电力电容器及无功补偿培训讲义
培训内容——无功补偿专题
无功补偿专题
4.3串联电容器 § 4.3串联电容器
串联电容器与导线串联以补偿线路的感性电抗，这将减小线路所连接点间的 转移电抗，增加最大传输功率，也实际减小无功功率损耗，尽管串联电容器并不 通常用于电压控制的用途，但它们确实能改善电压控制和无功功率平衡。 并补通过减少无功流动，从而直接减少线路有功损耗；串补通过提高电压水 平而减少有功损耗，等容量下不如并补作用强；并补通过减少无功流动而减少电 压损耗，效果不如串补明显，串补由 X C上的负电压损耗抵偿 X L上的电压损耗， 对于配网而言，适用于电压波动频繁、功率因数低的这种极端场合，如焊机和电 弧炉就是典型的低功率因数和间断性负荷。实际上，串联电容器还可以用来提高 两条或者多条并联线路之一的负荷分配。 串联电容和变压器之间如铁磁谐振将产生谐振过电压，比如当对一个空载的 变压器充电或者突然跳开一个负荷时可能会发生这样的情况。因此在配网中，串 联电容未被广泛使用。 很显然，串联电容不可能对其投切，因此，在无功电压控制系统中，它们不 是无功补偿的控制手段。
U ≈ X
' 2C
U2C (U 2' C − U 2' )
其优点：可分散、集中、分相补偿；投资少、功损耗少，无旋转部件，维 护量小，可根据负荷情况分组投切； 缺点：电压急剧下降, 不利于电压稳定，投入时会产生尖峰电压脉冲。 特点：只发感性无功, 可全部或部分切除，不能平滑调节，因此，当 无功优化模型和控制模型加入后使得数学方程不可微，使得算法变得复杂。
图 2-6负荷无功－电压平衡过程
无功补偿专题
§ 3 无功与损耗的关系
电力网的线损一直以来是衡量电力系统建设和完善化以及运行管理水平高低 的一项综合性指标，进行合理的无功补偿，不但可以调节电压，也是降低网络损 耗的有效措施。 (P 2 + Q 2 )R 功率损耗计算公式 ∆ P = U2 (2-8) 从式(2-8)可见，当有功功率和无功功率通过网络电阻时，会造成有功功率 损耗。一方面，当输送功率( P2 + Q2 )一定时，功率损耗与网络电阻(R)成正比， 即网络电阻越大，功率损耗越大；另一方面，当输送的有功功率一定时，输送的 无功功率越多，总的有功损耗就越大，反之输送的无功功率越少时，总的有功损 耗就越小。 但通常情况下网络电阻由固有的网络结构决定，改造费用比较大，因此总的 功率损耗的增加或减少决定于输送的无功功率的变化。 例如，当cos=0.7时，Q=P，则有 ∆P = ∆P ，即由输送无功功率Q造成的有功 p Q 损耗与输送有功功率P所造成的有功损耗相等。
无功补偿培训教材
无功补偿专题培训▲无功功率的产生工作在磁场的电力负载（电动机，扼流圈，变压器，感应式加热器，电焊机）都会产生不同程度的电滞，即所谓的电感。
感性负载有这样一种特性—即使所加的电压改变方向，感性负载的这种滞后仍能将电流方向（如正方向）维持一段时间。
当电流和电压反向时，电流和电压之间存在相位差，此时，产生负功率并反馈到电网中。
当电流和电压再次相同时，需要同样大小的能量在感性负载中建立磁场。
这种磁场交换能量被称为无功功率。
在交流电网（50/60Hz）中，这一过程每秒重复50或60次。
----------所以一个简单的解决方案是暂时地将磁场反向能量存在电容器中并将该无功功率注入到电网中去。
△功率因数（低功率因数COSφ）低功率因数可导致ⅰ提高成本及能源消耗ⅱ降低输电效率ⅲ电网电能损耗ⅳ较高的变压器损耗ⅴ电网压降增加△功率因数改善功率因数可通过以下途径进行改善ⅰ电容器无功功率补偿ⅱ半导体有功功率补偿ⅲ过励同步电机（电动机/发电机）△PFC的类型（去谐式或常规）ⅰ个别补偿或固定补偿（对单个无功产生单元独立补偿）ⅱ分组补偿（无功产生单元联成一组，并作为一个整体进行补偿）ⅲ集中补偿或自动补偿（由PFC系统在负荷中心点上自动补偿）ⅳ混合补偿◆无功功率的基本知识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。
在电力系统中，粗略的说，为了输送无功功率，就要求送电端和受点端的电压有一相位差，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。
不仅网络元件消耗无功功率，大多数负载也消耗无功功率，网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中获得。
显然，如果这些无功功率都是由发电机提供并经长距离的传输是不合理的，也是不可能的，所以最合理的方法是在需要无功功率的地方进行无功补偿。
▲电容投切当电容器接入交流电网时，谐振电路或多或少会有一定程度的衰减。
电容无功补偿柜培训课件
电容无功补偿柜一. 电容补偿柜之作用 :用以提高功率因数，调整电网电压，降低线路损耗，充分发挥设备效率，改善供电质量。
二.电容柜工作原理:用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。
当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。
电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。
电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源。
三 . 电容补偿技术 :在工业生产中广泛使用的交流异步电动机，电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。
这些感性负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度。
这个角度的余弦，叫做功率因数，这个电流（既有电阻又有电感的线圈中流过的电流）可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压 90 度的无功分量。
这个无功分量叫做电感无功电流。
与电感无功电流相应的功率叫做电感无功功率。
当功率因数很低时，也就是无功功率很大时会有以下危害：•增长线路电流使线路损耗增大，浪费电能。
•因线路电流增大，可使电压降低影响设备使用。
•对变压器而言，无功功率越大，则供电局所收的每度电电费越贵，当功率因数低于 0.7 时，供电局可拒绝供电。
•对发电机而言，以 310KW 发电机为例。
310KW发电机的额定功率为 280KW ，额定电流为 530A ，当负载功率因数 0.6 时功率 = 380 x 530 x 1.732 x 0.6 = 210KW从上可看出，在负载为 530A 时，机组的柴油机部分很轻松，而电球以不堪重负，如负荷再增加则需再开一台发电机。
加接入电容补偿柜，让功率因数达到 0.96 ，同样 210KW 的负荷。
电流 =210000/ （ 380x1.732x0.96 ） =332A补偿后电流降低了近 200A ，柴油机和电球部分都相当轻松，再增加部分负荷也能承受，不需再加开一台发电机，可节约大量柴油。
(参考资料)无功补偿最全培训资料
目标：确定案例中电容器组补偿方式 �进线变压器容量为800kVA. � 计算的用户电容器组补偿容量为210kvar �电容器组应采用哪种补偿方式？
210 / 800 = 26% 自动补偿
2016-10-24
�说明 ----物理步组是电容器组的物理分组（功能板，模块） ----电气步组可能是多个物理步组的组合
----输入 • 电源电压：220V, 400V… • 电流互感器二次电流：1A, or 或5A
----输出 • 步数: 6 步 或12 步
----功能 • 报警 • 报警节点 • 显示
2016-10-24
----通讯
基于元器件的解决方案
�功率电缆 ----环境温度不超过40 °C：连接电缆必须可以在50 °C的温度下承受 ----环境温度不超过50 °C：连接电缆必须可以在60 °C的温度下承受 �二次回路
2016-10-24
2016-10-24
2016-10-24
为什么选择13.7％的电抗器？ 商建写字楼的谐波污染一般 以3次谐波为主，13.7％电抗 器可抑制3次及以上的谐波！
2016-10-24
�一些负载需要消耗无功功率 �无功功率占用电源容量，增加电能损耗 �无功功率降低功率因数，引起无功罚款
�一些负载需要消耗无功功率 �无功功率占用电源容量，增加电能损耗 �无功功率降低功率因数，引起无功罚款 �无功功率补偿可以提高功率因数，避免无功罚款 �无功功率补偿可以减少设备容量，提高电源利用率 �无功功率补偿可以减低损耗实现节能降耗 �无功功率补偿可以稳定电压，提高电能质量
� 消耗少量无功功率的电力设备
– 变频器 – 整流器
2016-10-24
Reactive power Active power
无功补偿讲课课件
无功补偿的原理及 实现方式
无功补偿装置的组 成及工作原理
无功补偿的重要性
提高电力系统稳定性：无功补偿能够平衡电力系统的无功功率，减少电压波动和 闪变，提高电力系统的稳定性。
降低线损：无功补偿能够减少线路中的无功电流，从而降低线路损耗，提高电力 输送效率。
提高功率因数：无功补偿能够提高电力系统的功率因数，减少无功功率的消耗， 提高用电设备的效率。
无功补偿讲课课件
汇报人：PPT
目录
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01
无功补偿装置
04
无功补偿概述
02
无功补偿的应用场景
05
无功补偿技术
03
无功补偿的优化策略
06
添加章节标题
无功补偿概述
定义与作用
无功补偿的定义 无功补偿的作用 无功补偿的理
无功补偿的基本概 念
无功补偿的作用
绿色无功补偿技术： 采用新能源、清洁 能源等绿色技术， 实现无功补偿设备 的绿色化和环保化， 促进电力系统的可
持续发展。
无功补偿面临的挑战与机遇
挑战：技术更新换代快，需要不断跟进；市场竞争激烈，需要提高产品质 量和服务水平；环保要求提高，需要降低能耗和排放。
机遇：随着电力系统的智能化和电网的升级，无功补偿技术将有更大的发展空间；新能源 和智能电网的发展将带来新的市场需求；技术创新和产业升级将提高企业的竞争力和市场 份额。
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选择合适的投切方式和控制策略
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定期对装置进行维护和检修
优化无功补偿的控制策略
引言：介绍无功补偿的重要性及其优化策略的意义
控制策略：阐述无功补偿的控制策略，包括电压控制、无功功率平衡、有功功率平衡等 优化方法：介绍无功补偿的优化方法，如基于遗传算法、粒子群算法等智能优化算法的应用
无功补偿培训教程.
无功补偿培训教程-基础篇一. 无功补偿基础知识(一)功率、功率因数1.有功功率：在直流电路中，从电源输送到电器（负载）的电功率，是电压与电流的乘积，也就是电器实际所吸收的功率。
在交流电路中，由于有电阻和电抗（感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送到电器的电功率并不完全做功。
因为其中有一部分电功率（电感和电容所储的电能）仍能回输到电源，因此，实际为电器所吸收的电功率叫有功功率。
用字母P 表示。
国际单位瓦，用字母W 表示。
通常有功功率的单位用千瓦，用字母KW 表示。
2.无功功率：电感和电容所储的电能仍能回输到电源，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不消耗，称为无功功率。
用字母.Q.表示，国际单位乏，用字母.var 表示。
通常无功功率的单位用千乏，用字母.Kvar 表示。
（无功功率绝不是无用功率，它的用处很多，电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的；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。
）3.感性无功功率：接在电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。
例如：通过磁场，变压器才能改变电压并将能量送出去，电动机才能转动并带动机械负荷。
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，在一个周期内吸收和释放的功率相等，这种功率叫感性无功功率。
4.容性无功功率：电容器在交流电网中接通后，在一个周期内，上半周期的充电功率与下半周期的放电功率相等，不消耗能量，电容器的这种充放电功率叫容性无功功率。
5.视在功率：在交流电路中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路实际吸收的电功率，而叫做视在功率。
用字母.S 表示，国际单位伏安，用字母.VA 表示。
通常视在功率的单位用千伏安，用字母.KVA 表示。
无功补偿讲义
与变压器产生谐振
4.谐波可能引起电力系统局部发生并联谐振或串联谐振， 是谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。
03 方法、原理、优缺点
12
补偿原理
补偿原理
补偿原理
无功补偿装置的组合元件
①无功功率自动补偿控制器 根据电网无功功率是否达到无功设定值来控制电力电容器的投入和切除,并且有过,欠 电压保护功能 ②无触点可控硅模块或智能复合开关 ③电容器(内带放电电阻) ④熔断器 ⑤电流互感器 ⑥避雷器
04 串、并联谐振
22
谐振
电容和电抗串联谐振
如图所示的电路中，电容器和电抗器串联，R为电抗器和导线的等效电阻。给电路加正弦电压，当端口的电 压相量与回路中的电流相量同相位时，称为串联谐振。发生串联谐振时的电源频率称为电路的串联谐振频率。 L-C串联电路发生谐振的条件为： （ ， 为L-C串联电路的谐振角频率 ），串联电路的谐振频率与电路中的电阻无关。对于每一个L-C串联电路，总有一个对应的谐振
道。因此谐波会流入滤波器的零阻抗通道，而不流入阻抗较大的变压器注入上级网，从而达到就地治理 谐波的目的。
治理方法
谐波治理方法
解决谐波污染的基本思路有两条：一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波，这对各种谐波源都适用的；另 一条是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，并且功率因数可控制问1，这个不过只适用于
补偿原理
谐波抑制原理
谐波无功功率的补偿是利用电容器和电抗器的串联谐振特点，通过电容器和电抗器的匹配，可以使该滤 波器对相应的谐波呈零阻抗（如：5次滤波器对5次谐波的阻抗为0、7次滤波器对7次谐波的阻抗为0）。
对于谐波来说，变压器可以等效成一个阻抗不为零的电感，而补偿装置为谐波提供了一个阻抗为零的通
技能培训课件-无功补偿基础知识(一)
技能培训课件-无功补偿基础知识(一)无功补偿是现代电力系统中的一项重要技术，它可以使电力系统的负荷、电压稳定性和无功功率得到改善。
随着电力系统的复杂性不断提高，掌握无功补偿的基础知识显得越来越重要。
本文将从以下几个方面介绍无功补偿的基础知识。
一、无功补偿的概念和作用无功功率是电路中流动的电流和电压之间的相位差产生的，它在电力系统中增加负载，使得电力系统的负荷、电压稳定性和无功功率都会受到影响。
为了解决这个问题，我们可以采用无功补偿的方法来控制电流和电压之间的相位差，从而降低无功功率在电力系统中的影响。
无功补偿可以通过调整电网阻抗的特性、改变电源的输出特性、调整变压器的连接方式等多种方式来实现。
二、无功补偿技术的分类和原理根据无功补偿的方法不同，它可以分为静止无功补偿和动态无功补偿两种。
静止无功补偿主要是通过电容器、电抗器等电子元件来实现，而动态无功补偿则主要是通过采用可控电力电子器件，例如STATCOM、SVC等来实现。
无论是静止无功补偿还是动态无功补偿，都是通过改变电网的特性参数，来改变电网的无功功率流。
三、无功补偿技术的应用场景无功补偿技术的应用场景非常广泛，可以用于电力系统的各个领域。
例如，在输电线路中，通过采用无功补偿技术可以避免因无功功率导致的过载问题；在电力变压器中，通过增加电容器等无功补偿装置，可以改善电力变压器的性能参数，避免负载电流的大幅度变化，从而提高电力系统的电压稳定性和供电质量。
四、无功补偿技术的未来发展方向虽然无功补偿技术已经得到广泛的应用，但是随着工业化、城市化进程的不断加速，对电力系统的负荷和安全要求也在不断提高。
因此，未来的无功补偿技术不仅需要提高无功补偿的效率和稳定性，还需要采用智能化控制技术、多源协调控制技术、大数据分析和优化技术等，来解决电力系统中的无功问题。
总之，无功补偿技术作为电力系统中的重要技术，掌握无功补偿的基础知识对于电力工程师和技术人员来说是非常必要的。