无功补偿装置几种常见类型
风电场无功补偿断路器的选择设备
风电场无功补偿断路器的选择设备（选型）作者:贾文慧关键词: 风电场断路器新能源升压站按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式可分为：多油式断路器、少油式断路器、压缩空气高压断路器、SF6断路器、真空断路器等。
目前，新能源升压站建设中用的较多的是真空断路器和SF6断路器。
在施工图设计过程中，针对35kV无功补偿的断路器是选用真空断路器还是SF6断路器的意见不一致。
在风电场集中建设的时期，如何降低投资造价是各位业主尤其关注的交点，下面针对“35kV 无功补偿的断路器选择是选用真空断路器还是SF6断路器”展开讨论。
1、无功补偿的分类：无功补偿的常用装置有：同步调相机(较少使用)、静止补偿装置、静止无功发生器。
静止无功补偿装置(SVC)可分为电磁型和晶闸管控制型两大类。
晶闸管控制型SVC主要类型有晶闸管控制电抗器(TCR)型、晶闸管投切电容器(TSC)型、以及这两者的混合装置TCR+TSC型和晶闸管控制电抗器与固定电容器的混合装置TCR+FC型、晶闸管控制电抗器与机械投切电容器的混合装置TCR+MSC型等。
其中，TCR与TSC型原理图如下所示：静止无功发生器(SVG)采用GTO构成的自换相变流器，通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功，进行无功补偿。
目前有直挂式和变压器式两种型式。
直挂式SVG原理图如下所示：SVG与SVC的最大区别是，无功调节不是通过控制容抗或感抗的大小实现的，因而，无需直接与系统连接的电容器或电抗器，不存在系统谐振问题，而且大大减小了设备的体积。
相同容量情况下，SVG的体积约为SVC的三分之一。
2、高压断路器的选用：高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，它有完善的灭弧装置。
断路器在开断交流电路时，随着电流每半周过零一次，电弧将自然暂时熄灭。
过零后电弧是否重燃，取决于弧隙中游离过程和去游离过程的竞争结果。
如果弧隙游离过程强于去游离过程，电弧就会重燃;如果在电流过零时，采取有效措施，加强弧隙的冷却，使弧隙介质的能力达到不会被弧隙外施电压击穿的程度，电弧就不会重燃而最终熄灭。
动态无功补偿装置的种类
动态无功补偿装置的种类一、功率、功率因数在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。
交流电网中，由于有阻抗和电抗（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）仍能回输到电网，因此，凡实际为电器（电阻性质）所吸收的电功率叫有功功率率。
电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不会消耗，称为无功功率。
当电网电压为正弦波形，并且电压和电流同相位时，电阻性电气设备从电网吸收的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P＝U×I电阻性电气设备包括白炽灯、电热器等。
电动机和变压器运行时需要建立磁场，这部分能量不能转化为有功功率，因此称之为无功率Q。
此时电流滞后电压一个角度φ。
在选择变配电设备时应按视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：S＝√P2＋Q2无功功率的传输加重电网的负担，使电网损耗增加，因此需要对其进行就近和就地补偿。
并联电容器可以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。
在交流电网中，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，而是表面上的数值，叫做视在功率，用字母S表示。
通常视在功率的单位用千伏安，用字母KVA表示。
有功功率与视在功率的比值就是功率因数，用C OSφ表示，它是没有单位的COSφ＝P／S（％）。
电网基本元件：电阻性质的电器：电阻丝、加热、发光装置。
电感性质的电器：电动机、变压器等电容性质的电器：电容器、电缆等二、提高功率因数的意义：在一定的有功功率下，当用户的COSφ比较小，视在功率比较大，为了满足用电的需要，供电线路和变压器的容量需要大，这样，增加了供电投资、降低设备利用率，也增加线路网损。
ABB无功补偿解决方案
ABB无功补偿解决方案无功补偿是现代电力系统中非常重要的一个问题。
它是通过调节无功功率的大小和方向，来提高电力系统的功率因数，减小系统的无功功率损耗，改善电压质量，提高电力系统的稳定性和可靠性。
ABB作为全球领先的电力与自动化技术公司，提供了一系列的无功补偿解决方案。
一、静态无功补偿装置（SVC）SVC是一种通过电力电子器件实现无功补偿的装置。
它主要包括电容器组件、电抗器组件和电力电子开关装置。
在电力系统中，当系统的功率因数较低时，SVC可以通过调整电容器和电抗器的容量，来改变系统的无功功率大小和方向，从而实现无功补偿。
此外，SVC还可以对电流进行实时监测和控制，能够快速响应系统的无功功率需求变化，提高电力系统的稳定性。
二、静态同步补偿装置（STATCOM）STATCOM是一种高级的无功补偿装置，通过采用电力电子开关装置和直流电压源，可以实现对系统的无功功率进行实时控制。
与传统的无功补偿装置相比，STATCOM具有更高的无功补偿能力和响应速度，可以实现更精确的无功功率控制。
此外，STATCOM还具有电压调节功能，可以提高电力系统的电压质量和稳定性。
三、动态无功补偿装置（DSTATCOM）DSTATCOM是一种通过电力电子器件实现无功补偿的装置，与静态无功补偿装置不同的是，DSTATCOM是通过输出与电网中谐波和噪声相反的谐波和噪声信号，来实现无功功率的动态补偿。
DSTATCOM可以快速响应系统的无功功率需求变化，能够有效地抑制电网中的谐波和噪声，并提高电力系统的电压质量和可靠性。
四、电容器无功补偿装置（FCR）FCR是一种常用的无功补偿装置，通过调整电容器的容量，来实现对电力系统的无功功率进行补偿。
FCR具有响应速度快、结构简单、成本低等优点，可以满足大部分电力系统无功补偿的需求。
同时，ABB还为FCR提供了智能监控和控制系统，可以实时监测和控制电容器的运行状态，提高系统的稳定性和可靠性。
以上是ABB提供的一些常用的无功补偿解决方案。
无功补偿设备主要分类简介
无功补偿设备主要分类简介无功补偿是电力系统及电力设备稳定运行的重要保障，无功补偿设备也是输配电网必备的重要设备。
无功补偿设备大致可分为三类：调相机、静止无功补偿装置（Static Var Compensator，SVC）、静止无功发生装置（Static Var Generator，SVG）。
调相机或称同步调相机、同步补偿机是较早出现的一类无功补偿设备。
调相机实际是一台空载运行的同步电动机，利用同步电动机在不同励磁电流下的发出或吸收无功电流的能力起到无功补偿作用。
当正常励磁时，调相机的电枢电流接近于零；过励磁时，调相机向电网发出无功电流；欠励磁时，调相机从电网中吸收无功电流。
因此，调相机经常运行在过励状态，励磁电流较大，损耗也比较大，发热比较严重。
为方便运行起见，调相机一般与发电厂中的同步发电机组或负荷端的异步电动机组安装在一起，容量较大的调相机还需要采用氢气冷却。
以上缺点均大大限制了调相机的应用范围，目前除在高压直流输电线路的终端作动态无功支持外，已很少使用。
SVC是目前应用最为广泛的一类无功补偿设备。
单就字面而言，SVC中的“Static”即静止，是相对于调相机的旋转而言，因此除调相机和SVG之外，凡是用电感或电容进行无功补偿的装置均可称作SVC。
按国际大电网会议的定义，SVC可分为以下7类：机械投切电容器（MSC）、机械投切电抗器（MSR）、自饱和电抗器（SR）、晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、晶闸管投切电抗器（TSR）、自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）。
实际上以上7类仍未能涵盖全部SVC设备，例如MCR(Magnetic Control Reactor)——磁阀式可控电抗器设备以及由以上两类或几类技术混合构成的设备。
一般认为应慎重使用SVC这一名词，因为其所能指代的范围过于宽泛。
在种类繁多的SVC设备中，一般可按控制/投切设备的种类分为机械投切型及电力电子型两大类，通常所称的SVC设备也是指这两类。
无功补偿装置的分类及原理
无功补偿装置的分类及原理无功补偿装置是电力系统中的重要设备，可以通过对无功功率的调整来提高电力系统的功率因数，提高供电质量。
本文将对无功补偿装置的分类及原理进行详细介绍。
一、无功补偿装置的分类根据无功补偿装置的工作原理和结构特点，可以将其分为以下几类：静态无功补偿装置、动态无功补偿装置、谐波滤波无功补偿装置和电容式无功补偿装置。
1. 静态无功补偿装置静态无功补偿装置是通过电子元件，如电容器、电抗器等，来实现无功补偿的装置。
根据无功补偿的方式，静态无功补偿装置可以进一步细分为并联补偿和串联补偿。
并联补偿装置主要是通过并联连接电容器来补偿电路中的无功功率，这样可以提高功率因数，提高电网的稳定性。
而串联补偿装置则是通过串联连接电抗器来调整电路中的无功功率，来实现无功补偿的效果。
2. 动态无功补偿装置动态无功补偿装置主要是通过控制器来控制电容器的连接和断开，以实现对无功功率的补偿。
具有响应速度快、调节范围大等优点，适用于电网无功功率变化较大的情况。
3. 谐波滤波无功补偿装置谐波滤波无功补偿装置主要用于滤除电网中的谐波成分，以提高电网的谐波污染程度，保证电网的供电质量。
常见的谐波滤波无功补偿装置主要包括谐波滤波器和无功发生器。
4. 电容式无功补偿装置电容式无功补偿装置是一种通过电容器来实现无功补偿的装置。
通过控制电容器的容量和连接方式，可以实现对电网的无功功率进行精确调节。
二、无功补偿装置的原理无功补偿装置的原理主要是通过改变电路的电流和电压之间的相位差，来实现对电流中的无功功率的补偿。
当电力系统中存在导致无功功率的负荷或设备时，会导致电流与电压之间的相位差，从而产生无功功率。
无功补偿装置通过调整系统中的无功补偿元件（如电容器或电抗器）的连接和断开方式，来改变电路中的相位差，从而实现对无功功率的补偿。
在静态无功补偿装置中，通过控制无功补偿元件的连接或断开来改变相位角。
对于串联补偿装置，通过增加或减少串联电抗器的容值，来改变电路的无功功率。
无功补偿技术的比较研究
无功补偿技术的比较研究无功补偿技术是电力系统中常用的一种技术手段，广泛应用于电力传输和分配过程中。
本文将对当前常见的三种无功补偿技术进行比较研究，包括静态无功补偿、动态无功补偿和混合无功补偿技术。
一、静态无功补偿技术静态无功补偿技术是通过静止性电子器件实现的无功补偿。
常见的静态无功补偿技术包括静态无功补偿装置（SVC）和静态同步补偿装置（STATCOM）。
SVC通过可控硅器件来实现电容和电感的不同接入方式，并通过控制这些器件的导通使无功功率补偿装置进行补偿。
STATCOM则通过采集电网电压的信息，在电源侧通过控制逆变器输出的电流来补偿无功功率。
静态无功补偿技术具有调节速度快、无功补偿效果好的特点，尤其适合对系统电压稳定性要求较高的场合。
然而，静态无功补偿技术的造价较高、容量限制较大，因此在大型电力系统中应用较多。
二、动态无功补偿技术动态无功补偿技术是通过旋转机械设备实现的无功补偿。
常见的动态无功补偿技术包括同步电动机无功补偿装置（SVC）和风力发电机组无功补偿装置。
同步电动机无功补偿装置通过调节同步电动机的励磁电流来实现无功功率的补偿。
它具有快速响应、无功补偿效果好等特点，但是同步电动机的容量相对较大，造价较高。
风力发电机组无功补偿装置则通过调节风力发电机组的功率特性，实现无功功率的补偿。
它具有无需外部电源、容量可调节等优点，但在风电系统中的应用场景有限。
三、混合无功补偿技术混合无功补偿技术是将静态和动态无功补偿技术相结合的一种补偿方式。
常见的混合无功补偿技术包括STATCOM与风力发电机组的组合、SVC与同步电动机无功补偿装置的组合等。
混合无功补偿技术通过充分发挥静态和动态无功补偿技术的优势，提高了无功补偿的效果和灵活性。
它既能提供快速响应的能力，又能在容量限制方面更加灵活。
然而，混合无功补偿技术的内部机构复杂，控制难度较大。
总结：静态无功补偿技术、动态无功补偿技术和混合无功补偿技术各有其优缺点。
无功补偿装置的分类
无功补偿装置的分类无功补偿有许多种灯类：从补偿的范围划分可以分为负荷补偿与线路补偿，从补偿的性质划分可以分为感性与容性补偿。
下面将并联容性补偿的方法大致列举：1、同步调相机调相机的基本原理与同步发电机没有区分，它只输出无功电流。
由于不发电，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。
调相机是电网中最早使用的无功补偿装置，当增加激磁电流时，其输出的容性无功电流增大。
当削减激磁电流时，其输出的容性无功电流削减。
当激磁电场削减到肯定程度时，输出无功电流为零，只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗，当激磁电流进一步削减时，输出感性无功电流。
调相机容量大、对谐波不敏感，并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点，因此调相机对于电网的无功平安具有不行替代的作用。
由于调相机的价格高、效率低，运行成本高，因此已经渐渐被并联电容器所替代。
但是近年来出于对电网无功平安的重视，一些人主见重新启用调相机。
2、并联电容器并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。
其主要特点是价格低，效率高，运行成本低，在爱护完善的状况下牢靠性也很高。
在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组，而在低压配电系统中则主要使用自动掌握电容器投切的自动无功补偿装置。
自动无功补偿装置的结构则多种多样形形色色，适用于各种不同的负荷呢况。
对于低压自动无功补偿装置将另文具体介绍。
并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性。
当电网中含有谐波时，电容器的电流会急剧增大，还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大，另外，并联电容器属于恒阻抗元件，在电网电压下降时其输出的无功电出下降，因此不利于电网的无功平安。
3、SVCSVC的全称是静止式无功补偿装置，静止两个字是同步调相机的旋转相对应的。
国际大电网会议将SVC定义为7个子类：a、机械投切电容器（MSC）b、机械投切电抗器（MSR）c、自饱和电抗器（SR）d、晶闸管掌握电抗器（TCR）e、晶闸管投切电容器（TCR）f、晶闸管投（TSC）g、自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）依据以上这些子类，我们可以看出：除调相机之外，用电感或电容进行无功补偿的装置几乎均被定义为SVC。
无功补偿装置的分类及特点
无功补偿装置的分类及特点无功补偿装置是电力系统中用来改善功率因数的重要设备之一。
它通过补偿无功功率，提高电力系统的效率和稳定性。
根据不同的工作原理和功能，无功补偿装置可以分为静态无功补偿装置和动态无功补偿装置两大类。
本文将对这两类装置的特点进行探讨。
一、静态无功补偿装置静态无功补偿装置是一种通过静态元件来实现无功功率补偿的装置。
主要有电容补偿装置、电抗补偿装置和混合补偿装置。
1. 电容补偿装置电容补偿装置采用电容器来产生无功电流，补偿电网中的感性无功功率。
它主要可以分为固定电容补偿装置和可变电容补偿装置两种类型。
固定电容补偿装置适用于无功负荷变化不大的场合。
它具有简单、可靠的特点，并且成本较低。
但是，由于负载变化时的固定补偿容量不能适应需求，可能导致补偿效果不佳。
可变电容补偿装置能够根据负荷变化自动调整补偿容量，适用于负荷波动较大的场合。
它通过控制开关和电容器的并联或串联连接来实现不同的电容量组合，从而提供灵活的无功补偿调节。
2. 电抗补偿装置电抗补偿装置主要采用电感器来产生无功电流，补偿电网中的容性无功功率。
它主要包括固定电抗补偿装置和可变电抗补偿装置两种类型。
固定电抗补偿装置适用于容性负荷变化不大的场合。
它能够稳定供电系统电压，改善电网的稳定性和功率因数。
但是由于固定电感器无法应对负荷波动，因此其补偿效果受到一定限制。
可变电抗补偿装置能够根据负荷变化自动调整补偿容量，适用于波动性负荷较大的场合。
它通过调节器件的感应度和接入方式实现电抗的动态调节，以满足不同负荷条件下的无功补偿需求。
3. 混合补偿装置混合补偿装置是将电容补偿装置和电抗补偿装置组合在一起使用的装置。
通过合理地选择电容和电抗的组合方式，可以更精确地对功率因数进行补偿。
这种补偿方式在大型电力系统中应用较多，可以提高电网的功率因数、稳定性和可靠性。
二、动态无功补偿装置动态无功补偿装置是一种根据电网运行状态实时调整补偿容量的装置。
主要包括SVG（Static Var Generator）和SVC（Static Var Compensator）。
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无功补偿装置几种常见类型
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％～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。
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，容易被击穿，维护困难；晶闸管发热量大，一般情况采用纯水冷却，除了有一套水处理装置可靠的水源外，还需配监护维修人员。
另外，其晶闸管产生的大量谐波电压污染电网，需配套滤波装置。
整套装置占地面积很大，价格较贵。
在风电工况下不予推荐使用。
而且本工程位于海边滩涂，盐雾腐蚀较严重，相控式动态无功补偿装置有部分装置为户外敞开布置，不利于设备在重雾潮湿地区的安全运行。
④智能新型动态无功发生器(SVG )SVG是当今无功补偿装置领域最新技术的代表。
SVG并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需的无功功率。
可直接发感性或容性无功，补偿效果最好的。
由于SVG响应速度极快，所以又称静止同步补偿器，其响应时间为5ms 。
该产品是动态无功补偿的装置的换代产品，其占地面积极小，免维护，一般年损耗在0、3%以下，可布置在户内。
但价格最贵，当其价格合理时应优先选用。
且SVG设备紧凑，占地较小可布置在户内。
1、节能效果明显，节能率达到10%－40%;
2、实时跟踪电动机的负载变化对其进行实时精确补偿;
3、不存在过补偿和欠补偿，平衡内网各相电流差;
4、有效降低内网电能损耗，提高功率因数达0、95以上;
5、不会产生电网污染，不会产生高次谐波，不会造成浪涌;
6、电容寿命长，性能稳定。
柜体分体式设计，可以放在密码箱里拉走,不受运输、场地限制;
7、可应用于单台或者多台电机、经济效益高，不受电动机大小限制，任意组合。
8、并联于电机设备，相当于在线路上接几条线，安全可靠，即使设备故障也不会影响生产
9、按键操作，多参数字显示。