电压，提高功率因数和设备利用率，减小网络有功功率损耗，提高经常效益，从而达到降耗的目的。本文简要介绍了低压电网中的无功补偿含义和重要意义，论述了低压电网中的无功补偿原理、方法，并阐述了对无功补偿装置的选择及应用。 【关键词】电网配置原则低压无功补偿技术应用 1 引言 随着我国民经济的不断发展，电力已成为国民生产生活中不可或缺的重要工具，合理用电、节约用电就显得尤为重要。在我国的工业、农业和民用用电量大幅增加的用电负荷中，整流和变频设备所占的比例也在不断增加，这使得无功电流成为一大障碍，不仅增大供电系统的损耗，而且还可能引发通信系统的故障。因此减少无功电流的损失成为诸多专家和学者面临的严峻挑战。其实，无功并非无用之功，依靠它才能在电路的电感、电容元件中建立变化的电、磁场，从而建立电压，传递和转换有功功率，成为电力系统和用电设备正常运转所不可缺少的重要因素。无功功率不足，会导致系统电压及功率因数降低，因而损坏用电设备，甚至会造成电压崩溃，使系统瓦解，从而造成大面积停电。 2 低压电网中的无功补偿含义及重要意义 （1）低压电网中的无功补偿是对低压电网中的无功功率进行补偿的措施，旨在提高低压电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善低压电网的供电环境。所谓无功补偿是因为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。低压电网中的无功补偿通过选择合适的补偿方法和补偿装置，可以最大限度的减少低压电网的损耗，使电网质量提高，减少电压波动和降低谐波，从而提高电压稳定性。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，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。因此，电力系统无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最优补偿，不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，而且可以降低网损，使电力系统能够安全经济的运行。 （2）低压电网中的无功补偿能够提高电网的电压稳定性，从而提高电压质量，有效降低电力传输过程中的功率损耗和电能损耗，提高供配电设备的供电能力，因此，工矿企业内部供配电系统需安装无功补偿装置。通过无功补偿，不但可以提高低压电网的电压质量和配电设备的利用率，还可以为企业的节能低碳作出贡献。企业的功率因数直接关系到企业的电价，企业若想降低电力费用，不但

电力系统无功补偿论文

电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 电气与信息工程学院 自动化13-2 马春野 20131802

电力系统的无功优化、补偿及 无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 一前言 随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。 无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。 二无功优化和补偿的原则和类型 1、无功优化和补偿的原则 在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定： 1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制； 2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。 3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。 4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。 2、无功优化和补偿的类型 电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。

关于配电网无功补偿若干问题的探讨

关于配电网无功补偿若干问题的探讨 摘要：电网无功补偿是一项建设性的技术措施,对电网安全、优质、经济运行有重要作用。因此，本文作者结合目前人们所关注的电网无功补偿问题进行了分析和建议。 关键词：配网，无功补偿，分析 1配电网无功补偿方案比较 配电网无功补偿方案有变电所集中补偿(方式1)、配电变压器低压补偿(方式2)、配电线路固定补偿(方式3)和用电设备随机分散补偿(方式4)。 1.1变电所集中补偿 变电所集中补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等,主要目的是平衡输电网的无功功率,改善输电网的功率因数,提高系统终端变电所的母线电压,补偿变电所主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电所10kV母线上,因此具有易管理、方便维护等优点,但这种补偿方案对10kV配电网的降损不起作用。 为实现变电所的电压/无功综合控制,通常采用并联电容器组和变压器有载调压抽头协调调节。但大量的实际应用表明,投切过于频繁会影响电容器开关和变压器分接头的使用寿命,增大运行维护工作量,通常要限制变压器抽头调节和电容器组操作次数。采用电力电子开关控制成本比较高、开关自身功率损耗也很大,因此变电所高压电压/无功综合控制技术仍有待进一步改善。

鉴于变电所集中无功补偿对提高高压电网功率因数、维持变电所母线电压和平衡系统无功有重要作用,因此应根据负荷的增长需要、设计好变电所的无功补偿容量,运行中在保证电压合格和无功补偿效果最好的情况下,尽可能使电容器组投切开关的操作次数为最少。 1.2配电变压器低压补偿 配电变压器低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大,通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿,总补偿容量在几十至几百千乏不等。目的是提高专用变压器用户功率因数,实现无功的就地平衡,降低配电网损耗和改善用户电压质量。 配电变压器低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高、降损节能效果好。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散,因此补偿工作的投资较大,运行维护工作量大,因此要求厂家要尽可能降低装置的成本,提高装置的可靠性。 采用接触器投切电容器的冲击电流大,影响电容器和接触器的使用寿命;用晶闸管投切电容器能解决接触器投切电容器存在的问题,但明显的缺点是装置存在晶闸管功率损耗,需要安装风扇和散热器来通风与散热,而散热器会增大装置的体积,风扇则影响装置的可靠性。 为解决这些问题,开发、研制了机电一体开关无功补偿装置。该装置采用固定补偿与分组补偿结合,以降低装置的生产成本;装置能实现分相补偿,以满足三相不平衡系统的需要。 机电开关控制使装置既有晶闸管开关的优点,又具有接触器无功率损耗的优点。几千台装置的现场运行、试验表明,机电开关补偿装置体积

电网建设中的无功补偿

X 10 电网建设中的无功补偿 1功率因数和无功功率补偿的基本概念 1.1功率因数：电网中的电气设备如电动机变压器等属于既有电感又有电阻的电 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， 相位角的余弦 cos ?即是功率因数，它是有功功率与视在功率之比即 cos ? = P/S 。功率因数是 反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度及用电管理水平的一个重要 指标。 1.2无功功率补偿：把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性 装置释放能量时，感性负荷吸收能量，而感性负荷释放能量时，容性装置却在吸 收能量，能量在相互转换，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功 功率中得到补偿。 2无功补偿的目的与效果 2.1补偿无功功率，提高功率因数 2.2提高设备的供电能力 由P = S ? cos ?可看出，当设备的视在功率 S 一定时，如果功率因数cos ? 提高，上式中的P 也随之增大，电气设备的有功出力也就提高了。 2.3降低电网中的功率损耗和电能损失 由公式I = P/( ? U ? cos ? )可知当有功功率P 为定值时，负荷电流I 与 cos ?成反比，安装无功补偿装置后，功率因数提高，使线路中的电流减小，从 而使功率损耗降低：△ P =I 2R,降低电网中的功率损耗是安装无功补偿设备的主 要目的。 2.4改善电压质量 在线路中电压损失4U 的计算公式如下： A U= 式中 A U ——线路中的电压损失kV P ——有功功率MW

]=300 X( 1. 33— 0. 48) =255 (kvar ) Q= Q -- 无功功率Mvar U -- 额定电压kV R ――线路总电阻Q X L ――线路感抗Q 由上式可见，当线路中的无功功率 Q 减少以后，电压损失4U 也就减少了 2.5减少用户电费开支，降低生产成本。 2.6减小设备容量，节省投资。 3无功补偿容量的选择 3.1按提高功率因数值确定补偿容量 Q c 式中P ——最大负荷月的平均有功功率 kW cos ? i cos ? 2 - 补偿前后功率因数值 例如：某加工厂最大负荷月的平均有功功率为 300kW 功率因数cos ?二0.6， 拟将 功率因数提高到0.9，则所选的电容器容量为： 3.2按提高电压值确定补偿容量Q (kvar ) 式中 △ U 需要提高的电压值 V (kvar ) Q=300X[

电网无功补偿装置

工业企业供电课程报告电网无功补偿装置 学生姓名： 班级学号： 任课教师： 提交日期：2011.12.12 成绩：

电网无功补偿装置 一、研究背景、现状和意义 1.0无功问题背景 随着我国经济改革的不断深入，国民经济持续快速增长，工业企业的数量不 断增加，人们生活水平不断提高，这些都导致电量的需求大大增加。相比较而言， 我国发电机的装机容量与输配电能力的增加速度没有需求快，致使我们一些省份 出现“电荒”的情况，尤其一些经济相对发达的地区和用电负荷较大的大中城市。 更有甚者，部分城市在用电高峰期出现拉闸限电以使电网正常运行的情况，严重 制约着国民经济的发展，也给人民群众的生活带来很大不便。电压是电能主要质 量指标之一，电压高低反映无功出力与用户无功负荷是否平衡。就我国来说，电 力系统的用电负荷主要为感应电动机、变压器、感应电炉与电弧炉、电焊机与电 焊变压器、整流设备等感性负载。这些负载在消耗着大量有功功率的同时也在消 耗着大量的无功功率，造成电网功率因数偏低。大量感性负载的使用使得必须提 供足够的无功容量满足负载要求，否则会造成电网电压降低，电网供电质量下降 的不良后果。当电网低电压运行的危害可以归纳为以下6种[1]： (1) 当电压下降到额定电压65％---70％时，无功静态稳定破坏，发生电压 崩溃，造成大面积停电事故； (2) 发电机因运行电压降低而减少它的有功功率及无功功率的输出，由于定 子电流与转子电流受额定值限制，因此发电机的有功出力及无功出力近似与运行 电压成正比关系； (3) 送变电设备因运行降低而增加能耗； (4) 烧毁用户发动机； (5) 由于电源电压下降，引起电灯功率下降、光通量减小和照度的降低。 (6)发电机因电压低而影响有功及无功出力。 ?cos N N I U P = 由上式可见，当负载的功率因数1cos

微电网系统中谐波和无功补偿问题的研究

学校代号10731 学号092081103001 分类号TM761 密级公开 硕士学位论文 微电网系统中谐波和无功补偿问题的研 究 学位申请人姓名张磊 培养单位电气工程与信息工程学院 导师姓名及职称党存禄教授 学科专业系统工程 研究方向电力系统谐波和无功补偿 论文提交日期

学校代号：10731 学号：092081103001 密级：公开 兰州理工大学硕士学位论文 微电网系统中谐波和无功补偿问题的研 究 学位申请人姓名：张磊 导师姓名及职称：党存禄教授 培养单位：电气工程与信息工程学院 专业名称：系统工程 论文提交日期： 论文答辩日期： 答辩委员会主席：

Research on the Problem of the Harmonic and Reactive Power Compensation in the Micro-grid System by ZHANG Lei B.E.( Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management) 2008 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of Master of Engineering in Power Electronics & Power Drives in the Graduate School of Lanzhou University of Technology Professor Dang Cunlu May, 2012

电网的无功补偿与电压调整

电网的无功补偿与电压调整 、输电网的无功补偿与电压调整 输电网多数无直供负载，一般不为调压目的而设置无功补偿装置。参数补偿多用于较长距离的输电线路，有串联补偿（又称纵补偿）与并联补偿（又称横补偿）之分。电压支撑则多用于与地区受电网络连接的输电网的中枢点。 1.1电抗器补偿 电抗器是超高压长距离输电线路的常用补偿设备，用以补偿输电线路对地电容所产生的充电功率，以抑制工频过电压。电抗器的容量根据线路长度和过电压限制水平选择，其补偿度（电抗器容量与线路充电功率之比）国外统计大多为70-85，个别为65，一般不低于60。电抗器一般常设置在线路两端，且不设断路器。 1.2串连电容补偿 串联电容用来补偿输电线路的感抗，起到缩短电气距离提高稳定性水平和线路的输电容量的作用。串联电容器组多为串、并联组合而成，并联支数由线路输送容量而定，串联个数则由所需的串联电容补偿度（串联电容的容抗与所补偿的线路感抗之比）而定。串联电容补偿一般在50以下，不宜过高，以免引起系统的次同步谐振。输电网中因阻抗不均而造成环流时，也可用串联电容来补偿。日本在110kV环网中就使用了串联电容补偿。 1.3中间同步或静止补偿 在远距离输电线路中间装设同步调相机或静止补偿装置，利用这些

装置的无功调节能力，在线路轻载时吸收线路充电功率，限制电压升高；在线路重载时发出无功功率，以补偿线路的无功损耗，支持电压水平，从而提高线路的输送容量。中间同步或静止补偿通常设在线路中点，若设在线路首末端，则调节作用消失。 输电网的电压支撑点与调压输电网与受电地区的低一级电压的电网相联的枢纽点，常设置有载调压变压器或有相当调节与控制能力的无功补偿装置，或者二者都有，以实现中枢点调压，使电网的运行不受或少受因潮流变化或其他原因形成的电压波动的影响，在电网发生事故时起支撑电压的作用，防止因电网电压剧烈波动而扩大事故。 电压支撑能力的强弱，除与补偿方法和补偿容量大小有关外，更与补偿装置的调节控制能力和响应速度有关。并联电容器虽是常用而价廉的补偿设备，但其无功出力在电压下降时将按电压的平方值下降，不利于支撑电压。大量装设并联补偿电容器反而有事故发生助长电网电压崩溃的可能性。采用同步调相机和静止无功补偿装置辅以适当的调节控制，是比较理想的支撑电压的无功补偿设备。近年来，国内外均注重静止补偿装置的应用。 2、配电网的无功补偿与电压调整 以相位补偿和保证用户用电电压质量为主。 2.1相位补偿亦称功率因数补偿 用电电器多为电磁结构，需要大量的励磁功率，致使用户的功率因数均为滞相且较低，一般约为0.7左右。励磁功率滞相的无功功率在配电网中流动，不仅占用配电网容量，造成不必要的损耗，而且导致用户

《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》

《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV 及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。 第八条35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功

探讨配电网无功补偿技术及其应用

探讨配电网无功补偿技术及其应用 随着社会经济的发展，电能的供应和配电网络的建设受到了越来越多的重视，在电力系统当中，配电网的链接输电系统是一个枢纽。在人们对电能电量的需求越来越多并要求电能供应越来越稳定的情况下，对配电网的应用要求也就逐渐的提高。对于无功补偿在配电网中的应用来说，能够有效地提高供电质量的技术。本文针对配电网无功补偿技术的应用现状和相关的应用展开研究，对配电网无功补偿技术的原理和典型的应用模式等方面的问题进 行分析，希望能够对以后的工作提供帮助。标签：配电网络;无功补偿技术;现状与应用分析 引言： 随着工业的发展和信息技术的进步，电能已经成为人们生产和生活中不可或缺的一项能源，在电能供应的规模和性能都得到了很大的发展。在我国的配电体系中，其主要的作用就是沟通发电厂和电力用户的核心环节，也在很大程度上决定了供电的效率和质量。随着电力系统的不断完善和整体化，配电网中的电力损耗和安全稳定及自动化运行变得越来越重要，在配电网的管理技术中需要迫切的解决这一难题。 一、配电网无功补偿的技术原理 无功补偿技术是针对配电网产生的管理技术，主要是对电力损耗和电力波动的现象展开管理工作的，这项技术已经在配电网中已经得到了广泛的应用。在无功补偿技术的原理上主要是将电磁感应技术应用到其中并进行多种形式的能量转化，这样就能产生交变磁场。在核定的时间内对能量的功率进出之间达到平衡，这就是所说的无功功率，在有功功率为一定值的前提条件基础上，供电系统的功率越小，对整个系统的无功功率的要求就越高，在电网系统中，如果消耗了过多的无功功率，配额很脏中的整体电容量就会有所增加，如果这个时候在用户端缺少功率的补偿就会在电路上消耗更大的电力资源，这样也会使整个电力系统运行的效率有所减小，所以这时无功功率的补偿技术就具有重要的作用，能够为电力系统的平稳运行和供电的质量提供帮助。 二、无功补偿的工业作用 在配電系统中的无功补偿技术的实现过程中，想要真正的进行有效的无功补偿就要在技术操作上遵循一定的原则，其中具体的技术操作包括以下几点： （一）提供功率因素。 功率的价值主要表现在功率处于一定值时，无功功率得到一定的补偿后，功率因素角度就会相应的减少，这样就使功率因素的余弦值会相应的增大。这样在

电网的无功补偿与电压调整

电网的无功补偿与电压调整 1、输电网的无功补偿与电压调整 输电网多数无直供负载，一般不为调压目的而设置无功补偿装置。参数补偿多用于较长距离的输电线路，有串联补偿（又称纵补偿）与并联补偿（又称横补偿）之分。电压支撑则多用于与地区受电网络连接的输电网的中枢点。 1.1电抗器补偿 电抗器是超高压长距离输电线路的常用补偿设备，用以补偿输电线路对地电容所产生的充电功率，以抑制工频过电压。电抗器的容量根据线路长度和过电压限制水平选择，其补偿度（电抗器容量与线路充电功率之比）国外统计大多为70-85，个别为65，一般不低于60。电抗器一般常设置在线路两端，且不设断路器。 1.2串连电容补偿 串联电容用来补偿输电线路的感抗，起到缩短电气距离提高稳定性水平和线路的输电容量的作用。串联电容器组多为串、并联组合而成，并联支数由线路输送容量而定，串联个数则由所需的串联电容补偿度（串联电容的容抗与所补偿的线路感抗之比）而定。串联电容补偿一般在50以下，不宜过高，以免引起系统的次同步谐振。输电网中因阻抗不均而造成环流时，也可用串联电容来补偿。日本在110kV环网中就使用了串联电容补偿。 1.3中间同步或静止补偿 在远距离输电线路中间装设同步调相机或静止补偿装置，利用这些装置的无功调节能力，在线路轻载时吸收线路充电功率，限制电压升高；在线

路重载时发出无功功率，以补偿线路的无功损耗，支持电压水平，从而提高线路的输送容量。中间同步或静止补偿通常设在线路中点，若设在线路首末端，则调节作用消失。 输电网的电压支撑点与调压输电网与受电地区的低一级电压的电网 相联的枢纽点，常设置有载调压变压器或有相当调节与控制能力的无功补偿装置，或者二者都有，以实现中枢点调压，使电网的运行不受或少受因潮流变化或其他原因形成的电压波动的影响，在电网发生事故时起支撑电压的作用，防止因电网电压剧烈波动而扩大事故。 电压支撑能力的强弱，除与补偿方法和补偿容量大小有关外，更与补偿装置的调节控制能力和响应速度有关。并联电容器虽是常用而价廉的补偿设备，但其无功出力在电压下降时将按电压的平方值下降，不利于支撑电压。大量装设并联补偿电容器反而有事故发生助长电网电压崩溃的可能性。采用同步调相机和静止无功补偿装置辅以适当的调节控制，是比较理想的支撑电压的无功补偿设备。近年来，国内外均注重静止补偿装置的应用。 2、配电网的无功补偿与电压调整 以相位补偿和保证用户用电电压质量为主。 2.1相位补偿亦称功率因数补偿 用电电器多为电磁结构，需要大量的励磁功率，致使用户的功率因数均为滞相且较低，一般约为0.7左右。励磁功率——滞相的无功功率在配电网中流动，不仅占用配电网容量，造成不必要的损耗，而且导致用户电压降低。相位补偿是以进相的无功补偿设备（如并联电容器）就近供给用户或配电网所需要的滞相无功功率，减少在配电网中流动的无功功率，降低网损，

电力系统电压与无功补偿

现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。 1 电压与无功补偿 电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端，驱动用电设备工作。 交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称 为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。

国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流的乘积 为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。

我们以电感元件和电容元件的并联回路来说明这个问题，见图1a，在电压的作用下，电感回路中电流滞后电压90°，而在电容回路中电流却是超前电压90°，即在同一电压作用下，任一瞬时，IL和IC在时间轴对称。我们将每一瞬间电感上的电压与电感电流IL相乘得到电感的功率曲线PL(图1b)，同样的，将电容上的电压与电容电流IC相乘得到电容的功率曲线PC(图1c)。 如图2a所示，功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率，并把所吸 电感收的能量转化为磁场能量；而在第一和第三个1/4周期内

各种无功补偿装置的比较

目前各国家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 第 1 页共2 页

对电网无功补偿的探讨

对电网无功补偿的探讨 发表时间：2018-09-18T20:13:23.650Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：刘桂秀 [导读] 摘要：无功功率是保证电网电压稳定和减少有功损耗的重要因数，它的产生基本不消耗能源，但无功功率在输电线路上传送却要引起无功功率和电网电压的损耗。 身份证号码：45232219830915xxxx 摘要：无功功率是保证电网电压稳定和减少有功损耗的重要因数，它的产生基本不消耗能源，但无功功率在输电线路上传送却要引起无功功率和电网电压的损耗。通过有效合理的对无功补偿设备的配置，改善无功功率的分布可以有效的减少无功功率和电网电压的损耗。 关键词：无功功率、无功补偿、电网电压、损耗 电网传输的功率分有功功率和无功功率。直接消耗电能，将电能转变为机械能、热能等，利用这些能做功的部分功率称为有功功率；不消耗电能，只是把电能转换成另一种形式的能，这种能作为电气设备能够做功的必备条件，并且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，无功功率的传送同样需要电流来完成，这样就会增加线路上的功率损耗，引起发热，增加线路末端的电压降。 电网中有很多感性负载要吸收无功功率，如变压器、交流电焊机等，且这部分感性无功值是大于零的，在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，由于容性无功的值小于零，这样一个小于零的无功和一个大于零的无功就可以相互抵消，这样就减少了无功功率在电网线路中的流动，因此降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，以实现无功功率的就地供应、分区平衡，从而提高电能做功的效率，这就是无功补偿。 电网无功补偿的基本原则：按电压分层、按电网分区、就地平衡，避免无功功率的远距离输送，以免占用线路输送容量和增加有功损耗。 一、无功补偿的设计原则 无功补偿应全面规划、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、集中补偿和分散补偿相结合。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，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、降损和调压相结合。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，线路损耗大，若对此线路进行补偿，可提高线路的供电能力。 二、无功补偿容量的确定 1、高压补偿容量：变电站内按主变压器容量的10%-15%配置，线路补偿按照15%配置； 2、低压集中补偿容量：按变压器容量的20%-40%配置； 3、就地补偿容量：一般按电动机功率的25%-40%。 三、无功补偿回路数的确定 在补偿容量确定的情况下，补偿的回路数分得越多，每一回路的补偿容量越小，补偿的效果越好，但投资越大，设备的造价越高，产品的性价比越差。同时电容器的分组数越多，与系统发生谐振的几率越大。 通常根据最小负荷波动特点确定单支路补偿的容量，从而确定补偿回路数。0.4kV系统的户外补偿箱一般选择2-4个回路，户内补偿柜一般选择4-10个回路，高压补偿一般1-4回路，补偿回路数越多，在存在谐波的情况下与系统产生谐波谐振的几率越大。因此，在保证投切精度的情况下，以选择的回路数越少性价比越高。 四、选用电容器进行功率因数补偿的意义 采用电容器无功补偿具有管理维修方便，布置灵活，深入负荷中心，成本低廉等优点，低压电容器补偿被广泛应用，其重要意义有如下几点： 1、充分发挥发电机、变压器的装机容量的潜力，发电机、变压器只向负荷提供有功功率，而负荷所需的无功功率，则由电容器提供，电容器被看成是个无功电源。这样电源可只输送负荷所需的有功功率，从而减少线路有功损耗、线路导线截面积开关容量，从而节省投资。 2、无功补偿对减轻电压波动、改善电源质量有帮助。加入电容器补偿，可以减少线路无功功率的传输。当大型感性设备投入时，其冲击电流在线路上的压降减少，使电压波动的副值减少，从而改善电压质量。 3、采用电容器就地补偿后，对电动机的启动有好处，因为启动时无功就地由电容器供给，电网只有提供有功功率，线路电压降减少，电动机端电压提高，有利于电机的顺利启动。 4、采用电容补偿使功率因数提高，这样不但不会受到供电部门罚款，而且还可以得到奖励，直接获取经济效益。采用电容补偿，可使变压器装机容量减少，这样用户安装增容费减少，而按二部电价收取的固定电费部分也相应减少。 五、动态补偿和静态补偿的特点 静态补偿，是指补偿电容器不随无功功率的波动而实时跟踪投切，不但不实时投切，还要人为地延时投切，一般延时在40S以上。随着用电设备的投入或切除，电网所需的无功功率也随之变化，为了不使电容器投切过于频繁，造成投切元件损坏严重及电容器收到冲击次数过多，采取人为延时措施，待供电回路功率因数稳定地低于某一规定值后，再投入电容器。反之。当功率因数持续高于某一值，或出现向电网反送无功功率时，经延时后，上述现象没有改观再切除补偿电容器。静态补偿对用户在一段时间内的平均功率因数并无不良影响，也不影响供电部门对收费的影响，反而因避免频繁投切延长了执行元件及补偿电容器的使用寿命。另外，由于不随无功功率的波动而实时地进行投切，投切的执行元件采用接触器即能满足要求，从而减少补偿装置的造价，也方便对其维护。 动态补偿，是补偿电容器的投切要紧随负荷的无功功率的变化，不失时机的投切电容器，即进行实时跟踪补偿。为达到实时跟踪补偿的目的，从信号的检测到投切的执行要在10-20ms内完成。若采用电磁元件作执行元件，将无法满足快速投切要求。为达到此要求，采用