無功功率精選(九篇)
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第1篇：無功功率范文
cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2
在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。
1影響功率因數(shù)的主要因素
1.1大量的電感性設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐、交流電焊機(jī)等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)，在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無功消耗占了60％～70％；而在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無功又占到電動(dòng)機(jī)總無功消耗的60％～70％。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。
1.2變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容量的10％～15％，它的空載無功功率約為滿載時(shí)的1/3。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。
1.3供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響。
當(dāng)供電電壓高于額定值的10％時(shí)，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110％時(shí)，一般無功將增加35％左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
2無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?/p>
無功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
2.1低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)蛪簜€(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行(如大中型異步電動(dòng)機(jī))的無功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無功倒送。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。
2.2低壓集中補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進(jìn)行，做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補(bǔ)償中常用的手段之一。
2.3高壓集中補(bǔ)償高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10kV高壓母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。
3采取適當(dāng)措施，設(shè)法提高系統(tǒng)自然功率因數(shù)
提高自然功率因數(shù)是不需要任何補(bǔ)償設(shè)備投資，僅采取各種管理上或技術(shù)上的手段來減少各種用電設(shè)備所消耗的無功功率，這是一種最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法。
3.1合理使用電動(dòng)機(jī)；
3.2提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量；
3.3采用同步電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率取決于電動(dòng)機(jī)上所帶機(jī)械負(fù)荷的大小，而無功功率取決于轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流大小，在欠勵(lì)狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)“吸取”無功，在過勵(lì)狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)“送出”無功。因此，對(duì)于恒速長期運(yùn)行的大型機(jī)構(gòu)設(shè)備可以采用同步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。異步電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行就是將異步電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組適當(dāng)連接并通入直流勵(lì)磁電流，使其呈同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這就是“異步電動(dòng)機(jī)同步化”。
3.4合理選擇配變?nèi)萘浚纳婆渥兊倪\(yùn)行方式：對(duì)負(fù)載率比較低的配變，一般采取“撤、換、并、?！钡确椒?，使其負(fù)載率提高到最佳值，從而改善電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。
4無功電源
電力系統(tǒng)的無功電源除了同步電機(jī)外，還有靜電電容器、靜止無功補(bǔ)償器以及靜止無功發(fā)生器，這4種裝置又稱為無功補(bǔ)償裝置。除電容器外，其余幾種既能吸收容性無功又能吸收感性無功。
4.1同步電機(jī)：同步電機(jī)中有發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)及調(diào)相機(jī)3種。①同步發(fā)電機(jī)：同步發(fā)電機(jī)是唯一的有功電源，同時(shí)又是最基本的無功電源，當(dāng)其在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可以發(fā)出無功功率：
Q=S×sinφ=P×tgφ
其中:Q、S、P、φ是相對(duì)應(yīng)的無功功率、視在功率、有功功率和功率因數(shù)角。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，以滯后功率因數(shù)運(yùn)行為主，向系統(tǒng)提供無功，但必要時(shí)，也可以減小勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)超前，即所謂的“進(jìn)相運(yùn)行”，以吸收系統(tǒng)多余的無功。②同步調(diào)相機(jī):同步調(diào)相機(jī)是空載運(yùn)行的同步電機(jī)，它能在欠勵(lì)或過勵(lì)的情況下向系統(tǒng)吸收或供出無功，裝有自勵(lì)裝置的同步電機(jī)能根據(jù)電壓平滑地調(diào)節(jié)輸入或輸出的無功功率，這是其優(yōu)點(diǎn)。但它的有功損耗大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、響應(yīng)速度慢，近來已逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)行。③并聯(lián)電容器：并聯(lián)電容器補(bǔ)償是目前使用最廣泛的一種無功電源，由于通過電容器的交變電流在相位上正好超前于電容器極板上的電壓，相反于電感中的滯后，由此可視為向電網(wǎng)發(fā)quot；無功功率：Q=U2/Xc
其中：Q、U、Xc分別為無功功率、電壓、電容器容抗。
并聯(lián)電容器本身功耗很小，裝設(shè)靈活，節(jié)省投資；由它向系統(tǒng)提供無功可以改善功率因數(shù)，減少由發(fā)電機(jī)提供的無功功率。④靜止無功補(bǔ)償器：靜止無功補(bǔ)償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對(duì)于控制信號(hào)反應(yīng)極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當(dāng)電壓變化時(shí)靜止補(bǔ)償器能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)男枰瑫r(shí)還能做到分相補(bǔ)償；對(duì)于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性；但由于晶閘管控制對(duì)電抗器的投切過程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，為此需加裝專門的濾波器。
第2篇：無功功率范文
關(guān)鍵詞：無功功率補(bǔ)償裝置, 功率因數(shù), 補(bǔ)償方式
中圖分類號(hào)：TM933文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
我公司現(xiàn)有35KV變電站1座，總裝機(jī)容量63MVA，下設(shè)6KV低壓配電室7座，其中400V 低壓配電室23處。現(xiàn)變電站內(nèi)基波無功補(bǔ)償容量為10Mvar，在正常運(yùn)行過程中無功補(bǔ)償?shù)耐肚幸罁?jù)僅依靠功率因數(shù)進(jìn)行投切，對(duì)無功的浪費(fèi)較大。為扭轉(zhuǎn)由于無功的大量浪費(fèi)，造成有功功率的大量損失，在2003年經(jīng)過與北京電力科學(xué)院電力電子公司的協(xié)商，在滿足補(bǔ)償我公司煉鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的感性無功的前提下新上一套容量為60Mvar的無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，通過近兩年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，補(bǔ)償效果良好，功率因數(shù)指標(biāo)能夠控制在0.85～0.92之間。在此有必要就無功補(bǔ)償裝置的選擇方面做一下簡單的介紹（以低壓無功補(bǔ)償裝置為例）。
眾所周知合理的選擇無功補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗使電網(wǎng)質(zhì)量提高，反之如選擇和使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)，諧波增大和有功功率的大量損耗等諸多因素，危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
一、低壓無功功率補(bǔ)償裝置，一般采用自動(dòng)補(bǔ)償方式。按投切方式可進(jìn)行如下分類：
1、延時(shí)投切方式
這種投切依靠于傳統(tǒng)的接觸器動(dòng)作，當(dāng)然用于投切電容的接觸器是專用。它具有抑制電容的涌流作用。延時(shí)投切的目的在于防止電容不停的投切，導(dǎo)致供電系統(tǒng)振蕩，這一危險(xiǎn)情況的出現(xiàn)。這種補(bǔ)償方式是通過補(bǔ)償裝置的控制器，檢測供電系統(tǒng)的物理量，來決定電容器投切的這個(gè)物理量，這種物理量可以是功率因數(shù)或無功電流或無功功率，是我們常用的一種補(bǔ)償方式。
2、瞬時(shí)投切方式
瞬時(shí)投切方式是電力電容器件與數(shù)字技術(shù)綜合的技術(shù)結(jié)晶。即我們所說的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，實(shí)際就是在半個(gè)周波至1個(gè)周波內(nèi)完成采樣計(jì)算，在下個(gè)周期到來前，控制器已經(jīng)發(fā)出控制信號(hào)了，通過脈沖信號(hào)通知投切執(zhí)行元件，即晶閘管導(dǎo)通。投切電容器組大約20－30毫秒內(nèi)完成一個(gè)全部動(dòng)作，作為一種新的補(bǔ)償裝置有著廣泛的應(yīng)用前景。
其動(dòng)作原理是當(dāng)控制器采集到需要補(bǔ)償?shù)男盘?hào)發(fā)出一個(gè)指令（投入一組或多組電容器的指令）此時(shí)由觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，相應(yīng)的電容器組也就并入線路運(yùn)行。晶閘管的導(dǎo)通條件必須滿足其所在相的電容器端電壓為零，以避免涌流造成元件的損壞，也就是說電力電子器件控制的無功投切是無涌流投切；當(dāng)控制指令撤消時(shí)，觸發(fā)脈沖隨即消失，晶閘管零電流自然關(guān)閉，關(guān)斷后的電容器電壓為線路電壓交流峰值，必須由放電電阻盡快放電，以備電容用以投入。用于控制電容器投切的元器件可以用單相晶閘管、并聯(lián)的雙向晶閘管，也可選適合容性負(fù)荷的固態(tài)接觸器。元件的耐壓及額定電流要選擇合理。這種補(bǔ)償方式其最主要的制約因素是用于投切控制的元器件的散熱方式及冷卻方式。我公司現(xiàn)上無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置的冷卻方式選用水冷內(nèi)循環(huán)，各晶閘管的運(yùn)行溫度能夠控制在40～50℃之間。
在低壓無功功率補(bǔ)償裝置的應(yīng)用方面，選擇延時(shí)速是瞬時(shí)的補(bǔ)償方式。要依電網(wǎng)的狀況所定。首先要對(duì)所補(bǔ)償?shù)姆绞叫再|(zhì)有所了解，對(duì)負(fù)荷較大且變化較快的工況。如電焊機(jī)、電動(dòng)機(jī)的方式應(yīng)采用瞬時(shí)的補(bǔ)償方式；對(duì)于相對(duì)穩(wěn)定的負(fù)荷可采用延時(shí)補(bǔ)償方式，也可使用瞬時(shí)的補(bǔ)償方式。一般電焊工作時(shí)間均在幾秒鐘以上。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)也在幾秒鐘以上。而瞬時(shí)補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)時(shí)間在幾十毫秒。按40ms考慮則從40ms到5秒鐘之內(nèi)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)態(tài)過程，瞬時(shí)補(bǔ)償能完成這一過程。
二、無功功率補(bǔ)償控制器
無功功率補(bǔ)償控制器按照采樣方式可分為三類，即功率因數(shù)型、無功功率型、無功電流型。選擇哪一種物理控制方式實(shí)際上就是對(duì)無功功率控制器的選擇?？刂破魇菬o功補(bǔ)償裝置的指揮系統(tǒng)，是進(jìn)行采樣運(yùn)算、發(fā)出投切信號(hào)、參數(shù)設(shè)定、測量、元件保護(hù)等功能的一個(gè)核心裝置?，F(xiàn)在對(duì)上述所說的三種補(bǔ)償裝置簡單的進(jìn)行一下介紹：
1、功率因數(shù)型控制器。
功率因數(shù)用cosφ表示，它表示有功功率在線路中所占的比例。當(dāng)cosφ＝1時(shí)，就是說明線路中沒有無功損耗，提高功率因數(shù)并減少無功功率和無為有功功率的損耗是這類控制器的最終目標(biāo)，這種控制方式也是傳統(tǒng)的方式，采樣控制較易實(shí)現(xiàn)。這種采樣方式在運(yùn)行中既要保證系統(tǒng)穩(wěn)定和無振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)，又要兼顧補(bǔ)償效果。對(duì)于這種補(bǔ)償方式很重要的一點(diǎn)就是如何進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，只能在現(xiàn)場視具體情況將參數(shù)整定在一個(gè)較好的狀態(tài)下進(jìn)行工作，既使參數(shù)調(diào)整的較好，也無法彌補(bǔ)這種補(bǔ)償方式自身的缺陷，尤其是在負(fù)荷較重的環(huán)境中，例如：設(shè)定投入門限cosφ=0.95（滯后）此時(shí)工作環(huán)境為重負(fù)荷，既使此時(shí)的無功損耗很大。無功缺額很大，再投電容器組也不會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償。但cosφ只要不小于0.95，控制器就不會(huì)再有補(bǔ)償指令，也就不會(huì)有電容器投入。故不推薦使用這種補(bǔ)償方式。
2、無功功率（無功電流）型控制器。
這種方式可完善的解決功率因數(shù)型的缺陷，一個(gè)良好設(shè)計(jì)的無功型控制器，它是智能化的，有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，能兼顧線路的穩(wěn)定性、檢測和無功補(bǔ)償?shù)男Ч?，并能?duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行完善的保護(hù)及檢測。這種補(bǔ)償裝置可實(shí)現(xiàn)如下功能：
四象限操作、自動(dòng)和手動(dòng)切換、自識(shí)別各路電容器組的功率，可根據(jù)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)切換時(shí)間，具有諧波過壓報(bào)警及保護(hù)，可防止線路發(fā)生諧振，具有過電壓保護(hù)、低電流報(bào)警，可檢測所補(bǔ)償系統(tǒng)的電壓、電流畸變率，顯示電容器功率、顯示cosφ、U、I、S、P、Q及頻率。
由以上功能可以看出其控制功能非常強(qiáng)大。由于是無功型控制器，也就能夠?qū)⒀a(bǔ)償裝置的效果發(fā)揮到極至。此時(shí)既使在重負(fù)荷的情況，負(fù)荷發(fā)出的無功功率已經(jīng)相當(dāng)大，那怕cosφ已達(dá)到0.99（滯后）也可根據(jù)要求再投入一組，使補(bǔ)償效果達(dá)到最佳。
3、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂破?/p>
第3篇：無功功率范文
關(guān)鍵詞：電網(wǎng)無功功率補(bǔ)償無功電源
許多用電設(shè)備均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變壓器、電動(dòng)機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。為建立交變磁場和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無功功率，因此，所謂的"無功"并不是"無用"的電功率，只不過它的功率并不轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能而已；因此在供用電系統(tǒng)中除了需要有功電源外，還需要無功電源，兩者缺一不可。
在功率三角形中，有功功率P與視在功率S的比值，稱為功率因數(shù)cosφ，其計(jì)算公式為：
cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2
在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。
1影響功率因數(shù)的主要因素
(1)大量的電感性設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐、交流電焊機(jī)等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)，在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無功消耗占了60％～70％；而在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無功又占到電動(dòng)機(jī)總無功消耗的60％～70％。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。
(2)變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容量的10％～15％，它的空載無功功率約為滿載時(shí)的1/3。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。
(3)供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響。
當(dāng)供電電壓高于額定值的10％時(shí)，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110％時(shí)，一般無功將增加35％左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
2無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?/p>
無功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
(1)低壓個(gè)別補(bǔ)償:
低壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行(如大中型異步電動(dòng)機(jī))的無功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無功倒送。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。
(2)低壓集中補(bǔ)償：
低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進(jìn)行，做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補(bǔ)償中常用的手段之一。
(3)高壓集中補(bǔ)償：
高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10kV高壓母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。
3采取適當(dāng)措施，設(shè)法提高系統(tǒng)自然功率因數(shù)
提高自然功率因數(shù)是不需要任何補(bǔ)償設(shè)備投資，僅采取各種管理上或技術(shù)上的手段來減少各種用電設(shè)備所消耗的無功功率，這是一種最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法。
(1)合理使用電動(dòng)機(jī)；
(2)提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量；
(3)采用同步電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率取決于電動(dòng)機(jī)上所帶機(jī)械負(fù)荷的大小，而無功功率取決于轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流大小，在欠勵(lì)狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)"吸取"無功，在過勵(lì)狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)"送出"無功。因此，對(duì)于恒速長期運(yùn)行的大型機(jī)構(gòu)設(shè)備可以采用同步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。
異步電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行就是將異步電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組適當(dāng)連接并通入直流勵(lì)磁電流，使其呈同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這就是"異步電動(dòng)機(jī)同步化"。
(4)合理選擇配變?nèi)萘?，改善配變的運(yùn)行方式：對(duì)負(fù)載率比較低的配變，一般采取"撤、換、并、停"等方法，使其負(fù)載率提高到最佳值，從而改善電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。
4無功電源
電力系統(tǒng)的無功電源除了同步電機(jī)外，還有靜電電容器、靜止無功補(bǔ)償器以及靜止無功發(fā)生器，這4種裝置又稱為無功補(bǔ)償裝置。除電容器外，其余幾種既能吸收容性無功又能吸收感性無功。
(1)同步電機(jī)：
同步電機(jī)中有發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)及調(diào)相機(jī)3種。
①同步發(fā)電機(jī)：
同步發(fā)電機(jī)是唯一的有功電源，同時(shí)又是最基本的無功電源，當(dāng)其在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可以發(fā)出無功功率：
Q=S×sinφ=P×tgφ
其中:Q、S、P、φ是相對(duì)應(yīng)的無功功率、視在功率、有功功率和功率因數(shù)角。
發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí),以滯后功率因數(shù)運(yùn)行為主,向系統(tǒng)提供無功，但必要時(shí),也可以減小勵(lì)磁電流,使功率因數(shù)超前,即所謂的"進(jìn)相運(yùn)行"，以吸收系統(tǒng)多余的無功。
②同步調(diào)相機(jī):
同步調(diào)相機(jī)是空載運(yùn)行的同步電機(jī)，它能在欠勵(lì)或過勵(lì)的情況下向系統(tǒng)吸收或供出無功，裝有自勵(lì)裝置的同步電機(jī)能根據(jù)電壓平滑地調(diào)節(jié)輸入或輸出的無功功率，這是其優(yōu)點(diǎn)。但它的有功損耗大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、響應(yīng)速度慢，近來已逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)行。
③并聯(lián)電容器：
并聯(lián)電容器補(bǔ)償是目前使用最廣泛的一種無功電源，由于通過電容器的交變電流在相位上正好超前于電容器極板上的電壓，相反于電感中的滯后，由此可視為向電網(wǎng)"發(fā)?quot;無功功率：
Q=U2/Xc
其中：Q、U、Xc分別為無功功率、電壓、電容器容抗。
并聯(lián)電容器本身功耗很小，裝設(shè)靈活，節(jié)省投資；由它向系統(tǒng)提供無功可以改善功率因數(shù)，減少由發(fā)電機(jī)提供的無功功率。
④靜止無功補(bǔ)償器：
靜止無功補(bǔ)償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對(duì)于控制信號(hào)反應(yīng)極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當(dāng)電壓變化時(shí)靜止補(bǔ)償器能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)男枰?，同時(shí)還能做到分相補(bǔ)償；對(duì)于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性；但由于晶閘管控制對(duì)電抗器的投切過程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，為此需加裝專門的濾波器。
⑤靜止無功發(fā)生器：
它的主體是一個(gè)電壓源型逆變器，由可關(guān)斷晶閘管適當(dāng)?shù)耐〝?，將電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓，再通過電抗器和變壓器并聯(lián)接入電網(wǎng)。適當(dāng)控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改變其運(yùn)行工況，使其處于容性、感性或零負(fù)荷狀態(tài)。
與靜止無功補(bǔ)償器相比，靜止無功發(fā)生器響應(yīng)速度更快，諧波電流更少，而且在系統(tǒng)電壓較低時(shí)仍能向系統(tǒng)注入較大的無功。
第4篇：無功功率范文
關(guān)鍵詞 無功功率；補(bǔ)償裝置；設(shè)計(jì)選用
中圖分類號(hào)TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）86-0132-02
0引言
由于電網(wǎng)中大量非線性負(fù)載的使用，造成了系統(tǒng)電壓升降、電能損失、功率因數(shù)降低、諧波干擾等問題，嚴(yán)重危及電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。國家“十二五”規(guī)劃明確指出，將“依托信息、控制和儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù)，推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)”，而電能質(zhì)量和功率因數(shù)是智能電網(wǎng)的重要因素。世界各國對(duì)電力用戶的用電功率因數(shù)都有要求，并按功率因數(shù)的高低給予獎(jiǎng)懲。因此，合理選用無功功率補(bǔ)償裝置對(duì)電力系統(tǒng)有著重要的意義。
1 補(bǔ)償原理
造成功率因數(shù)低的主要原因是電網(wǎng)中的感性負(fù)荷，其無功電流相位滯后電壓90度，由于容性負(fù)荷的無功電流相位超前電壓90度，與感性無功電流的相位差180度，因此可用容性無功電流抵消感性無功電流，縮小功率因數(shù)角。一般情況下，可用電容器來補(bǔ)償負(fù)荷產(chǎn)生的無功電流。電容器價(jià)格便宜，易于安裝，到目前為止仍是我國主要的無功補(bǔ)償器件。
2 無功功率補(bǔ)償方式的選擇
根據(jù)投切容量的變化可分為穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償主要是安裝固定容量補(bǔ)償負(fù)載變化相對(duì)穩(wěn)定的補(bǔ)償方式，多采用并聯(lián)電容器進(jìn)行。將電容器組與負(fù)載并接，同時(shí)投切。優(yōu)點(diǎn)：投資和線路損耗減少、安裝容易、維護(hù)簡單、故障率低等。
動(dòng)態(tài)補(bǔ)償則根據(jù)負(fù)載的變化隨時(shí)切換補(bǔ)償量進(jìn)行補(bǔ)償，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置用于急劇變動(dòng)的沖擊負(fù)荷，如煉鋼爐等，主要由補(bǔ)償器件電抗器和電容器、控制器、投切開關(guān)等組成，控制器采集電網(wǎng)的電壓、電流量等參數(shù)，進(jìn)行運(yùn)算，再根據(jù)參數(shù)設(shè)定值發(fā)出投切指令。投切開關(guān)器件主要有一代普通交流接觸器、二代電力電子元件（如晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管）、三代復(fù)合開關(guān)（將可控硅與接觸器并接）。電力電子元件控制，應(yīng)用較廣泛 。復(fù)合開關(guān)具有可控硅過零投切的優(yōu)點(diǎn)，又具有接觸器無功耗的優(yōu)點(diǎn)，是較先進(jìn)的控制方式[1-2]。投切開關(guān)參數(shù)選擇應(yīng)遵守《低壓并聯(lián)電容器裝置使用技術(shù)條件》（DL/T 842-2003）標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，否則很易損壞。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 對(duì)于半導(dǎo)體開關(guān)電器和復(fù)合開關(guān)電器，額定電流（有效值）應(yīng)不小于2.5倍單組電容器額定電流選取。機(jī)械開關(guān)電器額定電流額定電流（有效值）應(yīng)不小于2倍單組電容器額定電流選取。
并聯(lián)電容器裝置的設(shè)備選型應(yīng)遵守《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50227-95的要求，根據(jù)電網(wǎng)諧波水平、補(bǔ)償容量及擴(kuò)建規(guī)劃等因素進(jìn)行確定。
施耐德公司針對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的諧波污染程度的不同，提供了不同的無功補(bǔ)償方案，根據(jù)如下公式選擇：a= Gh /Sn 。a-諧波污染率，Sn-變壓器視在功率，Gh-產(chǎn)生諧波設(shè)備的視在功率（整流/變頻、中/高頻、電弧爐、電焊機(jī)等）[3]。
4結(jié)論
無功補(bǔ)償是電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。本文重點(diǎn)對(duì)電容補(bǔ)償?shù)娜萘坑?jì)算、容量修正、補(bǔ)償方式選擇進(jìn)行了探討，并通過大量的工程驗(yàn)證了實(shí)效性，僅供同行們?cè)谝院蟮脑O(shè)計(jì)中參考。
參考文獻(xiàn)
[1]田艷兵.礦山井下供電系統(tǒng)無功功率因數(shù)與節(jié)能[J].煤礦機(jī)械，2010，6.
第5篇：無功功率范文
關(guān)鍵詞：無功功率補(bǔ)償；電容器；電抗器；調(diào)諧型；
中圖分類號(hào)： TM53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引 言
隨著各種電力電子設(shè)備等非線性負(fù)荷的大量使用，同時(shí)用戶節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)電能質(zhì)量問題的日益關(guān)注，無功功率補(bǔ)償裝置作為電能質(zhì)量治理設(shè)備，成為電力系統(tǒng)中越來越重要的電氣設(shè)備。作為低壓配電系統(tǒng)中設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的無功功率補(bǔ)償電容柜，正確的產(chǎn)品設(shè)計(jì)選型和安裝，對(duì)提高設(shè)備使用壽命，以及節(jié)約電能具有重要意義的。
在系統(tǒng)中安裝無功補(bǔ)償裝置的必要性和作用
工業(yè)生產(chǎn)廣泛使用的交流異步電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電磁爐等設(shè)備都是感性負(fù)載，這些感性負(fù)載在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的過程中，使加在其上的電壓超前電流一個(gè)角度，這個(gè)角度的余弦COS￠叫做功率因數(shù)。當(dāng)功率因數(shù)即無功功率很大時(shí)，會(huì)有以下危害：1）增大線路電流，使線路損耗增大，浪費(fèi)電能；2）因線路電流增大，一旦輸電線路較遠(yuǎn)，線路上的電壓降就大，電壓過低就可能影響設(shè)備正常使用；3）對(duì)變壓器或者發(fā)電機(jī)而言，無功功率大，變壓器或者發(fā)電機(jī)輸出的電流也大，往往是輸出電流已達(dá)額定值，這時(shí)負(fù)荷若再增加就需要多加一臺(tái)變壓器或發(fā)電機(jī)，浪費(fèi)資源；4）月平均功率因數(shù)，工業(yè)用戶低于0.92，普通用戶低于0.9，若低于此項(xiàng)要求，將要被供電管理部門處于不同額度的罰款。
無功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗，穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無功功率。安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，可限制無功功率在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減少了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，無功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)分級(jí)就地和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置。
補(bǔ)償容量、類型的選擇
一般情況下，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)變壓器容量的20%~40%選擇無功補(bǔ)償容量。
補(bǔ)償類型的關(guān)鍵選型依據(jù)是系統(tǒng)的諧波污染程度，由于配電系統(tǒng)中非線性負(fù)載越來越多的被使用，其帶來的諧波污染問題日益嚴(yán)重，而無功補(bǔ)償電容器是配電設(shè)備中受諧波危害最大的設(shè)備之一，諧波不僅會(huì)造成電容器過載，補(bǔ)償乏值降低，縮短使用壽命，還可能造成電網(wǎng)諧波，發(fā)生嚴(yán)重的電氣事故，另外，不正確的補(bǔ)償類型選擇還會(huì)造成諧波放大，進(jìn)一步加劇配電網(wǎng)諧波污染程度。因此，必須根據(jù)諧波污染程度選擇正確的無功補(bǔ)償類型。
首先將配電系統(tǒng)簡化，將系統(tǒng)簡化為變壓器（容量Sn），所有非線性負(fù)載總?cè)萘浚ㄈ萘縂h），將Gh/Sn的比值，即非線性負(fù)載占系統(tǒng)容量的比例作為補(bǔ)償類型的選型依據(jù)：（1）當(dāng)Gh/Sn≤15%時(shí)，表示系統(tǒng)諧波污染程度較輕，推薦補(bǔ)償類型為標(biāo)準(zhǔn)型無功功率補(bǔ)償。一般400V配電系統(tǒng)采用415V的電容器。（2）當(dāng)15%＜Gh/Sn≤25%時(shí)，表示系統(tǒng)諧波污染程度較嚴(yán)重，推薦補(bǔ)償類型為過諧型無功功率補(bǔ)償。過諧型無功功率補(bǔ)償方案采用比電網(wǎng)高一等級(jí)的電容器，如400V配電系統(tǒng)采用450V或480V的電容器。注意，當(dāng)采用過諧型無功功率補(bǔ)償電容器時(shí)，電容器將降容，降容系數(shù)為：K=（Vn/Vr）2，Vn為電網(wǎng)電壓等級(jí)，Vr為電容器標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)。例如：一臺(tái)480V,30kvar的電容器相當(dāng)于一臺(tái)400V,21kvar的電容器，30kvarX(400/480)2=21kvar。（3）當(dāng)Gh/Sn≥25%時(shí)，表示系統(tǒng)諧波污染程度嚴(yán)重，推薦補(bǔ)償類型為調(diào)諧型無功功率補(bǔ)償。調(diào)諧型無功功率補(bǔ)償方案由調(diào)諧電抗器和過諧型電容器組成。由于調(diào)諧補(bǔ)償方案采用了電抗器與電容器串聯(lián)，而電抗器與電容器的電壓方向正好相反，所以電容器的端電壓實(shí)際上被抬升。以阻抗比為12%的調(diào)諧方案為例，電容器實(shí)際端電壓Uc=400/(1-12%)=454V,所以必須采用480V電容器以防止過壓。需要注意的是，調(diào)諧型和過諧型電容的降容計(jì)算有所不同。這里以電抗器阻抗為12%，要求實(shí)際補(bǔ)償容量為300kVar的調(diào)諧補(bǔ)償方案為例，按單步實(shí)際補(bǔ)償30kVarX10路設(shè)計(jì)，步驟1：計(jì)算不考慮串聯(lián)電抗器時(shí)補(bǔ)償30kvar容量所需的480V電容器容量Q1，Q1*(400/480)2=30kvar,Q1=43.5kvar;步驟2：再考慮電抗器，計(jì)算出實(shí)際補(bǔ)償30kvar容量所需的480V電容器容量Qc, Qc= Q1*(1-12%)=38.3kvar。結(jié)果：本系統(tǒng)按單步30 kvar設(shè)計(jì)10路，每步電容器為38.3 kVar/480V,電抗器為30 kVar/阻抗12%。（4）當(dāng)Gh/Sn≥50時(shí)，建議使用有源濾波設(shè)備。
當(dāng)電抗器所工作的電網(wǎng)中，諧波總畸變率在4%以下，可以只考慮限制電容器投切過程中的合閘涌流，電抗器的電抗率可選：K=(0.1~1)%。當(dāng)K≤0.1%時(shí)，可安裝在電容器外殼內(nèi)。當(dāng)0.1%《K≤1%時(shí)，可選用XD型電抗器。這種電抗器是單相結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)，注意一，安裝在B相的電抗器，進(jìn)出線次序與A、C相相反，以免互相影響。注意二，它對(duì)3、5次諧波電流略有放大。
當(dāng)電抗器所工作的電網(wǎng)中，諧波總畸變率在4%以上，應(yīng)先通過諧波檢測儀表查明該電網(wǎng)的主要諧波含量，然后再合理確定K值。如果電網(wǎng)背景諧波為5次及以上時(shí)，這時(shí)應(yīng)配置電抗率為（4.5~7）%。一般用電抗率為6%的電抗器。要注意的是，6%的電抗器，抑制5次諧波效果好，但對(duì)3次諧波有明顯的放大作用。如果電網(wǎng)原來3次諧波含量就接近容忍值，就要注意選擇電抗率K偏離6%少許。比如選K為4.5%的電抗器對(duì)3次諧波放大輕微。
如果，電網(wǎng)背景諧波為3次及以上時(shí)，這時(shí)應(yīng)配置電抗率為12%的電抗器。從材料的價(jià)格上分析，在同樣電壓電流情況下，K值越高，其端電壓也越高，電抗器的電抗和電感也大，即K值越高，價(jià)格也高些。所以，如果3次、5次、7次及以上諧波含量都超標(biāo)需要治理時(shí)，建議用一部分K為7%的電抗器，用一部分K為12%的電抗器。
保護(hù)元件的選擇
當(dāng)采用斷路器作為主保護(hù)時(shí)，熱保護(hù)整定值設(shè)定：
（1）1.36In-適合標(biāo)準(zhǔn)型無功功率補(bǔ)償
（2）1.5In-適合過諧型無功功率補(bǔ)償
（3）1.12~1.31In-適合調(diào)諧型無功功率補(bǔ)償，電抗率越大，系數(shù)越小
（4）短路保護(hù)為10In
當(dāng)采用熔斷器作為主保護(hù)時(shí)，一般選擇1.5In
支路保護(hù)熔斷器的選擇
1.6In-適合標(biāo)準(zhǔn)型和過諧型無功功率補(bǔ)償
1.5In-適合調(diào)諧型無功功率補(bǔ)償
支路保護(hù)中不能采用微型斷路器，因?yàn)槲⑿蛿嗦菲鞯姆謹(jǐn)嗄芰μ?，?dòng)作時(shí)間也沒有熔斷器快。
第6篇：無功功率范文
關(guān)鍵詞：高壓直流；無功控制；交流濾波器；諧波
中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
一、換流站無功功率控制簡介
換流站無功功率控制是直流輸電系統(tǒng)中對(duì)換流站無功功率進(jìn)行控制的環(huán)節(jié)，它通過調(diào)整換流站裝設(shè)的無功補(bǔ)償設(shè)備的投入容量或改變換流器吸收的無功功率，將換流站與交流系統(tǒng)交換的無功功率控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，或?qū)Q流站交流母線電壓控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。前者便于所連的交流系統(tǒng)無功功率的平衡，后者有利于弱受端交流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。除了通過投切交流濾波器實(shí)現(xiàn)無功功率控制外，還可以通過改變換流器的觸發(fā)角來改變換流器吸收的無功功率進(jìn)行無功功率控制。
直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，無論是整流器還是逆變器都要消耗一定的無功功率，其數(shù)值不但與輸送直流功率的大小有關(guān)，也與運(yùn)行方式、控制方式有關(guān)。通常，在額定負(fù)荷時(shí)，換流器消耗的無功功率可達(dá)到額定輸送功率的40%-60%，故換流站需投入大量的無功補(bǔ)償容量。但在輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，換流器消耗的無功功率迅速減小，如果補(bǔ)償?shù)臒o功功率不變，則換流站過剩的無功功率將會(huì)注入所連的交流系統(tǒng)，引起換流站交流母線電壓升高。因此，必須對(duì)投入的無功功率補(bǔ)償容量進(jìn)行控制。
換流站的無功功率控制應(yīng)能控制換流站全部發(fā)出無功的設(shè)備和吸收無功的設(shè)備，如控制交流濾波器、并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器的投切以及控制換流器吸收的無功功率等；換流器吸收的無功功率可以通過改變其觸發(fā)角來平滑的進(jìn)行控制。這些控制作用必須相互協(xié)調(diào)，以便保證在任何給定的直流輸送功率下，對(duì)于各種直流系統(tǒng)運(yùn)行方式、投入的無功補(bǔ)償設(shè)備的組合都是最優(yōu)的。為了方便地進(jìn)行無功功率控制，通常將交流濾波器和并聯(lián)電容器分成若干分組，但濾波器分組不能投切過多，否則投運(yùn)的濾波器將不能滿足濾波要求。
由于影響無功及電壓的因素復(fù)雜，無功功率控制器的所有功能和特性，都應(yīng)先用數(shù)字計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算分析，然后在直流模擬程序上予以驗(yàn)證，以保證其性能滿足要求。
二、南橋換流站無功功率控制系統(tǒng)介紹
1、南橋換流站交流濾波器組及無功補(bǔ)償并聯(lián)電容器組配置如表1：
南橋換流站交流濾波器組除了能吸收該次諧波外，還能提供工頻的無功功率，每組可提供無功功率約87Mvar，9組共783Mvar。交流濾波器組按調(diào)諧次數(shù)分，有11.8次、24次、11.8/24次、24/36次四種類型，11.8次有3組，24次、11.8/24次、24/36次各有2組。
2南橋換流站與交流系統(tǒng)無功交換量的允許范圍
南橋換流站：當(dāng)功率方向?yàn)楦鹬迚嗡湍蠘驎r(shí)：-70～+70Mvar
當(dāng)功率方向?yàn)槟蠘蛩透鹬迚螘r(shí)：-70～+70Mvar
（1）當(dāng)直流系統(tǒng)運(yùn)行在最低功率水平時(shí)，由于最小濾波器組的要求，換流站與系統(tǒng)的無功交換可能將無法滿足以上要求，此時(shí)葛洲壩換流站流入系統(tǒng)的無功不得超過120Mvar，南橋換流站流入系統(tǒng)的無功不得超過150Mvar。
（2）當(dāng)直流系統(tǒng)運(yùn)行在較高功率水平，除備用無功設(shè)備外，換流站其他可用無功設(shè)備均已投入時(shí)，葛洲壩站從系統(tǒng)流入換流站的無功不得超過320Mvar，南橋換流站從系統(tǒng)流入換流站的無功不得超過120Mvar。超過上述值時(shí)則應(yīng)限制直流輸送功率的進(jìn)一步增大。
（3）在直流負(fù)荷從最小值（120MW）變到2小時(shí)過負(fù)荷（1320MW，反送為1056MW），然后再從2小時(shí)過負(fù)荷（1320MW，反送為1056MW）變到最小值（120MW）的過程中，任何濾波器組或電容器組最多只能投入和切除一次。
具體投切邏輯見圖一：
如圖1所示：在Q控制模式下，當(dāng)Q>Q_ref+Q_DeadBand時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)切除一組濾波器，當(dāng)Q70Mvar時(shí)，會(huì)切除一組濾波器，當(dāng)Q
3南橋換流站交流濾波器的投切程序
在直流功率上升和下降的過程中，投入和切除交流濾波器組將遵循一定的順序，具體順序如表2。
F1（DA12/22/32）高通濾波器HP11.8，每組87Mvar
F2（DA13/23）雙調(diào)諧高通濾波器HP24/36，每組87Mvar
F3（DA14/24）雙調(diào)諧高通濾波器HP11.8/24，每組87Mvar
F4（DA15/25）高通濾波器HP24，每組87Mvar
在不同潮流方向、功率大小、運(yùn)行方式下，不同的直流運(yùn)行情況需要的交流濾波器組數(shù)有所不同，當(dāng)該直流運(yùn)行情況下所需的交流濾波器組數(shù)不滿足時(shí)，無功減載保護(hù)將動(dòng)作，進(jìn)行功率回降，交流濾波器組數(shù)滿足系統(tǒng)要求，或極停運(yùn)。
4南橋換流站各投切濾波器的優(yōu)先級(jí)
（1）優(yōu)先級(jí)1——AbsMinFiler（絕對(duì)最小濾波器組數(shù)）：是指根據(jù)離線交流濾波器的設(shè)計(jì)結(jié)果，在對(duì)應(yīng)運(yùn)行方式和輸送水平下必須投入的濾波器組數(shù)和類型組合，少于這一組數(shù)，將使得濾波器運(yùn)行應(yīng)力超
過其元件的穩(wěn)態(tài)額定值，并造成濾波器過負(fù)荷。正常運(yùn)行時(shí)，該條件必須滿足。
（2）優(yōu)先級(jí)2——Umax（最高/最低電壓控制）：除了控制換流站與交流系統(tǒng)的不平衡無功外，換流站無功補(bǔ)償設(shè)備還可以用來對(duì)換流站交流母線電壓進(jìn)行控制。主要用于監(jiān)視交流母線的穩(wěn)態(tài)電壓，避免穩(wěn)態(tài)過電壓引起保護(hù)動(dòng)作。在換流器解鎖前或解鎖過程中，根據(jù)順序控制要求投入最少濾波器組數(shù)。
（3）優(yōu)先級(jí)3——Qmax（最大無功交換控制）：根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行狀況，限制投入濾波器組的數(shù)量，限制穩(wěn)態(tài)過電壓。通過檢測運(yùn)行方式，Qmax功能限制濾波器或電容器組投入的組數(shù)。如果系統(tǒng)方式有任何變化，無功功率控制將限制無功連接以防止電壓升高。對(duì)于南橋站而言，Qlim恒為10000Mvar，這個(gè)永遠(yuǎn)無法達(dá)到，即該功能幾乎沒有限制，所以Qmax只會(huì)發(fā)增加濾波器的指令，而不會(huì)發(fā)切除濾波器的指令。
（4）優(yōu)先級(jí)4——MinFilter（最小濾波器組數(shù)限制）：是指根據(jù)離線交流濾波器的設(shè)計(jì)結(jié)果，在對(duì)應(yīng)運(yùn)行方式和運(yùn)行功率水平下所必須投入的濾波器組數(shù)及其組合形式，否則將不能保證濾波效果，以達(dá)到工程規(guī)范中所規(guī)定的濾波性能要求?？傊?，最大無功交換控制是為了滿足濾除諧波的要求需投入的最少濾波器組個(gè)數(shù)及其類型。
（5）優(yōu)先級(jí)5——Qcontrol（無功交換控制）：用于控制換流站與交流系統(tǒng)的無功交換量為設(shè)定的參考值。一般情況下，整流站選擇控制電壓，逆變站選擇控制無功。南橋站運(yùn)行時(shí)采用Q控制模式，將與交流系統(tǒng)交換的無功功率控制在參考值，將交流母線電壓控制在參考值。在投入時(shí)必須滿足最大交流電壓和最大無功功率對(duì)濾波器的要求；在切除時(shí)，必須滿足絕對(duì)最小濾波器、最大交流電壓和最小濾波器對(duì)濾波器的要求。
以上5項(xiàng)無功控制子功能依次具有以下優(yōu)先級(jí)，其中優(yōu)先級(jí)1為最高優(yōu)先級(jí)，某項(xiàng)子功能發(fā)出的投切指令僅在不與更高優(yōu)先級(jí)的限制條件沖突時(shí)才有效。
三、南橋換流站無功功率控制系統(tǒng)控制模式
1 ON模式：系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入手動(dòng)模式。此時(shí)，運(yùn)行人員可選擇自動(dòng)模式。
2 手動(dòng)模式：僅高優(yōu)先級(jí)的交流濾波器投/切由無功控制自動(dòng)完成。Minfilter和Qcontrol的交流濾波器組投切操作由運(yùn)行人員手動(dòng)完成。當(dāng)需要投入交流濾波器組以滿足Minfilter時(shí)，或需要切除的交流濾波器滿足Qcontrol時(shí)，無功控制應(yīng)發(fā)送信號(hào)至SCADA系統(tǒng)通知運(yùn)行人員投/切交流濾波器組，并顯示將被投/切的濾波器組。在手動(dòng)控制時(shí)，絕對(duì)最小濾波器控制、最高/最低電壓控制、最大無功交換控制仍起作用，實(shí)現(xiàn)交流濾波器的投切。
3 自動(dòng)模式：所有需要的交流濾波器投/切都應(yīng)由無功控制自動(dòng)完成。運(yùn)行人員僅需設(shè)定相關(guān)的與交流系統(tǒng)無功交換參考值。
4 OFF模式：無功控制不自動(dòng)進(jìn)行任何投/切交流濾波器的操作，也不會(huì)對(duì)運(yùn)行人員給出任何提示，但運(yùn)行人員可進(jìn)行手動(dòng)投/切操作。
四、南橋換流站投切交流濾波器的選擇
直流極控系統(tǒng)從站控系統(tǒng)獲得關(guān)于交流濾波器組的狀態(tài)信號(hào)，使得無功控制能夠根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行工況以及交流濾波器組的狀態(tài)確定哪一類型的濾波器以及該類型中哪一組交流濾波器將被投入/切除。同一類型的交流濾波器組按循環(huán)方式投入、按先進(jìn)先出原則切除，保證所有可用的無功設(shè)備的投切任務(wù)盡可能相等。
五、南橋換流站交流濾波器組的狀態(tài)
無功控制將從站控系統(tǒng)獲得來自交流場的以下相關(guān)信息：已經(jīng)投入的交流濾波器組、被切除的交流濾波器組、可投入的交流濾波器組。
（1）可投入的交流濾波器組的隔離開關(guān)和地刀必須在適當(dāng)?shù)奈恢?，而且閉鎖繼電器未被置1。如果交流濾波器組被保護(hù)跳閘，它的閉鎖繼電器被置1。只有在閉鎖繼電器被手動(dòng)清0后，交流濾波器組才有可能被再次投入。
（2）交流濾波器組被切除，必須在一定的放電時(shí)間（7分鐘）后才能被再次投入運(yùn)行。如果在一定的時(shí)間（1分鐘）內(nèi)，交流濾波器組未能對(duì)指令作出響應(yīng)，那么認(rèn)為該交流濾波器組不可用。
（3）當(dāng)一組交流濾波器從不可用轉(zhuǎn)為可用時(shí)，無功控制不應(yīng)改變已經(jīng)投入的交流濾波器組，（如果諧波濾波特性未提出要求），但是，在接下來的投切過程中該組交流濾波器將參與投切交流濾波器的選擇。
六、南橋換流站交流濾波器防振蕩措施
為了防止交流濾波器組/并聯(lián)電容器組的反復(fù)投/切，無功控制具有防振蕩功能?？蓪?duì)預(yù)定時(shí)間（1分鐘）內(nèi)的交流濾波器組/并聯(lián)電容器組的投/切次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果投/切次數(shù)超過了一定值（6次），無功控制將自動(dòng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)控制模式，防止更多的交流濾波器/并聯(lián)電容器組的投/切操作。
七、南橋換流站無功功率控制系統(tǒng)運(yùn)行注意事項(xiàng)
1交流濾波器組替換的原則為：當(dāng)一組交流濾波器由保護(hù)跳閘后，根據(jù)AbsMinFilter或MinFilter的要求，該交流濾波器將由另一組交流濾波器來替代。如果跳閘的交流濾波器組屬于AbsMinFilter控制范圍內(nèi)，那么無功控制功能將在1秒鐘內(nèi)投入另一組交流濾波器。如果屬于MinFilter控制范圍內(nèi)，那么無功控制功能將在5秒鐘內(nèi)投入另一組交流濾波器。
2當(dāng)系統(tǒng)頻率低于49.5Hz以下時(shí)，應(yīng)及時(shí)向調(diào)度匯報(bào)，加強(qiáng)對(duì)交流濾波器組電流的監(jiān)視，加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)視，以防失諧。
3對(duì)各交流濾波器組、并聯(lián)電容器組切除后（即隔離刀閘拉開后），必須超過7分鐘以上才能合電容側(cè)接地刀閘，以保證電容有足夠的放電時(shí)間。
4交流濾波器組發(fā)生故障跳閘后，應(yīng)及時(shí)改為冷備用狀態(tài)，在改為冷備用前不得將開關(guān)解鎖，以防止無功控制功能再次誤投該組濾波器。
5交流濾波器組的手動(dòng)切換，在交流系統(tǒng)電壓未達(dá)到允許的最高電壓時(shí)，應(yīng)按照“先投后切”的原則，投入一組，再切除一組。
6交流濾波器組在電容器檢修或部件更換后，在試運(yùn)行后，應(yīng)有檢修人員在對(duì)應(yīng)的交流濾波器組保護(hù)屏上對(duì)初始不平衡電流進(jìn)行補(bǔ)償，并做好記錄。
參考文獻(xiàn)
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第7篇：無功功率范文
cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2
在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。
1影響功率因數(shù)的主要因素
1.1大量的電感性設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐、交流電焊機(jī)等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)，在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無功消耗占了60％～70％；而在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無功又占到電動(dòng)機(jī)總無功消耗的60％～70％。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。
1.2變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容量的10％～15％，它的空載無功功率約為滿載時(shí)的1/3。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。
1.3供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響。
當(dāng)供電電壓高于額定值的10％時(shí)，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110％時(shí)，一般無功將增加35％左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
2無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?/p>
無功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
2.1低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)蛪簜€(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行(如大中型異步電動(dòng)機(jī))的無功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無功倒送。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。
2.2低壓集中補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進(jìn)行，做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補(bǔ)償中常用的手段之一。
2.3高壓集中補(bǔ)償高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10kV高壓母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。
3采取適當(dāng)措施，設(shè)法提高系統(tǒng)自然功率因數(shù)
提高自然功率因數(shù)是不需要任何補(bǔ)償設(shè)備投資，僅采取各種管理上或技術(shù)上的手段來減少各種用電設(shè)備所消耗的無功功率，這是一種最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法。
3.1合理使用電動(dòng)機(jī)；
3.2提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量；
3.3采用同步電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率取決于電動(dòng)機(jī)上所帶機(jī)械負(fù)荷的大小，而無功功率取決于轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流大小，在欠勵(lì)狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)“吸取”無功，在過勵(lì)狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)“送出”無功。因此，對(duì)于恒速長期運(yùn)行的大型機(jī)構(gòu)設(shè)備可以采用同步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。異步電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行就是將異步電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組適當(dāng)連接并通入直流勵(lì)磁電流，使其呈同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這就是“異步電動(dòng)機(jī)同步化”。
3.4合理選擇配變?nèi)萘?，改善配變的運(yùn)行方式：對(duì)負(fù)載率比較低的配變，一般采取“撤、換、并、停”等方法，使其負(fù)載率提高到最佳值，從而改善電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。
4無功電源
電力系統(tǒng)的無功電源除了同步電機(jī)外，還有靜電電容器、靜止無功補(bǔ)償器以及靜止無功發(fā)生器，這4種裝置又稱為無功補(bǔ)償裝置。除電容器外，其余幾種既能吸收容性無功又能吸收感性無功。
4.1同步電機(jī)：同步電機(jī)中有發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)及調(diào)相機(jī)3種。①同步發(fā)電機(jī)：同步發(fā)電機(jī)是唯一的有功電源，同時(shí)又是最基本的無功電源，當(dāng)其在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可以發(fā)出無功功率：
Q=S×sinφ=P×tgφ
其中:Q、S、P、φ是相對(duì)應(yīng)的無功功率、視在功率、有功功率和功率因數(shù)角。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，以滯后功率因數(shù)運(yùn)行為主，向系統(tǒng)提供無功，但必要時(shí)，也可以減小勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)超前，即所謂的“進(jìn)相運(yùn)行”，以吸收系統(tǒng)多余的無功。②同步調(diào)相機(jī):同步調(diào)相機(jī)是空載運(yùn)行的同步電機(jī)，它能在欠勵(lì)或過勵(lì)的情況下向系統(tǒng)吸收或供出無功，裝有自勵(lì)裝置的同步電機(jī)能根據(jù)電壓平滑地調(diào)節(jié)輸入或輸出的無功功率，這是其優(yōu)點(diǎn)。但它的有功損耗大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、響應(yīng)速度慢，近來已逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)行。③并聯(lián)電容器：并聯(lián)電容器補(bǔ)償是目前使用最廣泛的一種無功電源，由于通過電容器的交變電流在相位上正好超前于電容器極板上的電壓，相反于電感中的滯后，由此可視為向電網(wǎng)發(fā)quot；無功功率：Q=U2/Xc
其中：Q、U、Xc分別為無功功率、電壓、電容器容抗。
并聯(lián)電容器本身功耗很小，裝設(shè)靈活，節(jié)省投資；由它向系統(tǒng)提供無功可以改善功率因數(shù)，減少由發(fā)電機(jī)提供的無功功率。④靜止無功補(bǔ)償器：靜止無功補(bǔ)償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對(duì)于控制信號(hào)反應(yīng)極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當(dāng)電壓變化時(shí)靜止補(bǔ)償器能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)男枰?，同時(shí)還能做到分相補(bǔ)償；對(duì)于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性；但由于晶閘管控制對(duì)電抗器的投切過程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，為此需加裝專門的濾波器。
第8篇：無功功率范文
[關(guān)鍵詞] 同步發(fā)電機(jī) 無功功率擺動(dòng) 勵(lì)磁系統(tǒng)
1.概述
山西鋁廠熱電分廠共有六臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，額定電壓為6.3kV，額定容量分別為一期12MW三臺(tái); 二期25MW三臺(tái)。從1996年—2002年3#、4#、5#、6#機(jī)組多次出現(xiàn)發(fā)電機(jī)無功功率自然擺動(dòng)，其最大擺幅8Mvar，給生產(chǎn)的組織和調(diào)整帶來了很大的影響，為此通過多次的試驗(yàn)和分析，查找到了其無功擺動(dòng)的原因，并提出了對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)改進(jìn)的措施。
為分析機(jī)組無功功率自然擺動(dòng)的原因，于2002年2月7日0點(diǎn)到24點(diǎn)，對(duì)5#、6#機(jī)組實(shí)施無功功率的24小時(shí)在線監(jiān)測，其監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1、表2。
第9篇：無功功率范文
關(guān)鍵詞: 電能質(zhì)量優(yōu)化；無功功率補(bǔ)償裝置；靜止同步補(bǔ)償器；靜止同步補(bǔ)償器
Abstract: in this paper, the reactive power compensation device application background of power, and analyzes all kinds of reactive power compensation device and the classification of the advantages and disadvantages, and introduced the static synchronous compensator SVC and static synchronous compensator STATCOM characteristics and working principle, and introduced the two control based on STATCOM method.
Keywords: power quality optimization; Reactive power compensation device; Static synchronous compensator; Static synchronous compensator
中圖分類號(hào)：R363.1+24文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
0 引言
隨著現(xiàn)代工業(yè)和電力工業(yè)的不斷發(fā)展，電能傳輸?shù)木嚯x和容量日益增大，工業(yè)用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高。近年來，電弧爐、軋鋼機(jī)、大型可控硅裝置的應(yīng)用和大功率沖擊性負(fù)載的存在，使得系統(tǒng)功率因數(shù)變低，電網(wǎng)諧波加大。電能質(zhì)量的下降嚴(yán)重地影響了供用電設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 ，降低了人民的生活質(zhì)量。因此，無功功率補(bǔ)償對(duì)電力系統(tǒng)有著重要的意義。
對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o功功率補(bǔ)償，可以穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高設(shè)備的利用率，減少網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗，提高輸電能力，平衡三相功率，為系統(tǒng)提供電壓支撐，提高系統(tǒng)安全運(yùn)行性。
無功功率補(bǔ)償裝置可以改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，在今后的電力系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
1 電網(wǎng)電能質(zhì)量要求
1.1 頻率要求
我國電力系統(tǒng)的運(yùn)行頻率為50Hz，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電網(wǎng)容量在300萬kW及以上，頻率允許的誤差為±0.2Hz；電網(wǎng)容量在300萬kW以下，頻率允許的誤差為±0.5Hz。
1.2 供電電壓要求
一般以電壓變動(dòng)幅值來衡量電壓是否符合標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，35kV及以上供電電壓允許的偏差為額定電壓的±10%；10kV及以下供電電壓允許的偏差為額定電壓的±7%；220V單相供電電壓允許的偏差為額定電壓的+7%～-10%。
2 無功補(bǔ)償裝置介紹
目前，無功功率補(bǔ)償裝置主要有同步調(diào)相機(jī)SC、靜止電容器FC、機(jī)械投切電容器MSC、靜止同步補(bǔ)償器SVC和靜止無功發(fā)生器SVG(也稱STATCOM)，其分類如圖1所示。
圖1 無功補(bǔ)償裝置分類
2.1 早期的無功功率補(bǔ)償裝置
同步調(diào)相機(jī)SC和靜止電容器FC是早期的無功功率補(bǔ)償裝置。同步調(diào)相機(jī)SC不僅可以補(bǔ)償固定的無功功率，對(duì)變化的無功功率也可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償，當(dāng)電網(wǎng)電壓下降時(shí)，SC通過控制勵(lì)磁發(fā)出和吸收無功功率，并通過電壓調(diào)節(jié)器來自動(dòng)調(diào)節(jié)無功功率的大小，以維持電壓的恒定。同步調(diào)相機(jī)SC的成本高、安裝復(fù)雜、損耗和噪聲都比較大、響應(yīng)速度慢。
靜止電容器FC可以改變線路的感應(yīng)無功功率，來補(bǔ)償系統(tǒng)的無功功率。其補(bǔ)償容量有級(jí)，調(diào)節(jié)性能差，目前同步調(diào)相機(jī)SC和靜止電容器FC基本上已經(jīng)不再使用。
機(jī)械投切電容器MSC是一種比較簡單的無功補(bǔ)償裝置，不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償，但是價(jià)格低廉，目前在國內(nèi)仍然擁有較大的市場。
2.2 SVC介紹
SVC是目前廣泛用于無功功率補(bǔ)償?shù)难b置，具有響應(yīng)速度快，可以連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率輸出的特點(diǎn)。SVC在系統(tǒng)中相當(dāng)于可變電納，隨著電壓的變化而改變其電納值，因?yàn)樗拥慕涣麟妷菏呛愣ǖ?，改變電納值就可以改變基波電流，從而導(dǎo)致電抗器吸收無功功率的變化。
SVC主要包括飽和電抗器SR型SVC、晶閘管投切電容器TSC型SVC、固定電容—晶閘管控制電抗器FC-TCR型SVC、機(jī)械投切電容器—晶閘管控制電抗器MSC-TCR型SVC以及晶閘管投切電容器—晶閘管控制電抗器TSC-TCR型SVC，各種類型的SVC裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
FC-TCR型SVC由TCR和若干個(gè)不可控的電容器并聯(lián)而成。其中，電容器為固定連接，TCR支路采用觸發(fā)延遲控制，形成連續(xù)可控的感性電流，TCR的容量大于FC的容量，以保證既能輸出容性無功電流也能輸出感性無功電流。
TSC型SVC由電容器和雙向?qū)ňчl管組成，其中，晶閘管僅僅起到開關(guān)作用，TSC只能提供容性電流，將多組TSC并聯(lián)使用，根據(jù)容量需要逐個(gè)投入可以獲得近似連續(xù)的容抗。
MSC-TCR型SVC采用機(jī)械開關(guān)控制電容的投入和切除，只能在一些要求不高、電容切斷頻繁的場合使用。
TSC-TCR型SVC一般使用n組電容器和一組晶閘管相控電抗器，它的無功功率輸出可以在容性和感性范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
FC+TCRTSC
TCR+TSC MSC+TCR
圖2 幾種常見的SVC結(jié)構(gòu)圖
2.3 SVG介紹
2.3.1 SVG原理
SVG也被稱為靜止同步補(bǔ)償器STATCOM，圖 3為STATCOM原理圖。其中，直流側(cè)為儲(chǔ)能電容，GTO逆變器通常由多個(gè)逆變器串聯(lián)或并聯(lián)而成，將直流電壓變換成交流電壓，交流電壓的大小、頻率和相位可以通過控制GTO的觸發(fā)脈沖來控制。連接變壓器將逆變器輸出的電壓轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)電壓等級(jí)相同的電壓，從而使得STATCOM裝置可以并聯(lián)到電網(wǎng)中。
圖3 STATCOM原理圖
整個(gè)STATCOM裝置相當(dāng)于一個(gè)電壓大小可以控制的電壓源，根據(jù)圖3可以得到，STATCOM裝置所吸收的復(fù)功率。
STATCOM裝置吸收的無功功率，其中為超前的角度。
將多個(gè)逆變器組合成多重化結(jié)構(gòu)、多級(jí)并聯(lián)逆變器和多電平結(jié)構(gòu)可以擴(kuò)大STATCOM的容量，原理圖如圖4所示。
圖4 多重化結(jié)構(gòu)原理圖
多個(gè)逆變器并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，由多個(gè)開關(guān)頻率較高的小容量STATCOM并聯(lián)運(yùn)行，可以靈活地?cái)U(kuò)大逆變系統(tǒng)的容量，易于實(shí)現(xiàn)逆變器的模塊化，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可維護(hù)性。
2.3.2 SVG的控制
要實(shí)現(xiàn)STATCOM的快速補(bǔ)償功能，必須快速地從負(fù)載電流中檢測出無功電流。1983年日本的赤木所提出的三相瞬時(shí)電流分解成有功和無功電流的p、q分解法被廣泛應(yīng)用。
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