品质管理品质知识无功补偿及电能质量
无功补偿技术在电力系统电能质量控制中的应用
无功补偿技术在电力系统电能质量控制中的应用无功补偿技术是电力系统中一种重要的电能质量控制手段，通过对电网无功功率进行调节，能够提高电力系统的稳定性和可靠性，降低功率损耗，改善电能质量。
本文将就无功补偿技术在电力系统电能质量控制中的应用进行讨论。
一、无功补偿技术的基本原理无功补偿技术是通过调节电力系统中的无功功率来达到电能质量的控制和改善。
在电力系统中，无功功率的产生是由于电感性负载（如电动机、变压器等）所导致的。
无功补偿技术主要包括静态无功补偿装置（SVC）、静止无功发生器（STATCOM）和无功传递装置（UPFC）等多种形式。
二、无功补偿技术的应用场景1. 电力系统的电压稳定性控制无功补偿技术通过调节电力系统的无功功率，可以有效控制电网的电压稳定性。
在电力系统中，电压的波动越大，对电力设备的影响越大，甚至会导致设备的损坏。
通过无功补偿技术来稳定电网的电压，可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
2. 电力系统的功率因数调节功率因数是衡量电力系统效率和质量的重要指标，也是电网运行的关键参数之一。
通过无功补偿技术，可以动态调节电力系统的功率因数，使其保持在合适的范围内，减少系统的功率损耗，提高能源利用率。
3. 电力系统的谐波控制电力系统中存在着各种谐波问题，如电压谐波、电流谐波等。
这些谐波会对电力设备产生损害，降低电能质量。
无功补偿技术可以通过对电力系统的无功功率进行调节，抑制谐波的生成和传播，从而改善电力系统的谐波问题。
4. 电力系统的电压波动和闪变控制电力系统中的电压波动和闪变会对电力设备产生剧烈的变动，影响设备的正常运行。
无功补偿技术可以通过调节电力系统的无功功率，控制电压的波动和闪变，从而保证电力设备的安全运行。
三、无功补偿技术的优势和存在的问题无功补偿技术在电力系统电能质量控制中具有以下优势：1. 提高电力系统的可靠性和稳定性；2. 改善电能质量，减少谐波和电压波动；3. 降低能源消耗，提高能源的利用效率。
无功补偿下的电网电能质量提升
无功补偿下的电网电能质量提升摘要：随着时代及社会经济的飞速发展，我国国民的日常生活质量也在不断的提升当中。
近年来，我国无论是从质量上还是数量上对于电力的需求都在日益增长，电能不仅是现代社会最基本的能源，而且还会直接影响到人们的日常生活、生产、工作以及学习。
通常情况下，人们对于电能质量好坏的判断主要从电压质量、供电的可靠性以及谐波3个方面进行。
电能质量不仅直接关系到人们的用电安全，而且还关系到国家电网的安全及国家电网的经济性，更重要的是还会直接影响到用电设备的使用寿命。
因此，为了提升电网电能质量及输电设备的运行效率，保证电网的安全经济运行，需要对电网配电系统进行无功补偿。
关键词：无功补偿；降损节能；电网电能质量1 电网无功补偿的概述电网输出的功率分为有功功率和无功功率两个部分。
其中，有功功率指的是能够将电能直接消耗掉，转变为机械能、热能以及声能等各种能，无功功率指的是不能够将电能直接消耗掉，只是将其转换成另一汇总形式的能，而这种能恰恰是促进各类电器设备做功的前提条件，能够与电网中的电能进行转换。
在配电网系统中有着各种各样的配电设备及各级电网，存在着相当数量的无功功率，特别是在低压配电系统中无功功率所占的比例更大。
如果能够在配电网系统中合理运用无功补偿设备，那么不仅能够大大降低无功功率的损失，还能够有效提升输电设备的运行效率，改善电能质量。
无功补偿无论是在大系统还是在小系统中所起到的作用都是非常大的，大系统中的无功补偿能够调节整个电网的电压，使其稳定运行，小系统中的无功补偿在调节电网电压的同时还能够调整系统中的三相不平衡电流。
如果某一系统出现三相不平衡的问题，那么就可以选择在三相之间及各相与零线之间接入适当容量的电容器，以此来起到补偿三相之间无功功率的目的。
2 电网无功补偿的原则配电网系统中存在着相当数量的无功功率，各种配电设备及各级电网的运行都需要消耗一定的无功功率。
如果各电力企业想要提升配电网系统与配电设备的运行效率并减少电力系统中无功功率的损耗，那么配电系统中无功补偿设备的布局与配置就必须要严格按照“分级补偿”和“就地平衡”的原则进行，而且在我国有关电力系统安全稳定运行的准则中已明确指出无功补偿设备的配置原则必须要遵循以下几点。
无功补偿对电力系统电能质量的影响
无功补偿对电力系统电能质量的影响电能质量是现代电力系统中一个十分重要的问题，它关系到电力设备的正常运行和用电质量的稳定。
而无功补偿是一种有效的技术手段，用于改善电能质量。
本文将讨论无功补偿对电力系统电能质量的影响，并分析其重要性和作用。
一、无功功率及其产生的问题无功功率是电力系统中的一种功率形式，它与有功功率相对应。
有功功率用于产生和传输能量，而无功功率则用于维持电力系统的稳定性。
然而，过量的无功功率会导致一系列的问题，例如降低电压质量、损耗电能、减少供电容量等。
二、无功补偿的原理和方式无功补偿是通过引入无功功率的等值供给，来抵消系统中产生的无功功率。
常用的无功补偿设备有静态无功补偿装置（SVC）、静止无功补偿装置（STATCOM）和同步电动机发生器（Synchronous Condenser）等。
这些设备可以主动地控制电力系统中的电压和电流，从而实现无功功率的平衡，改善电能质量。
三、无功补偿对电能质量的影响1. 提高电压稳定性：无功补偿可以通过补偿感性负载的无功功率，提高电力系统中的电压稳定性。
当感性负载变动时，无功补偿可以快速响应并调整无功功率，以保持电压在合理范围内。
2. 减小线路损耗：电力系统中的输电线路会因为无功功率的存在而产生一定的损耗。
而通过合理配置无功补偿装置，可以减小或消除这些损耗，提高输电线路的效率。
3. 改善电能质量：无功补偿还可以改善电力系统中的谐波和电压闪变等电能质量问题。
它可以稳定电力系统的电压，减少电流的谐波分量，降低设备的损耗，提高用电设备的寿命。
4. 提高供电容量：电力系统中的无功功率会占用一定的供电容量，导致系统负荷能力的降低。
而无功补偿可以将这部分无功功率补偿掉，释放供电容量，提高电力系统的供电能力。
综上所述，无功补偿在电力系统中具有重要的作用，它可以有效地改善电能质量，提高供电能力和稳定性。
然而，在实际应用中，仍存在一些技术和经济方面的问题，例如无功补偿设备的选型和部署、运行成本的考量等。
无功补偿在电力系统电能质量改善中的应用
无功补偿在电力系统电能质量改善中的应用随着现代社会对电能质量要求的提高，无功补偿技术作为一种重要的电力系统电能质量改善手段被广泛应用。
通过对电力系统中无功功率的补偿和控制，可以有效提升电能质量，降低谐波、降低电压波动和提高功率因数等。
本文将介绍无功补偿技术在电力系统电能质量改善中的应用。
一、无功补偿技术概述无功补偿技术是指通过投入无功功率，以平衡电力系统中的无功功率，从而提高功率因数和电能质量的技术手段。
常见的无功补偿技术包括静态无功补偿装置（SVC）、静态同步补偿器（STATCOM）和无功电力滤波器等。
这些技术通过自动地、实时地调整电力系统中的无功功率，来提高电力系统的电能质量。
二、无功补偿技术的应用领域1. 工业用电在工业生产过程中，大量的电动设备和非线性负载会引起电力系统的电能质量问题，如电流谐波、功率因数低等。
通过应用无功补偿技术，可以调整电力系统中的无功功率，降低谐波水平，提高功率因数，从而保证电力系统的稳定运行以及电动设备的正常工作。
2. 发电厂在发电过程中，燃煤和燃气发电厂的发电机组会产生大量的无功功率。
通过应用无功补偿技术，可以补偿发电过程中的无功功率，提高发电机组的功率因数，降低系统的无功损耗，提高电网的输电能力和稳定性。
3. 电网输电电力系统中长距离的输电线路会引起电压降低和无功损耗等问题，降低系统的电能质量。
通过在输电线路中应用无功补偿技术，可以补偿无功功率，提高电网的电压稳定性，减小电压降低的程度，从而改善电能质量。
三、无功补偿技术的优势与挑战1. 优势：（1）提高功率因数：无功补偿技术可以通过控制电力系统的无功功率，提高功率因数，降低系统的无功损耗，提高电能利用率。
（2）改善电压波动：无功补偿技术可以通过调整电力系统中的无功功率，稳定电网的电压，降低电压的波动，保证电力系统的正常运行。
（3）减小谐波：无功补偿技术可以通过滤波器等措施，减小电力系统中的电流谐波，降低对电力设备的影响。
电能质量和无功补偿
额 定子铜损 pCu1（W） 定 转差率 s（%） 负 功率因数 cosφ 载
定子相电流（A）
AB BC CA 380 380 380
156.5
708.3
93.7
4880
683.5
4.06
0.7
A
B
C
8.8 8.8 9.4
εU=5.34% AB BC CA 380 380 350
2.5 结论 电能质量涉及国民经济各行各业和人民生活用电，优质电力可以提高用电设备效率，增
加使用寿命，减少电能损耗和生产损失，电能质量关系到电力可持续发展，也关系到国民经 济总体效益，是实现节约型社会的必要条件之一。
3 电能质量标准
3.1 电能质量国家标准 ¾ 电能质量指标国家标准 （1） 供电电压偏差（GB/T 12325—2008） （2） 电压波动和闪变（GB/T 12326—2008） （3） 公用电网谐波（GB/T 14549—1993） （4） 三相电压不平衡（GB/T 15543—2008） （5） 电力系统频率偏差（GB/T 15945—2008） （6） 暂时过电压和瞬态过电压（GB/T 18481—2001） （7） 公用电网间谐波（GB/T 24337-2009） ¾ 电能质量测量国家标准 （1） 供电系统及相连设备的谐波、谐间波的测量和测量仪器导则（GB/T 17626.7 —2008） （2） 电能质量监测设备——通用要求（GB/T 19862—2005） ¾ 相关的设备国家标准 （1） 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）（GB 17625.1—2003） （2） 对每相额定电流≤16A 且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的 电压变化、电压波动和闪烁的限制（GB 17625.2—2007） （3） 对额定电流大于 16A 的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限 制（GB/Z 17625.3—2000）
无功补偿对电力系统的电能质量改善效果
无功补偿对电力系统的电能质量改善效果无功补偿是电力系统中重要的电能质量改善技术之一。
通过引入无功补偿装置，可以有效地提高电力系统的稳定性和可靠性，减少功率因数的波动，并降低线路和设备的损耗。
本文将从理论与实践两方面分析无功补偿对电力系统的电能质量改善效果。
一、无功补偿的作用机理无功补偿是通过引入容性或感性负载来补偿电力系统中的无功功率，以降低功率因数，提高电能质量。
在电力系统中，无功功率的存在会导致电压波动、电流不平衡和谐波等问题，影响系统的稳定运行。
而无功补偿装置主要采用电容器或电抗器等元件，对电流和电压进行调节，消除无功功率，从而改善电能质量。
二、无功补偿对电力系统的电能质量改善效果1. 提高功率因数稳定性无功补偿装置能够补偿电力系统中的无功功率，使功率因数维持在一个较高的稳定值。
高功率因数能够提高电能传输效率，减少线路和设备的损耗，降低能源消耗。
同时，稳定的功率因数还能提高电网的稳定性，减少电压波动和电流谐波，减轻线路的损耗和电器设备的过热情况。
2. 改善电压调节能力无功补偿装置能够在电力系统中补偿无功功率，稳定电压水平，提高电压调节能力。
在电力系统负荷波动或突变时，无功补偿装置能够及时响应，补偿系统中产生的无功功率，使电压保持在合理的范围内。
这样可以避免电压过高或过低对电器设备的损坏，确保电力供应的稳定性和可靠性。
3. 减少电流谐波无功补偿装置通过引入电容器或电抗器，能够对电流进行调节，减少谐波的产生。
电力系统中的谐波会导致电压失真、设备故障，并对系统中的其他设备产生干扰。
通过无功补偿装置的使用，可以补偿谐波电流，减少系统中的谐波水平，保证电流的纯度，提高电网的电能质量。
4. 降低线路和设备的损耗无功补偿装置能够调整电流和电压的波动，减少功率因数的波动，从而降低线路和设备的损耗。
稳定的功率因数能够减少电流的损耗，降低线路的电阻损耗和变压器的铁损耗。
同时，减少电流谐波还能减少设备的谐波损耗，延长设备的使用寿命。
供配电安全技术电能质量与无功补偿
供配电安全技术：电能质量与无功补偿引言供配电安全技术是保障电力系统稳定运行和用户用电安全的重要组成部分。
电能质量和无功补偿是供配电安全技术中的两个关键方面。
本文将重点介绍电能质量和无功补偿的概念、重要性以及相应的解决方案。
电能质量电能质量是指电力系统中提供给用户的电能与用户所需电能之间的差异。
电能质量问题主要包括电压波动、频率变动、谐波和电压暂降等。
电压波动电压波动是指供电电网中电压的瞬时变化。
电压波动通常由负载变化、短时故障和电力系统调度等因素引起。
电压波动会导致设备故障、产生电磁干扰和影响用户用电质量。
频率变动频率变动指供电电网中电压频率的瞬时变化。
频率变动通常由电力系统中的电力负荷变化或电网故障引起。
频率变动对电力设备和用户设备的稳定运行都会产生较大影响。
谐波谐波是指电力系统中除了基波（通常为50Hz或60Hz）之外的不同频率的波动。
谐波主要由非线性负载、电弧炉和电力电子设备等引起。
谐波会导致电力设备的过载、噪声干扰和通信系统的故障。
电压暂降电压暂降是指供电电网中电压在短时间内急剧下降，并在一定时间内保持低于额定值。
电压暂降通常由负荷突然变动、电力系统故障或设备开关等引起。
电压暂降会导致设备异常运行、电器设备故障和用户用电中断。
无功补偿无功补偿是指通过控制无功功率的大小和相位来提高电力系统的功率因数和电能效率。
在电力系统中，无功功率是电力的一部分，但不做有用功率转换，只在线路中产生无效电流和负载容量浪费。
无功补偿通常通过无功电容器、无功电抗器和静态无功发生器等设备实现。
这些设备可以校正电力系统的功率因数、提高电能质量、降低线路损耗、减轻设备负荷以及提高供电能力。
电能质量与无功补偿的重要性供配电安全技术中的电能质量和无功补偿对电力系统和用户用电都具有重要意义。
在电力系统中，电能质量问题会导致供电压力下降、线损增加、设备寿命缩短等问题，进而影响电网的稳定运行。
通过实施无功补偿措施，可以改善电力系统的功率因数、减少电网损耗，从而提高供电质量和可靠性。
无功补偿基础知识
定期检查每一路的三相补偿电流是否一致
定期检查电抗器和电容的温度 定期检查电容的外形 简单介绍无功补偿发展的趋势
占用电力设备容量，降低发、供电设备的有效利用率。
增加部分企业的电费支出，加大生产成本。
无功补偿的原理
把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并接在同一电路 当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量，而感性负荷释 放能量时，容性负荷吸收能量，能量在两种负荷之间交换。 这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功 功率中得到补偿，而不再占用变压器的容量，这就是无功补 偿的原理。
无功补偿
基础知识
电能质量
电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质。 理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压 对用户供电。同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的 幅值应大小相等、相位对称且互差120°，但由于系统中的 发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称，负荷性质多 变加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等 原因，这种理想的状态并不存在，因此产生了电网运行、电 力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的 概念。围绕电能质量的含义，从不同角度理解通常包括：
电容的自愈能力
自愈式电容器采用单层聚丙烯膜做为介质，表面蒸镀了一层薄金属作为导电 电极。当施加过高的电压时，聚丙烯膜电弱点被击穿，击穿点阻抗明显降低， 流过的电流密度急剧增大，使金属化镀层产生高热， 击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散，形成金属镀层空白区，击穿点自动恢 复绝缘。
无功补偿的维护
巡视时应注意其三相补偿电流是否存在并相等
视在功率、有功功率、无功功率
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2. 电能质量问题的分类
电力系统的组成和特点
原动 机
发电 机
升压 变压 器
功率平衡
•有功功率平衡(主要影响系统频率水平) •无功功率平衡(主要影响系统电压水平)
输电线路 110500kV
降压变 压器
各类用户
配电 变压 器
各种干扰：负荷变化；运行操作；故障；雷击
2. 电能质量问题的分类
• 电压质量问题：
☆ 很长一段时间，只是关心有没有电的问题，即供电的可靠性；
☆ 20世纪后半世纪, 国内电力企业和有关学术组织不得不对电能质量标准作出较 大的修订补充。
传统的电能质量只包含频率、电压和可靠性(即不断电)三个方面。随 后,部分事故和用户投诉使人们认识到电网中的谐波和三相不平衡现象的严重 危害性。
此后,电压波动和闪变也已引起足够重视,在电能质量标准内也已列入 此项内容。 ☆ 2000年以前，我国对电能质量已先后颁布了几个国家标准, 对电压允许偏差、 电压允许波动和闪变、电网谐波、三相电压允许不平衡度、电力系统频率允 许偏差等作出了明确的规定。 ☆ 目前和将来，推广电能质量体系的实际应用，进一步研究电能质量的分析方法 和控制措施。
此处是大标题样稿字样十五 字以内
一、电能质量
1. 电能质量问题的提出
电能是一种特殊的商品,既具有以商品形式向用户出售的性 质,又具有为千百万用户服务的公用事业性质。
由于电能的供应带有一定的垄断性（特别是国内）,电力用 户往往在使用电力企业所供的电能时,对其质量的波动或 不良情况也无可奈何。故早期制订的常规电能标准,其要 求不够严格,相当长时间内没有重大改进。用户与电力企 业之间矛盾不断发生
例如：一个计算中心失电2s就可能破坏几十个小时数据 处理结果，导致几十万美元产值损失。
3.国外对电能质量的认识
针对电能质量问题，美国电科院（EPRI）提出一个 分三步走的研究策略：
第一步：电能质量问题分析
• 美国在300多个电厂/电站安装了电能质量监测仪（ PQNodes）
第二步：发展电能质量控制器
• 闪变 • 瞬时过电压、跌落 • 谐波、畸变 • 各相电压不平衡
•电流质量问题：
•电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸 •电流入电网的谐波电流
•无功、不平衡负荷电流 •低频负荷变化造成的闪烁等
2. 电能质量问题的分类
• 稳态电能质量问题以波形畸变为特征，主要包括谐 波、次谐波、波形下陷以及噪声等；
• EPRI与西屋公司成立西屋科学院，研究固态断路器（Solidstate Circuit Breaker ）、静止无功补偿器(STATCON)和动 态电压恢复器等（Dynamic Voltage Restorer，DVR)等电力 电子式电压质量控制装置。
第三步：与电力公司合作，开展应用推广研究。
4.国内对电能质量问题的认识
芯片测试 当电压低于85％时，测试仪停止工作，芯片、主板可能被毁；
PLC
(可编程控制器)
早期的产品，当电压低于10％时，仍能持续工作15个周波 新版产 品，当电压低于(50～60)％时，PLC停止工作；而2 年后资料表明，当电压低于81％时，PLC停止工作；一些I/O 设备，当电压低于90％、持续时间仅几个周波，就会被切除。
5. 改善电能质量的首要
问题 • 量分析和监测装置，评估 其电力供应与负荷之间的兼容 性，分析电能质量的各项指标， 为评价电力供应和改善电能质 量提供依据。
5.1电能监测装置的一般 功• 信能号调理，（PT/CT变换）
• 数据采集， • 各项电能质量指标的计算与分
研究表明：当电压低于50％～70 ％ 、持续时间超过1个周波，
触器就会脱扣。
我国电网电能质量问题更大
• 故障率与供电可靠性差
–据1995年203个供电局/电业局统计， 平均供电可靠率仅为99.075%；
• 电压波动大。我国部分城网电 压合格率仅为82%~86%；
• 供电网谐波污染严重。变流电 源、家用电器、冶金、化工企 业大型冲击电源、电气化牵引 设备等都是主要的谐波源，造
机器人
由机器人控制对金属部件进行钻、切割等精密加工的机械工 具，为保证产品质量和安全，工作电压槛值一般设为90％， 当电压低于此值、持续时间超过2～3个周波时，被跳闸。
直流马达 变频调速
马达 接
接触器
当电压低于80％时，直流电机被跳闸。
当电压低于70％，持续时间超过6个周波时，VSD被切除。 而对于一些精细加工业中的电机，当电压低于90％、持续时 间超过3个周波时，电机就会被跳闸而退出运行。
• 动态电能质量问题通常以频谱和暂态持续时间为特 征，分脉冲暂态和振荡暂态两大类。
– 主要体现为电压质量问题 – 电压跌落占其中很大的比例
几种动态电压质量问题的示意图波形
3.电能质量的基本定义
Power Quality——电能质量（电源质量、电力质量、电力品质） 导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。 合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置的接地 系统是都适合于该设备正常工作的。 在电力系统中某一指定点上电的特性，这些特性可根据预定的 基准技术参数来评价。 电压质量、电流质量、供电质量、用电质量。实际上电能质量 就是供电电压特性，即关系到用电设备工作（或运行）的供电电 压各种指标偏离理想值（额定值或标称值）的程度。
20世纪后半世纪,世界科技发展速度加快,特别是信息产业 的突飞猛进，传统的电能质量标准已无法适应用户需要, 迫使电力企业和有关学术组织不得不对电能质量标准作 出较大的修订补充，从而全面关注电能质量的分析和控 制问题。
IBM的研究 结果 电能质量问题是造成数据丢失的最大原因！
电压跌落对一些设备的危害
析，
• 电能质量指标体系的设置， • 电能质量报表， • 数据记录，包括短期录波和长
期数据备份，
5.2 电能监测装置的种 类• 便携式电能质量分析仪
优点： 使用方便， 成本较低…
缺点： 信号通道数有限； 对一些长期性电能
质量指标不便进 行监测…
5.2 电能监测装置的种类
• 固定式电能质量监 视装置