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

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提交日期：2011.12.12

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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

过额定值，显然这时发电机所能发出的有功功率就减小了。功率因数低，发电机

所发出的有功功率就愈低，而无功功率却愈大。无功功率愈大即电路中能量互换

的规模愈大，即发电机发出的能量就不能充分利用。

感性负载分布的不规律性也要求电网根据负载情况合理分配无功，否则容易形成大量的无功功率在电网中流动，降低电网容量，使得电网线路损耗增加，同时也增加了电网的运行成本，影响电力系统供电的经济性。当前国家要落实科学发展观，大力推行节能降耗，所以研究无功补偿技术，提高电网运行质量，具有很重要的意义。

低压配电系统中，接有大量的感性负载，如感应电动机，电焊机，电弧炉及气体放电灯，这些设备工作时会使低压配电系统的功率因数很低，而《供电营业规则》规定：“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数，应该达到以下规定，100kv及以上高压供电的用户功率因数为0.90以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、功率因数为0.85以上。农业用电，功率因数为0.80.凡功率因数不能达到上述规定的新用户，供电企业可拒绝接电。对已送电的用户，供电企业可终止或限制供电。”[2]

为此，在进行供电配电系统设计时，应考虑功率因数是否达到规定值，否则，应考虑采取措施，提高低压配电系统的功率因数。

1.1无功补偿现状

静止式电容柜是低压电力配电系统常用的无功功率补偿装置，无功补偿控制器是其核心控制部分。老式的无功补偿控制器多数是以?

cos作为投切电力电容的唯一判断依据，即分别设定投入门限和切除门限的?

cos值，如果测量出当前的电网功率因数小于投入门限则投入电容器，若大于切除门限则切除电容器。但是?

cos作为投切电力电容的唯一判据，有很多不足之处。比如当三相无功不平衡时，电容补偿无法分别满足各相的无功需求；在小电流(负荷较轻)时，容易出现电容器振荡投切等情况。同时近年来，随着电力电子器件的广泛应用，引发电力配电系统的谐波分量增多，也直接造成投运电容柜的损坏。

1.2无功补偿的意义：

(1)补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数，从而提高电工设备的利用率，在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载[3]；

(2)减少发、供电设备的设计容量，减少投资。例如当功率因数8.0cos =Φ增加

到95.0cos =Φ时，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)装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形，减小谐波分量和解决

负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附

加电能损失和局部过热。

(4)合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改

善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力。

(5) 降低功率损耗和电能损耗，当有功负荷不变时，功率因数越高，负荷电流

越小，而电力设备的损耗与负荷电流的平方成正比。若输配电线路上输送功率

jQ P S +=，输送端电压为U ，线路电阻为R ，则在线路上的有功损耗

?222

2

cos U RP R I P ==? ，即线路功率损耗P ?与?cos 够的平方成反比，功率因数越高，有功功率损耗P ?就越小。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。

二、设计方案

2.0无功补偿原理[4[5]：

在实际的电力系统中，大部分负载为异步电动机。包括异步电动机在内的绝

大部分电气设备的等效电路可看作是电阻R 和电感L 串联的电路，其功率因数

为：

22cos L X R R

+=?，wL X L =

给R 、L 电路并联接入电容器C 之后，电路如图2.0.0所示。

该电路的电流方程为：

RL C I I I ?

??+=

图2.0并联电容补偿无功功率的电路和向量图

由上图的向量图可知，并联电容器后电压U与电流J的相位差变小了，即供电回路的功率因数提高了。此时供电电流，的相位滞后于电压这种情况欠补偿。

若电容器C的容量过大，使得供电电流，的相位超前于电压U，这种情况称补偿，其向量图如图2.0c）所示。通常并不希望出现过补偿的情况，因为这起变压器二次侧电压的升高，而且容性无功功率在电力线上传输同样会增加损耗。如果供电线路电压因此而升高，还会增大电容器本身的功率损耗，使增大，影响电容器的使用寿命n1。

静态补偿

电容柜的控制器测出电路的功率因数并决定要补偿的电容器，并投入电容器补偿，需要一定的时间。特别是某个或几个电容器从电路中切除后需要有一定的时间间隔进行放电，才可以再次投入。有的负载变化快，这时电容器的切除、投入的速度跟不上负载的变化，所以称为静态补偿。静态补偿的优点：价格低，初期的投资成本少，无漏电流。缺点：涌流大，影响接触器的使用寿命，应用时要采取限流措施(如采用限流接触器)。

动态补偿

采用晶闸管控制电容器的接入和切除，选择电路上电压和电容器上电压相等

时投入、切除，此时流过晶闸管和电容器的电流为零。解决了电容器投入时的涌

流问题。动态补偿的优点：涌流小、无触点、使用寿命长、投切速度快(小于20ms)。

缺点：价格高、发热严重、耗能、有漏电流。并联电容器无功补偿方式按照电容

器安装地点的不同又可分为集中补偿、分组补偿和就地补偿n1。

1．分组补偿方式：将电容器组安装在功率因数较低的终端配电所高压或低压

母线上，也称作分散补偿。这种方式与集中补偿方式有相同的优点，仅无功补偿

的容量较小，但是分组补偿效果明显，使用比较普遍。

2．集中补偿方式：将电容器组直接安装在变电所的6～10KV 母线上，用来

提高整个变电所的功率因数，使变电所在供电范围内无功功率基本平衡。可以减

少高压线路的无功损耗，而且能够提高供电电压质量。

3．就地补偿方式：将电容器组安装在异步电机或者电感性用电设备附近，就

地进行无功功率补偿。这种补偿方式既能够提高用电设备供电回路的功率因数，

又能改善用电设备的电压质量，对中小型设备十分适用。

2.1并联电容器组：

下图为变压器低压母线上的并联电容器组的示意图，每段母线根据的情况不

同并联的电容器组数是不同的。电容器的投切是通过1DL ，2DL 这些真空断路

器来控制的。由于每个真空断路器下的电路图都是相同的，所以只画出了一组。

真空开关下的电抗器主要是抑制五次谐波，当电网中的高次谐波流入补偿电容器

时，总电流的有效值就可能超过电容器的允许过电流，使电容器过热而损坏。为

保护电容器免受高次谐波的损害需在回路中串联一组电抗器，使其总阻抗在各次谐波下均呈感性，这就消除了谐振的可能性，电抗值可以根据L n L X X ??21即

c n L X K X ?=21

，c X 表示电容器的容抗，L X 表示电抗器的感抗，n 表示接入

电网中可能出现的最低次谐波次数，K 是靠系数，一般取1.2～1.5。同时电抗器

可以减少合闸涌流，抑制断路器重燃以利熄弧。在切断电容器时，若断路器在灭

弧过程中产生重燃，将引起强烈的电磁振荡而出现危险的过电压。为限制过电压，

宜选用不重燃的断路器。

图2.1

电容器是储能元件，当电容器从电源上断开后，极板上蓄有电荷，因此两极板之间仍有电压存在，而且这一电压的起始值等于电路断开后瞬间的电源电压。当电压在lkV以下时，可采用白炽灯作为电容器组的放电电阻。当电压超过lkV 及以上时，可用电压互感器和避雷器作为放电设备，电压互感器一次绕组存在电阻和电感，故放电回路是一个RLC回路。氧化锌避雷针具有非常理想的非线性伏安特性，正常电压时电阻很大，相当于开路；当过电压时，电阻骤然下降，以极短的时间将大量电荷泄入大地。经专门的放电设备后，由于部分残存电荷一时未放尽，仍应进行一次人工放电，先将接地线～端与大地固定，再用接地棒多次对电容器导电杆碰撞。在中性点接入电流互感器和相应的保护继电器，防止电容器部分击穿。

2.2无功控制基本原理

目前，控制器大多采用九域图来进行控制，在传统的电压、无功九域图控制的基础上，根据“保证电压合格，无功基本平衡，尽量减少控制次数的原则”得到改善的控制区域图：

图2.2控制区域图 控制原理：

调节有载变压器分接头及投切电容器，使系统尽量运行在区域0。Max U 、Min U 是

电压上、下限值，Max Q 、Min Q 是无功功率上、下限值，U 是考虑电容器投切对

电压影响的控制确定值，各区域的控制规则如下：

(1)0区、8区、9区：电压和无功功率合格，电容器不投切；

(2)1区：虽然无功功率越上限，电容器投入以后有可能到7区，在7区电容器强

行切除，造成电容器的频繁投切，因此本区域电容器不再投入；

(3)2区、3区：无功功率越上限，投入电容器；

(4)4区：虽然无功功率越下限，电容器切除以后有可能到10区，在10区电容器

又会强行投入，造成电容器的频繁投切，因此本区域电容器不再切除；

(5)5区、6区：无功功率越下限，切除电容器；

(6)7区：电压越上限，此时不管无功功率大小都应强行切除电容器，以保证电压

在规定的范围内。

(7)10区：电压越下限，此时不管无功功率大小都应强行投入电容器，以保证电

压在规定的范围内。

无功功率上、下限的确定

(1)无功功率上、下限之间差值的确定

无功功率的上、下限差值应该是最大一组电容器容量的1.05-1.2倍之间，这样可

以避免电容器的频繁动作。

(2)无功功率上、下限的确定

无功功率上、下限是随电压大小而变化，无功功率上、下限是一条斜线。假设当Min U U =时，C Min Q Q 5.0-=时，切除一组电容器；假设当Max U U =时，c

Min Q Q 5.0=时，切除另一组电容器；这样就能根据电压和无功功率的关系确定无功功率下限

斜率，无功功率上、下限斜率相等，斜率的大小和假定条件有关。无功功率上、

下限时采用斜线，可以有效保证电压质量，提高电容器的投切效率，减少变压器

不必要的调压。

2.3新型无功补偿器设计

晶闸管投切电容器

电力电子开关型补偿器的根本原理是利用电力电子开关在电路中并联地或

串联地接入或切除电感、电容、电阻，从而瞬时地改变线路等效阻抗或等效的感

性、容性、阻性负载，达到补偿和控制电力系统中的电压、电流、有功功率、无

功功率等电力系统参数的目的，实现电力系统的安全、稳定、有效地运行[6]。本

文所研究的低压动态无功补偿器属于静止无功补偿器(svc)这一类型中的晶闸管

投切电容器TSC(Thyristor switched Capacitor)，是电力电子开关型电力补偿

控制器中的一种，它是利用在电路中并联地接入或切除电容来实现系统无功功率

平衡。TSC 与机械投切电容器相比，晶闸管的开、关无触点，其操作寿命几乎是

无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制，可以快速无冲击地将电容器接入

电网，大大减少了投切时的冲击电流和操作困难，动态响应时间约为

0.01-0.02s [7]。

TSC 系统工作流程

TSC 的整个系统工作流程如下图所示。通过电压、电流采样后对电压、电流、无

功功率等的分析计算并根据控制策略的判断后进行电容投切，投切电容后所在电

图2.3TSC 系统工作流程图

网的各个参数出现相应的变化又反馈到电压、电流的采样中[7]。

补偿装置主要由柜体、控制器、空气开关、避雷器、电容器、熔断器和复合开关等组成。我们根据电网对无功功率的需求变化来改变投入电容器的容量，使晶闸管投切电容器成为分级可调的动态无功功率补偿装置。如果我们将级数分得越细化，越能实现接近无级调节。当然这必然将增大投资成本及控制复杂性。当TSC用于三相电路时，电力电容器可以是采用△连接，也可以采用Y连接[8]。如图2.4所示，为被设计采用的三相共补与三相分补相结合的接线。

图2.4TSC系统结构图

图2.5TSC系统电路图

共补：即三相电容器对ABC三相实现同一时刻相同的补偿量。由三个电容组成，分别补偿三相中的AB、AC、BC两相。分补：即单相电容器，对ABC三相中其中任意一相实现补偿，目的是为了弥补三相不平衡时，如某相需要补偿的无功量大于其他两相时，对该相进行的单独补偿，或者是某两相需要补偿的无功量大于剩下一相时，对这两相的分别补偿。

由于共补和分补在补偿方面各具有优点，所以我们提出了本次设计的补偿电容采用共补分补相结合的接线方式。

TSC系统电路图见2.5图，无功补偿控制器的控制输出有KZl。KZ8共8组。在图中画出其中的KZl-KZ5的控制部分，其控制安排是KZl控制共补1，KZ2控制共补2，KZ3．KZ5分别控制分补1的三个电容器，KZ6．KZ8分别控制分补2(图中未体现，但同于KZ3—KZ5)的三个电容器。

上图中的2个反并联晶闸管实际就是起将电容器并入电网或从电网断开的开关作用。在实际工程应用中，我们一般将电容器分成几组(6组、8组等)，这种做法可以使晶闸管投切电容器成为分级可调的动态无功功率补偿装置。如图所示(图2.5右为单相3组电容器)，其每组都可以由晶闸管控制投切。这样，可根据电网的无功需求来投切这些电容器，如果我们将投入电容的级数分得越细化，那么就会越接近于无级调节。TSC的实质就是断续的可调的吸收感性无功功率的动态无功功率补偿器。对于多组电容器的分组可以有等容分组和不等容分组2种。前者易于实现且控制简单，但补偿级差大；后者利用较少的分组即可获得较小的补偿级差，但控制较为复杂。考虑到实际应用中无功补偿系统的复杂性以及经济性问题，实际工程上工程师常采用所谓“二进制”的方案，即总共采用N个电容器，其中N-1个电容值均为C，最后一个电容值为C／2，通过容值不同的两者电容的配合投切，这样系统从零到最大补偿量的调节则有2N级。最小电容量那一路作为单位电容量，它的大小决定了补偿精度。当然这样的做法也有一个缺点，即最后一个电容值为C／2由于使用频繁，寿命较短。

与其它控制装置的结构一样，本系统也由检测单元、主控单元、执行单元、电源四部分组成。如下图所示：

图2.6装置的基本结构

动态补偿装置数据采集、传输控制方案的实现，主控单元由单片机或者ARM 构成来控制电容器组的投切。

检测单元是从电网中检测到和网络功率因数直接或间接相关的参数，并将此参数信号转换成主控单元能接收的信号，传送给主控单元，由主控单元作出投切决策。主控单元接收到检测信号后，将其和目标值进行比较，并根据比较结果发出命令，送给执行单元。执行单元接到命令后，通过投切开关(双向可控硅)控制电容组的投切，完成补偿任务。

2.4新型无功补偿器组成

(1)传感器部分

传感器部分将现场的电流、电压、温度、功率等参数变成采集传输控制器所能识别的信号(一般为0～5 VDC输入) ，以便采集传输控制器对其进行分析、计算，根据分析计算结果，发出相对应的控制信息，控制系统正常工作。

电量采集控制器是集电量采集、传输、控制用户停/供电以及防窃电功能为一体的前端设备，安装于用户各单元配电箱中，能实时采集用户的用电信息，并具有防窃电功能，当用电户有窃电现象发生时，能及时发出报警信息，通过低压电力线载波传输给采集传输集中控制器，采集传输集中控制器再将信息通过传输媒体发送给终端接收控制设备(或控制窃电户停电) 。

(2)采集传输集中控制器

采集传输集中控制器是装于变压器台区内的一台主控机，它能同时采集64 路信号(模拟量或数字量) ，并能与30 台电量采集传输控制器通讯，进行电量计量、远程供/ 停电控制、窃电报警等操作。同时还能与现有的动态无功功率自动补偿装置相配合，将该装置的工作状态及相关参数通过传输媒体传输给终端计算机，达到全局网无功功率平衡补偿的目的。

(3)动态功率因数补偿控制器

动态功率因数补偿控制器是根据电网电压与电流的相位差来控制电力电容器组是否投切、投切极数的一种控制器，通过改变投切极数来改变无功电流大小而达到改变的目的。

(4)电力电容器组及可控硅开关组件

电力电容器组及可控硅开关组件是与动态功率因数补偿控制器相配合，完成动态功率因数补偿的一种附属组件，它能根据动态无功功率补偿装置所发出的控制信息完成相关的投切动作。[9]

2.5硬件部分

人机接口及通讯部分

考虑到本设计需具有数据显示和一定的控制操作，那么设计一个较为人性化的人机接口部分显的尤为重要。可以采用触摸液晶显示屏，显示相应的电压、电流、无功功率、有功功率、功率因素等电参量。在按键方面，采用分别为上，下，确认，菜单四个按键，具有灵活的操作显示菜单，查看、设置各个参数以及手动投

切电容器等功能。考虑到用户对远程控制的需求，可以设计远程通信功能或者接入以太网，通过其他设备可以清楚的查看目前各种电参量和电容投切的状态，并且具有远程实现控制投切的功能。

电容补偿部分

采用品闸管作为电容投切的开关，采取过零投切的方式，可以保证晶闸管在使用过程中的不至于因电压过大而受到损害，增加晶闸管的寿命[10]。考虑到电容的补偿精度及参考国内同类产品的补偿电容的数量，本设计电力电容补偿策略采用两路共补(投切三相电容器)，六路分补的方式(投切单相电容器)。

控制策略思路

TSC系统中最重要的部分即其控制电容投切的策略。以什么样的判据作为电容投切的标准才能满足实际补偿需求同时又具有较强的安全可靠性，这一点尤为重要。本文通过以下几点从电容补偿的各个方面提出本设计的控制策略。[16]

无功补偿策略总述[10][11][12]

我国常见的老式无功补偿控制器多数是以?

cos作为投切电力电容的唯一判断依据，这是一个很直观的判断依据，具有设计简单，控制方便等优点。但是?

cos

作为投切电力电容的唯一判据，如前言所述存有精度不高、容易振荡等不足之处。所以在控制策略方面，本设计直接采取以无功功率为主要的判断依据，根据电网每相所缺的无功容量来确定该相投入电容数量，根据电网富余无功来切除电容。本设计可对当地l-8组电容器进行循环投切，并具有当出现电压过压、欠压、缺相或谐波越限等情况，电容器退出等功能。同时选择无触点过零投切、三相共补和单相分补来提高系统补偿的可靠性和精度。在运行中既能保证线路系统稳定，无振荡现象出现，又能兼顾补偿效果，将补偿装置是效果发挥到最佳，较为完善的解决了目前功率因数型控制器的缺陷。[13]

电容保护功能

1)欠压保护：当前电压S设定下限值时，欠无功不投电容，已投的电容全切(每6秒切一组)；电压<(设定欠电压值+回差值)时，欠无功禁投。回差值固定为5V。

2)过压保护：当前电压>设定上限值时，欠无功不投电容，已投的电容全切(每6秒切一组)；电压>(设定过电压值．回差值)时，欠无功禁投。

3)缺相保护：当相电压低于65％额定值时，视为该相断相，由控制器发出指令切除该相已投入的电容器逐组退出(每6秒切一组)。

4)谐波保护：当某相电压或电流谐波超过电压或电流谐波畸变率上限值(可设定)后，控制器发出指令将该相己投入电容器逐组退出(每6秒切一组)。

5)复位保护：每次复位后，控制器进行自检并复归输出电容回路使之处于断路状态。

防止投切振荡功能

虽然本设计以系统需求的无功功率为判据，理论上可以消除轻载下电容的投切振荡。但在控制上，我们还做下面的设计：每次同组电容的正常投入与切除的动作间保持最小5分钟(300秒)的动作间隔，以进一步确保补偿装置在负荷较轻时不出现频繁投切的不良状态。

延时功能

1)电容器投切延时：0-255秒(可设定)

2)同一组电容投切时间间隔：>=300秒

3)过压时在60秒内将所有电容器组切除

参数设置

1)参数设置包括：投入无功门限、切除无功门限、目标功率因素，过压保护、畸变保护、电容器容量，投切延时等，用户可依据实际需要自行调整。

2)手动电容器投切：手动电容投切没有时间限制。

自动投切[14]

无功补偿控制器实时采样的数据有：交流三相总有功功率及分相有功功率、三相总无功功率及分相无功功率、三相总功率因素及分相功率因素等。我们将采样的分相无功功率定义为1

cos?，电容投入设定门限定

Q，分相功率因素定义为1

义为Qt(缺省为分补电容容值)，电容切除切除门限定义为Qq (缺省为分补电容容值的1／2)，目标功率因数定义为?

cos。无功补偿控制器根据分相无功功率Ql与电容投入门限Qt相比较进行自动投切，当Q1大于投入门限Qt，某相欠补就投入某相对应的一个分补电容器，当三相都欠补时优先投一个共补的电容器组。

当出现无功功率过补时(投入电容器补偿容量超过需补偿的容量)，此时无功功率为负值(在下面分析中，我们将此值取绝对值)。某相过补就切除某相对应的一个分补电容器，当三相都过补时切除一个共补的电容器组，当三相共补均切除则开始三个分补的电容器一起切除。当某相过补，则切除该相分补的电容，直到该相脱离过补状态。具体流程见控制流程图介绍。根据母线的实际运行参数，适当改变投入门限Qt、切除门限Qq以取得最佳经济效益，且保证装置不发生投切振荡。

2.6控制流程图

本控制器输出控制为2组三相电容器及6组单相电容器。分别为电网进行2个三相共补和2个单相分补。本文设计的补偿电容值设定为共补电容均为30Kvar,分补电容均为15Kvar。现以假设实际电网中可能出现的无功补偿状况来形象的说明控制流程。

投入电容

①控制流程见图2-6，若电网三相无功平衡，A、B、C三相无功功率都出现大于共补电容的补偿的容量，控制上则先投入一组共补电容，60秒后如果三相无功功率继续出现大于共补电容的补偿的容量，则继续再投入另一组共补电容。再过60秒后如果三相无功功率还出现大于分补电容的补偿的容量，那么启动分补电容，A、B、C相进行每相的分别补偿，直到达到补偿目的为止。此电容器投切延时的60秒的时间可以由用户自行设定。比如A、B、C三相均需要补偿80Kvar

无功功率，第一时刻投入共补1电容，60秒后投入共补2电容，再过60秒后投入A、B、C三相的分补电容。理论上此时各相分别共补偿无功功率75K、尉，还需要补偿5Kvar无功，但是如果继续投入分补电容15Kvar，则出现过补现象，所以在控制策略上，电容不再不投入。也就是电容投入到每相无功小于该相的分补电容容量为止结束。

②若电网三相无功不平衡，则控制上安排投入先共补电容，待其中某相的无功补偿到共补电容值之下后，按三相中哪相还需补偿，进行单相的分别补偿。比如A、B、C三相无功功率均分别需要补偿91Kvar，78Kvar,63Kvar。第一时刻投入共补l电容，60秒后投入共补2电容，此时A、B、C三相均补偿60 Kvar，C相由于所需无功小于该相的分补电容容量，C相电容不再投入。60秒后A、B相分别投

入一组分补电容，此时B相已补偿75Kvar,B相电容不再投入。60秒后A相再次投入一组分补电容。总投入动作结束。

图2.7投入控制流程图

控制流程图如下图，若电网无功三相平衡，若A、B、C三相无功功率出现过补偿，判断是否三相均超过共补电容容量的一半，如果是则先切入的一组共补电容，一分钟后再次判断是否还是三相均超过过补电容容量的一半，如果是，再次切除另一组共补电容。一分钟后在判断各相过补是否超过分补电容，如此一次判断，直到过补现象结束为止。

图2.8切除控制流程图

假设三相均过补20Kvar,即超过共补电容的一半(15Kvar)，则切除最先图粗的

共补电容30Kvar 。此时三相无功功率均为10Kvar 。[15]切除电容动作结束。

电网三相无功不平衡，同三相无功平衡类似，先切除过补的共补电容，直到

共补电容全部切除后再分别切除各相的分补电容。直到过补现象结束为止。假设

A 、

B 、

C 三相无功功率分别过补40Kvar 、25Kvar 、20 Kvar 。则先切除共补电容

(30Kvar)，一分钟后再次切除A 相分补电容(15Kvar)。此时三相无功分别为5Kvar 、

5Kvar 、10Kvar 。切除电容动作结束。

③假设当前各相电压分别为为a U ，b U ，c U ，设定的电压上限值为Uh ，设定的

电压下限值为Ul ，回差值为5V ，设定的谐波电能百分比值为W H 。若测得以下

的条件之一，未投入的电容禁止投入，同时切除已投切的共补电容及对应相的分

补电容。

(1) a U ，b U ，c U 中任意相)5(V Uh ->；

(2) a U ，b U ，c U 中任意相)5(V Ul -<；

(3)当前谐波电能百分比W H >；

投切暂停状态

若测得以下的条件之一，对应相保持投切暂停的状态，未投入的电容禁止投入。

(1) a U ，b U ，c U 中任意相Uh >；

(2) a U ，b U ，c U 中任意相Ul <；

上面介绍了新型无功功率补偿控制器的设计思路，包括其内部的原理，结

构及测量的参量和控制量的分析，并且针对本论文设计所处的三相低压交流电网

的环境提出了一套合理的电力电容器补偿策略以及投切的控制流程算法。

三、结论

无功补偿技术在电力电子技术和微电子技术学科发展的推动下，在电力系统领

域取得了很大的发展，形成了多种补偿方式，如TSC, TCR 和静止调相机等。[16]

本文针对目前电力无功补偿设备的发展状况，从提高无功补偿的性能可靠性和实

用性出发，对传统的TSC 型无功补偿控制器进行了硬件和控制方式上的改进，

设计出一款带有自动控制和保护功能的新型无功补偿控制器。该控制器能够对低

压三相电网中的无功功率进行及时、稳定的补偿。

(1)研究了TSC动态无功补偿的原理，并对其关键性技术问题进行了深入探讨。重点分析了国内常用的老式无功补偿控制器的存在的精度不高、容易振荡投切以及电容柜在谐波状况下电容支路易损坏等现象的原因。

(2)在分析老式无功补偿器主要采用

cos作为投切的主要判据的基础上，根据实际情况，最终制定出以无功功率为主判据和电压和谐波为辅助判据的复合判据的综合无功补偿控制策略，能够有效地防止电容投切振荡的现象产生。同时提出采用三相共补和单相分补的电容补偿方式，可以较好的避免在三相无功不平衡的时候补偿不均衡的问题。经过对系统的重新设计，使系统功能更完备，运行更可靠且操作方便。

当然系统还有许多可以进一步改进的地方，在未来的课题研究中，可以从以下几个方面着手：

1．以采用更快捷方便的通信方式进行数据通信。因为无功补偿控制器大多安装在不太方便人员接近的地方，如对数据进行抄写可以采用GPRS，对电容投切控制可以通过红外线等通信手段；

2．电容投切算法是系统的核心，可以并联电容器组无功补偿策略作进一步的研究，可根据模糊神经网络、自适应控制等智能控制方法，研究出新的电容投切算法，使电容投切更合理，具有更广阔的应用场合；

3．无功补偿具有重要的应用，方法也多种多样，随着无功补偿理论的发展以及微电子技术的发展，研究更新的无功补偿方法。在以后，我们着重学习这方面的内容，使无功补偿技术更完善。

参考文献

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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

电力系统无功补偿的意义及补偿方案

电力系统无功补偿的意义及补偿方案 电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系统中,整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源,因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制,不仅可保证电压质量,而且将提高电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。 ·8.1 提高功率因数的意义 在用电设备中按功率因数划分，可以有以下三类：电阻性负荷、电感性负荷、电容性负荷。在用电设备中绝大部分为感性负荷。使用电单位功率因数小于1。功率因数降低以后，将带来以下不良后果： 1）使电力系统内电气设备的容量不能充分利用，因发电机和变压器电流是一定的，在正常情况下是不允许超过的，功率因数降低，则有功出力将降低，使设备容量不能得到充分利用。 2）由于功率因数降低，如若传输同样的有功功率，就要增大电流，而输电线路和变压器的功率损耗和电能损耗也随之增加。 3）功率因数过低，线路上电流增大，电压损耗也将增大，使用电设备的电压也要下降，影响异步电动机和其他用电设备的正常运行。 为了保证供电质量和节能，充分利用电力系统中发变电设备的容量，减小供电线路的截面，节省有色金属，减小电网的功率损耗、电能损耗，减小线路的电压损失，必须提高用电单位的功率因数。改善功率因素是充分发挥设备潜力，提高设备利用率的有效方法。 ·8.2 补偿装置的确定： 无功补偿装置包括系统中的并联电容器、串联电容器、并联电抗器、同步调相机和静止型动态无功补偿装置等。 1）同步调相机：同步调相机在额定电压±5%的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压；在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。 装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，但是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。 2）串联电容补偿装置：在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗，可以缩短输电线的电气距离，提高静稳定和

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

无功补偿的意义

第1章绪论 1.1 无功补偿的意义 国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高速增长。尤其是近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量和输配电能力不足，造成全国近20个省市电力供应紧张，部分省市出现限电拉闸[1]。与此同时，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量的要求也在提高；电力生产与供应企业也比以往任何时候都重视电力系统运行的经济性。 电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。 无功功率从何而来？显然，发电机提供的无功功率相对负荷和网络对无功功率的需求来说只是“杯水车薪”，仅仅依靠发电机提供无功功率也是极不经济的。无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简称无功补偿）设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。因此，无功补偿是电力系统的重要组成部分，它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。 低压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此在低压电网中进行无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。 低压电网的无功补偿主要采用并联电容器进行，它包括固定电容器（FC）补偿和自动投切电容器的动态补偿以及两者混合补偿等方式。 电力负荷是随时变化的，所需要的无功功率也是随时变化的，为了维持无功平衡，要求无功补偿设备实行动态补偿，即要根据无功负荷的变化及时投切电容器。以往的低压动态无功补偿设备以机械开关（接触器）作为电容器的投切开关，机械开关不仅动作速度慢，而且会产生诸如涌流冲击、过电压、电弧重燃等现象，开关本身和电容器都容易损坏。据调查，我国过去使用的自动投切电容器无功补偿装置在使用3年后损坏率达75％[2]。 随着电力电子技术和微机控制技术的迅速发展和广泛应用，出现了智能型的动态无功补偿装置。这种以电力电子器件作为无功器件（电容器、电抗器）的控制或开关器件的动态无功补偿装置被称为静止无功补偿装置（SVC：Static V ar Compensator）。 SVC是动态无功补偿技术的发展方向，它正成为传统无功补偿装置的更新换代产

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[

无功补偿的作用与必要性

无功补偿的作用与必要性 ①无功电流的产生与损耗 大家知道，我们的工厂低压配电是通过厂用变将10KV变成400V，然后通过低压配电系统，给用电设备提供电源，驱动动力设备工作的，动力设备多为感性负载。如电动机、电焊机、空调机等。当它投入运行以后，将产生很大的感性电流，这种电流它不做工，是无功电流。由于它的存在，使得在配电网络中及变压器中，流过的电流就是电感电流与电阻电流之和，即I=I R+I L。而变压器的容量是电流乘电压，即S= 3 UI(KVA)。当电压一定时，要使变压器的容量得到充分利用，就必须减小电流，而减小电流的唯一办法，就只能使I L电感电流尽量减少。同时由于I L电感电流的存在使得损耗大量增加，它的损耗大小与I L电感电流的平方成正比，这些损耗在变压器及线路中转变成热量散发，使得变压器及配电设备温度升高。不仅影响设备的利用率，还由于温度过高，破坏设备的绝缘，缩短设备的使用寿命，甚至损坏设备。所以怎样减少电感电流，就成了企业减少能源损耗，设备挖潜增加经济效益与社会效益的必经之路。下面我们以调查东莞某外资企业的情况加以说明： 该企业安装630KVA变压器两台，根据监测结果。补偿前平均功率因数COS=0.71（还不算太低）总输出电流385.5A，总无功功率186KVAR，补偿后平均功率因数COS=0.985，总输出电流只有284A，总无功功率只有34KVAR，从而使：

a) 无功功率下降率为Q=（1-Q2/Q1） ×100%=(1-34/186)×100%=81.72% b) 减少线损率为▲P=［1-( I2/I1) 2］×100%=［1-( 284/385.5) 2］×100%=45.73% 由此可见，投入补偿后明显减少了无功功率提高了功率因数，减少了电流和线损率。 ②优化电能质量 a) 抑制波动负荷和冲击负荷造成的电压波动和电压闪变，滤除高次谐波。 大家知道，投入、切除感性负载时，根据电磁原理，一定会产生操作过电压，这种过电压是由于感性负载电流突变产生的高次谐波形成的，而高次谐波对于电容来说相当于短路状态，所以电容是高次谐波的吸收器。 b) 稳定电网电压 仍以上面提到的企业为例，在投入电容前低压侧系统电压与投入电容后低压侧系统电压对比，投入电容后电压有明显提高： ▲NU=( I1-I2)/ I1×100%= (385.5 -284)/ 385.5×100%=26.33% 由此可见投入电容补偿以后不仅明显提高了功率因数，减少了电流和线损率，电压也相对稳定提高了供电可靠性，并能充分利用配电设备的容量，达到节能降损的预期目标。 ③电容补偿的目的和积极意义

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

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

浅析无功补偿在电力电网中的应用

浅析无功补偿在电力电网中的应用 发表时间：2017-11-01T11:42:22.800Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：马静 [导读] 摘要：在现代供电行业内部,功率因数是考核电网运行的重要指标之一,为了确保功率因数达到考核指标,保证电网供电的政策运行,无功补偿就显得尤为重要。本文就无功补偿的原因和策略进行了探讨，以期给电网企业一些借鉴价值。 （国网吴忠供电公司宁夏回族自治区吴忠市 751100） 摘要：在现代供电行业内部,功率因数是考核电网运行的重要指标之一,为了确保功率因数达到考核指标,保证电网供电的政策运行,无功补偿就显得尤为重要。本文就无功补偿的原因和策略进行了探讨，以期给电网企业一些借鉴价值。 关键词：无功补偿；电力电网；应用 电力系统中先天性地存在着大量的无功负荷，这些无功负荷来自电力线路、电力变压器以及客户的用电设备。系统运行中大量的无功功率将降低系统的功率因数，增大线路电压损失和电能损失，严重地影响着电力企业的经济效益，解决这些问题的一个行之有效的方法就是进行无功补偿。为了起到节能降损的作用，改善电能的质量，提高输变电设备的有功出力，使电气设备处在最佳经济状态下运行，使有限的电力能更好地为社会主义建设服务，做好无功补偿工作势在必行。 1 电力电网中无功补偿的原因 随着国民经济的快速发展,国内的工业用电和生活用电不断增加,需求的增加对供电系统提出了更高的要求,无功补偿的运用,可以有效的降低电力电网的有功损耗,提高电力电网运行的科学性、经济性。无功补偿设备可以有效的降低电网中的功率耗损,根据公式I=P/Ucos可知,其中电流与cos成反比,因此,按装无功补偿设备之后可以有效的提高功率因数,线路中的负荷电流降低,进而使有功功率的损耗有所降低,同时还可以减少电网中电压的损失,提高电压的质量,减少客户的电费费用,减少设备投资。由于无功补偿可以减少无功功率在电网中的流动,降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失,安装无功补偿设备可以有效的降低电力网的损耗。而且无功补偿可以提高功率因数,相对其他节能措施而言,是一项收效快、投资少的降损节能措施,它可以使电力系统少送无功功率,多送有功功率,而且可以在电力系统无功功率不足时,迅速提供无功功率。 2 电力电网中无功补偿的使用 一般无功补偿设备是在用户的负载点或者配电室进行补偿,供电部门会与用户进行协商,鼓励用户在在用电处安装无功补偿设备,减少电费支出,进而提高功率因数,使功率因数符合考核标准。相关资料表明,无功功率约有40%在消耗在变压器和电线线路,剩余的则消耗在客户的用电设备中。为此,供电部门要与用户加强沟通,共同做好无功补偿设备的配置,保证电力资源的高效合理使用,减少能源浪费。 2.1无功补偿设备的选定 无功补偿设备的选定要按照合理布局、就地平衡、全面规划的原则,保证电力电网的无功补偿取得最佳的经济效益和社会效益。合理的无功补偿设备容量设定是决定其是否能够实现节能降耗的重要因素,在实际工作中,电力企业首先要根据不同的负荷情况,以及供电部门的要求确定无功补偿后应该达到的功率因数,然后计算无功补偿设备应具有的实际容量大小。 2.2并联电容器的无功补偿 提高功率因数最常用的办法就是与电感性负载并联静电电容器,并联补偿的电力电容器,根据电压高低的不同内部接线也不同,高压电容器组一般宜接成中性点不接地星形;低压变压器组一般接成三角形。目前我国使用的补偿方式有单独就地补偿、低压集中补偿、高压集中补偿三种。 2.2.1单独就地补偿 相比其他两种补偿方式,单独就地补偿的补偿范围最大,补偿效果也最好,电力企业一般优先采用这种方式进行补偿。单独就地补偿的电容器组是使用电设备自身的绕组电阻来放电,它是将并联补偿电容器组装在需要进行补偿的用电设备附近,它可以直接补偿安装部位的变压器和所有高低压电线线路的无功功率。单独就地补偿需要的投资费用较大,利用率较低,一般而言,当被补偿的用电设备停止作业时,单独就地补偿的电容器组也会被切除,导致资源浪费。为此,它适用于一些经常运转,负荷较平稳而且容量又大的设备,如,高频电炉、感应电动机等等,以及一些虽然容量较小,但是数量多,长期稳定运行的机械设备,如荧光灯等。 2.2.2低压集中补偿 低压集中补偿主要用于补偿高压配电线路、电力系统以及车间变电所低压母线前车间变电所的无功功率,可以使用专门的放电电阻或者白炽灯的灯丝进行放电,使用成本较低,运行和维修也比较方便安全,同时,它可以依据用户的用电负荷水平的波动,投入相应的电容器,进行跟踪补偿。低压集中补偿的目的在于提高专用变压器用户的功率因数,投资费用和后期维护都是由专用变压器用户自己承担。 2.2.3高压集中补偿 高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6～10kV母线上,因此,这种补偿方式只能补偿6～10kV母线前的所有线路的无功功率,而母线后的电线线路的无功功率得不到有效补偿。但是相对而言,这种补偿方式的投资较小,而且便于工厂进行集中管理和控制,同时对于工厂高压的无功功率进行有效的补偿,比较适用于大中型的工厂。 3 无功补偿设备的使用管理 在进行无功补偿设备配置和管理的过程中,坚持集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主。对分散补偿的配置要从实际出发,确保无功补偿之后可以达到功率因数的审核标准,对于供电公司而言,无功补偿设备过于分散,导致企业的设备维护量大,工作难度较大,为此,大多采用变电站集中补偿和配变就地分散补偿相结合的方式。另外,在无功补偿过程中要坚持调压与降损相结合,同时以降损为主,因为无功补偿产生的最大的经济效益和社会价值是降损,在一定程度上调整电压只是为了保证电压质量。特别是对于很多轻载运行的电线线路,由于电压偏高,会导致配电变压器的铁损占线损的70%以上,这种情况下,就不宜再安装电容,否则在线路电压升高过快时,配电变压器的损坏程度会进一步增加,使线损程度增大,为此,投切无功补偿设备,使电网中的电力功率因数提高,减低电网的损耗。能源建设是我国国民经济建设的战略重点之一,在进行能源建设的过程中,我国坚持贯彻实施科学发展观,要求相关部门在加强能源开发的过程中,不断提高资源的使用效率,使有限的能源发挥尽可能多的经济效益,同时减少在使用过程中的能源浪费。为此,在电力电网内出现大负荷欠补偿时,供电企业、发电企业和用电企业要协同合作,共同把无功补偿工作搞好。电力电网通过无功补偿节约电能,不仅可以降低工厂的生产成本,而且可以为国家积累更多的财富,促进国

《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

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，

详解电网无功补偿与电压调节

详解电网无功补偿与电压调节 无功对于电网系统设计来说，肯定是非常非常重要的了，这块其实内容很多，就做一个简单的梳理总结，有一些工程实践中的认识，希望可以互相印证。无功对应电压，有功对应频率，应该是一个比较普遍大概的认识，当然没错。所以无功补偿和电压调节是密不可分的，也是调度考核的重要指标。 一、无功补偿概述和原则 无功功率比较抽象，它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。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。 电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件，首先是一些重要原则当然很多是国网的原则，虽说要摆脱国网思路束缚，但是有些好东西还是要保留。 分层分区补偿原则：有鉴于经较大阻抗传输无功功率所产生的很大无功功率损耗和相应的有功功率损耗，电网无功功率的补偿安排宜实行分层分区和就地平衡的原则。所谓的分层安排，是指作为主要有功功率大容量传输即220--500 kV电网，宜力求保持各电压层间的无功功率平衡，尽可能使这些层间的无功功率串动极小，以减少通过电网变压器传输无功功率时的大量消耗;而所谓分区安排、是指110k V 及以下的供电网，宜于实现无功功率的分区和就地平衡。 电压合格标准：

500kV母线：正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%;最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。 发电厂和500kV变电所的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10%;事故运行方式时为系统额定电压的的-5%～+10%。 发电厂和220kV变电所的110kV～35kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为相应系统额定电压-3%～+7%;事故后为系统额定电压的的±10%。 带地区供电负荷的变电站和发电厂(直属)的10(6)kV母线：正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0～+7%。 无功补偿配置原则：各电压等级变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%,并满足主变最大负荷时，功率因数不低于0.95。 以上只是大概的比例估计，具体工程的变电站的无功配置是需要通过计算的，计算分不同运行方式(针对容性和感性)，无功计算一般是有无功交换的整个区域一

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