电网的无功补偿

电网的无功补偿（精选十篇）

电网的无功补偿 篇1

一、无功补偿的主要目的和作用

无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率耗损、稳定电压和提高供电质量,在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负荷,在运行过程中电网电源需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以补偿感性负荷所消耗的无功功率,从而减少了通过电力线路输送的由电网电源向感性负荷提供的无功功率。无功补偿的具体目的是:

1、降低电网的功率损耗。由公式I=P/√3UCOSφ可知,负荷电流I与COSφ成反比。在输送的有功功率P为定值时,加装无功补偿设备后提高了功率因数,将使线路中的负荷电流降低,从而使线路上的有功功率损耗降低。降低电网中的有功功率损耗,是安装无功补偿设备的主要目的。

2、提高设备的供电能力,挖掘现有设备的潜力。由公式P=SCOSφ可以看出,在设备的视在功率S不变的条件下,功率因数提高后可以多输送有功功率。以50千伏安配变为例,当功率因数从0.7提高到0.9后,其输出的有功功率由35千瓦提高到了45千瓦,明显增加了配电变压器的供电能力。

3、减少电网中的电压损失,提高电压质量。当电力负荷从线路上集中输出到末端负荷点时,线路电压损失ΔU的简化式为:

ΔU=(PR+QX)/U

式中ΔU-线路电压损失P-线路输送的有功功率

Q-线路输送的无功功率R-线路的电阻

X-线路的电抗U-线路额定电压

由以上公式可知,加装无功补偿设备后,线路输送的无功功率Q就要减少,线路中的电压降随之降低,提高了电压质量。

4、减少设备容量,节省投资。由公式S=P/COSφ可知,在输送的有功功率P为定值时,功率因数提高后可以减少视在功率S,也就是可以减小供电设备的安装容量,客户不但节约了购买设备的投资,还减少了支付供电部门按供电设备容量计算的基本电费。降低客户电费开支,减少设备投资,无功补偿给电力客户带来了直接的经济效益。

二、电力电容器的补偿原理

电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上,能量在两种负荷间相互转换。这样,电网中的变压器和输电线路的负荷降低,从而输出有功能力增加。在输出一定有功功率的情况下,供电系统的损耗降低。比较起来电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷的最简便、最经济的方法。因此,电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。当前,采用并联电容器作为无功补偿装置已经非常普遍。

三、影响功率因数的主要因素

1、大量的电感性设备,如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计,在工矿企业所消耗的全部无功功率中,异步电动机的无功消耗占了60%～70%;而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%～70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

2、变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%～15%,它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。

3、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。当供电电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率将增长得很快,据有关资料统计,当供电电压为额定值的110%时,一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时,无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以,应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

四、无功补偿的原则

无功补偿设备的配置,应按照全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则,使电网的无功补偿取得最佳的综合效益。

1、供电部门补偿与客户补偿相结合,以就地平衡为主。安装无功补偿设备,提高功率因数可以减少客户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗,因而可以少支付相应的电费;另外,从合理利用电能出发,鼓励客户为提高功率因数而多安装无功补偿设备的积极性,在国家现行的电价政策中,制定了功率因数调整电费政策。因此,只有供电部门与客户配合起来,共同搞好无功补偿的配置和管理,才能取得最大的无功补偿效益。

2、集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主。既要在变电站进行大量的集中补偿,又要对配电线路、配电变压器和用电设备进行分散补偿,且以分散补偿为主,实现无功就地平衡,提高无功补偿的最大经济效益。

3、降损与调压相结合,以降损为主。无功补偿的主要作用和最大的经济效益是降损,同时兼顾满足调整电压的要求,以保证电压质量。对于有些轻载运行的线路,因电压偏高,配电变压器的铁损占线损的70%以上,不宜再装电容器组,否则特别是后半夜往往使线路电压升得过高,会使配电变压器铁损进一步增加,反而使线损增高。

五、输配电网的无功补偿

1、输电网的无功补偿

电网无功补偿的基本原则是: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。具体补偿方法如下:

(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湍,且不设断路器。

(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。

(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。

2、配电网的无功补偿

配电网的无功补偿主要以相位补偿和保证用户用电电压质量为主,具体方法为相位补偿。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,改善电压质量。

六、电力电容器的安全运行

第一,允许运行电流。正常运行时,电容器应在额定电流下运行,最大运行电流不得超过额定电流的1.3倍,三相电流差不超过5%。

第二,允许运行电压。电容器对电压十分敏感,因电容器的损耗与电压平方成正比,过电压会使电容器发热严重,电容器绝缘会加速老化,寿命缩短,甚至电击穿。因此,电容器装置应在额定电压下运行,一般不宜超过额定电压的1.05倍,最高运行电压不宜超过额定电压的1.1倍。当母线超过1.1倍额定电压时,须采取降温措施。

第三,谐波问题。由于电容器回路是一个LC电路,对手某些谐波容易产生谐振,易造成高次谐波,使电流增加和电压升高。且谐波的这种电流对电容器非常有害,极容易使电容器击穿引起相间短路。因此,当电容器在正常工作时,在必要时可在电容器上串联适当的感抗值的电抗器,以限制谐波电流。

第四,继电保护问题。继电保护装置可以有效地切除故障电容器,是保证电力系统安全稳定运行的重要手段。主要的电容器继电保护措施有:一是三段式过流保护;二是为防止系统稳态过压造成电容器损坏而设置的过电压保护;三是为避免系统电源短暂停投引起电容器瞬时重合造成的过电压损坏而设置的低电压保护;四是反映电容器组中电容器的内部击穿故障而配置的不平衡电压保护、不平衡电流保护或三相差电压保护。

第五,合闸问题。电容器组禁止带电重合闸。主要是因电容器放电需要一定时间,当电容器组的开关跳闸后,如果马上重合闸,电容器是来不及放电的,在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷,这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流,从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。所以,电容器组再次合闸时,必须在断路器断开3min之后才可进行。

第六,允许运行温度。电容器正常工作时,其周围额定环境温度一般为40℃-25℃;其内部介质的温度应低于65℃,最高不得超过70℃,否则会引起热击穿,或是引起鼓肚现象。电容器外壳的温度是在介质温度与环境温度之间,不应超过55℃。因此,应保持电容器室内通风良好,确保其运行温度不超过允许值。

综上所述,无功补偿技术是提高电网供电能力、减少电压损失和降低网损的一种有效措施。电力电容器具有无功补偿原理简单、安装方便、投资小,有功损耗小,运行维护简便、安全可靠等优点。因此,在当前,随着电力负荷的增加,要想提高电网系统的利用率,通过采用补偿电容器进行合理的补偿,是能够提高供电质量并取得明显的经济效益的。

摘要：本文集中探讨了无功补偿对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益,重点介绍了无功补偿的主要原则和无功补偿的几种方法。

关键词：电网,无功功率补偿,补偿原理

参考文献

论农村电网无功补偿技术的应用 篇2

摘要：近几年，我局对农村电网进行了全面改造，新建110KV变电站2座，35KV变电站2座，整改10KV线路900公里，配变798台，3.94万KVA，新增高压电容器8台，16200Kvar；低压电容器360台，12300Kvar。在农村电网整改的同时，我们注意到了技术上的降损措施，即在改造电网同时，大力推广应用电容补偿装置，并进行合理配置，全面规 划，分级补偿，就地平衡，提高了农村电网的功率因数，降低了农村电网线损和提高电压水平，改善了农村电网的电能质量，取得了良好的经济效益。

主题：电网 无功补偿技术 应用

一、无功补偿的基本概念

在电力网运行和用户方面都希望能够满足这样的要求，第一、供电可靠性高，停电少，安全供用电。第二，电能质量好，电压和频率合格。第三，运行经济性高，线路损耗少。近年来，由于电网容量的扩大和电压等级的增多，用电负荷的增长，无功电源不足和电网电压质量低劣的问题就相应的比较突出，低功率因数的运行和电压降低会使电气设备容量得不到充分的发挥，电能损耗增加，效率降低，限制了线路的送电能力；严重时甚至会损坏用电设备，造成电压崩溃，使系统瓦解而造成大面积停电。因此，解决电网无功电源容量不足，提高功率因数和保证电压质量，是保证电力网安全经济运行的重要措施。

电力网中的无功电源主要包括：①、同期发电机，为电网的最主要的无功电源；②、同期调相机：相当于空运转的同期电动机，既可发出无功功率，也可消耗无功功率。③、移相电容器，用其作为无功电源时，其优点是损耗小，只占其无功功率的0.3～0.5％；④、用户同期电动机，在功率因数超前的方式下运行，可向电网输送无功功率；⑤、高压输电线路的电容：高压线路在运行时由于其本身的电感电抗XL要消耗一部分无功功率，但其对地电容会产生一部分无功功率；⑥、静止无功补偿装置。

二、农村电网进行无功补偿的作用

（1）补充电力系统所需的无功功率。电力系统中的电动机、变压器、电焊机、日光灯等设备大都是既有电阻又有电感的感性负载，在它们运行时既要消耗由系统供给的有功功率，还要吸取交换无功功率。据统计在农村电网中，电动机为建立并维持三相旋转磁场所消耗的无功功率约占60％，变压器为建立并维持三相交变磁场所消耗的无功功率约占30％，其余10％是线路所要消耗的。因此，为使电力系统多带或多发多送有功功率，少发少送无功功率，或在系统无功功率供给不足时，就要在电感性负载点或附近加装无功补偿设备，进行无功功率就地补偿。

（2）进行无功补偿可降低电网中的功率损耗或是电能损耗。电网不仅在给用电设备输送有功功率时造成（更多精彩文章来自“秘书不求人”）有功损耗，同时在给用电设备送无功功率时也造成有功损耗。即：

△P∑=△Pp+△PQ

=(P/U)×10-3＋（Q/U）2R×10-3

＝

从上式显见，当电网结构固定，即R一定，输送的有功功率P一定时，有功功率损耗△P∑的大小取决于无功功率Q的输送量，而且与其平方成正比。因此，很有必要在电网的用电负荷点进行无功补偿，减少电网的无功功率输送量，降低电能损耗。

（3）进行无功补偿可减少电网中的电压损失，提高电压质量。电网中无功功率Q的输送量还将造成电压损失，使线路首未端有一个电压差，使用电设备发生电压波动，用电电压质量难以确保。即：

△U=（PR+QX）/ Ue ＝PR/ Ue +QX/Ue

从上式显见，电网中电压损失的第二部分和输送上的无功功率Q成正比。在架空线路中，当导线载面积较大时，电抗X要比电阻R大2～4倍，而变压器绕组的电抗比电阻大5～10倍。在此种情况下，QX/ue》PR/ue，成为电网电压损失的主要组成部分，即△U≈QX/Ue。因此，为了减少或抑制电网中的电压损失，提高电压质量，就必须在各用电设备处进行无功补偿，以减少电网中无功功率Ｑ的输送量。

（4）节约设备容量，提高电网输送功率的能力

从所周知，无功补偿可以提高负荷的功率因数，因此在输送相同的有功功率下，就可以使设备容量减少，从而节省其投资。从另一方面讲，在设备容量一定的情况下，由于无功补偿而使功率因数提高，也使电网或设备输送有功功率容量增大，减少变配电设备投资。

综上所述，电网进行无功补偿的作用是多方面；益处是较多的，效益是显著的，应大力推广应用。

三、农村电网进行无功补偿的要求

（1）无功补偿的原则。为了使电网补偿能取得最佳的综合效益，应遵循这样的原则：全面布局，分级补偿，就地平衡，（2）无功补偿的侧重点：①、集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；②、降损与调压相结合，以降损为主； ③、输电网补偿与配电网补偿相结合，以配电网补偿为主；④、供电部门进行补偿与用户补偿相结合，以就地平衡为主。

（3）无功补偿的标准：遵照电力部《电力系统电压和无功电力管理条例》，无功补偿对功率因数做了如下规定：①、高压供电的工业及装有带负荷调整电压设备的用户，功率因数为0.95以上；②、其他工业用户功率因数为0.90以上；③、趸售和农业用户功率因数为0.80以上。

四、农村配电网络电容补偿方式

1、单一地在变电站进行集中补偿。

（1）负荷集中的工业35KV变电站的无功补偿。对以工业负荷为主的35KV变电站；一般具有线路较短，负荷集中、负载率较高的特点。因此，所需无功要求做到就地平衡，即变电站的无功补偿容量按满足主变压器的励磁无功功率和漏抗无功损耗的要求确定，以减少35KV输电线路输送无功功率引起的有功损耗。

因变电站主变的无功损耗为：

△Qb＝I0%Se/100+Uk%ß Se/100

对农网35KV变电站，上述可简化为：

△Qb=（0.10～0.15）Se

所以，变电站集中补偿容量确定为：

QC=△Qb=(0.10~0.15)Se

当10KV母线电压较高、超过额定电压110％时，为了避免电容器的长时间过电压运行，可采用电压等级较高的电容器，如13/√3或12√3系列的电容器。

（2）负荷分散的农村35KV变电站的无功补偿。对以农业负荷为主的35KV变电站虽年均载率较低，但负荷起伏变化较大，功率输送距离较远。因此，所需无功除补偿主变的无功损耗外，还要满足供电区的高峰无功负荷的需要。困此，对于这种类型35KV农网变电站的集中补偿容量确定如下：

QC=(0.2～0.3)Se

考虑到变电站初建时负荷较轻，补偿工作可分期进行，待负荷上去后，再将补偿容量逐渐增到主变容量的（20％～30％），同时，宜将集中补偿的电容器分为两组，在负荷高峰时，全部拨入运行，在负荷低谷时，切除一组或全部切除。

从上可见，单一地在变电站进行集中电容补偿其综合效益的提高是有限有的，因为①补偿电容器集中装于变电站，在变电站以下用户的无功功率仍需经过长距离线路的输送，无功功率及有功功率均产生损耗，所以，这种方式对10KV配电网线路的降损作用效果不明显。②电容器集中装于变电站，一方面大容量的电容器全部投入运行，在负荷轻时变电站线电压值往往升得过高，以至要对电容器撤出运行，待负荷升高后再投入运行，这不仅给运行管理带来了不方便，同时，也减少了电容器的利用小时，增加了电容器的损坏率，因此，集中补偿的电容器容量不宜过大。另一方面从调压效果来看，集中补偿对变电站线电压的提高是有限的，母线电压的提高，势必对变电压附近的用户产生较大影响，而对要解决配网未端电压偏低的问题侧作用不大，当未端电压超过10％时，母线电压提高5％仍不能使未电压达到要求。

2、分散补偿，主要指10KV配电线路的补偿，0.4低压配电网及随机被偿。

（1）10KV配电线路的无功补偿：

①补偿容量的计算确定。从配电网线损理论计算得知，线路上配电变压器的空载损耗（即铁损或无功励磁损耗约占配电网总损耗的70％左右；这说明配电变压器的无功损耗在配电网无功总损耗中是极其重要的组成部分。因此10KV配电线路的无功补偿总容量可按被偿线路上配电变压器总励磁无功功率的原则，同时考虑10KV配电线路分散补偿比35KV变电站集中补偿较为薄弱的实际情况，进行计算确定即：

QC= ΔQbo=

因农网10KV配电网线路负荷分散，负荷轻、变化大，为了避免配在配电变压器空载进造成过补偿，或在线路非全相运行进易产生铁磁谐振的情况，也可按下式计算确定10KV配电线路的分散被偿容量。

QC=(0.95～0.98)

其中配电变压器空载电流百分I0％取线路上配电变压器空载电流百分数的加权平均值：

②10KV补偿电容器安装点的确定。为了最大限度地减少配电线路的电能损耗，使其补偿获得最佳效果，分散补偿的电容器在线路上的安装点应尽量合理。同时还应考虑维护方便，便于巡视检查，其安装地点宜靠近村庄或农村配电房。

经计算，电容器安装地点具体如下：当线路上只装设一组时，宜安装在距首端2/3处，当装设两组时，第一组为2/5处，第二组为4/5处，各组补偿容量约为线路总补偿容量的1/2；当装设三组时，第一组为2/7处，第二组为4/7处，第三组为6/7处，各组补偿约为线路总补偿的1/3。

（2）0.4KV低压配电网及随机补偿

①、大宗工业用户和乡镇企业的无功补偿。大宗用户和乡镇企业的用电设备无功补偿可采取低压母线就地集中补偿方式，补偿容量可按在用电高峰月份有功功率的平均值，将负荷功率因数提高到所需数值的方法，进行计算确定即：

QC=

或

为了避免COS值发生较大的起伏波动，可将电容器分作2-3组，分别并联到0.4KV母线上。在负荷高峰时，投入电容器２～3组；在负荷低谷时，退出电容器１-2组。这样处理可防止低负荷时因变压器铁芯饱和形成过流，损坏电容器。

②单台电机的随机补偿

单台电机的无功补偿，一般是将电动机空载时的功率因数补偿到1（即COSΦ2=1）。因为电机空载时的无功负荷小，补偿后在满载时电动机的功率因数仍为滞后。否则，如果将满载时的功率因数补偿到1，在电机空载或轻载时就会使功率因数超前，这将导致过补偿，对电机和电容器都有危害。

根据上述补偿原则，电机的补偿容量可按下式计算确定。对于惯性较小的电动机（如风机等）：

QC=(0.95～0.98)√3UeI0

对于惯性较大的电动机（如水泵等）：

QC=（0.9～0.95）√3UeI0

电动同的空载电流I0，可按下式计算确定：

I0≈2Ie(1-cosФe)

功率因数可根据月末有功和无功电量，计算月平均功率因数。

关于低压电网无功补偿问题的讨论 篇3

【关键词】低压电网；无功补偿；效益

在经济条件、区位等因素限制下，有些地方对无功补偿还没有正确的判断与认识，也不清楚在低压电网运行条件下（如380/220V），应对各类公用变压器等采取必要的功率补偿措施，从而导致各地很多低压电网线都受到不同程度的损害。基于这点，探讨和研究针对低压电网的补偿方法，有着极大的现实意义。

1.低压电网无功补偿的概述

1.1 无功补偿的概念

无功补偿，简单来说，是对低压电网无功功率提供补偿，使其功率因数不断增加，从而不断提高供电变压器的运行效率，营造出稳定、靠谱的供电环境。低压电网无功补偿，通过选择相应的补偿方法及装置，能有效降低低压电网所造成的损耗，逐步减少电压波动及谐波，确保电压能保持稳定。针对小系统而言，可通过无功补偿方法来调整三相不平衡电流，相与相间的电容、电感等能实现有功电流向相间转移。现实中，只需在各相间连接各个容量的电容器，便可使各相的有功电流保持平衡，将各相功率因数增加到1。而在大系统中，无功补偿还具有逐步提升电网的稳定性，对电网电压进行调整等用途。

1.2 低压电网中的无功补偿的作用

低压电网无功补偿，可有效提升电网内部电压的稳定性，逐步改善电压质量，并通过降低电力传输及电能损耗，使供配电设备能拥有更强的供电能力。实际中，工矿企业中所配备的供配电系统，通常都离不开无功补偿装置的存在。利用无功补偿，可使配电设备的利用率及电网电压质量得到有效提升，从而帮助企业实现低碳节能目标。对企业而言，其功率因素的大小直接与电价挂钩，如企业要减少电力成本，就应在电力设备节能与用电设备的功率因数这两方面下功夫。而无功补偿则是帮助企业增加其电网功率因数，实现节能低碳目标的重要举措。

与此同时，无功补偿还能帮助企业降低其内部电力系统的耗能。《全国供用电规则》中明确表示：针对高压供电用户而言，功率因数应高于0.9，而对于其他电力用户而言，其功率因数也应高于0.85，如果功率因数小于0.7，则不应进行供电。假如实际低压电网不符合上述要求，我们就必须安装相应的无功补偿装置。通常上述分析，我们可看出，不管是对低压电网、供电还是用电企业来说，无功补偿都有非常关键的作用。

2.低压电网无功补偿原理及方法

2.1 低压电网无功补偿原理

在配电网中，有不少用电设备都属于感性负荷，如感应电动机，与电压相位相比，感应电动机的电流相位要滞后的多；与感性负荷相对应的是容性无功功率，其电流相位相对于电压相位，要更为超前。因此，我们通常可用容性无功功率对感性无功功率进行补偿，从而降低电网内部的无功负荷，因超前与滞后电流间存在一定互补，即电容性负荷中的无功功率会对电感性负荷进行补偿。当电网容量保持平衡时，无功功率也会相应减少，此时的功率因数也就得到了提升。

2.2 无功补偿的方法

2.2.1 随机补偿

随机补偿，即通过熔断器后，把低压电容器组和用电设备连接在一起，并将其同用电设备展开投切。这种补偿方法主要有下列优点：使用过程中无需投入无功补偿，关闭补偿设备后，用电设备也会停止运转，这就不需要我们对补偿容量做出调整；该种补偿方法投资和占位相对较少、且配置、安装起来较为简便，不容易出现事故等等。概括来说，随机补偿多以补偿励磁无功为主，其通常是对用电设备内部的无功消耗提供补偿，且能对电网的无功峰荷予以限制。

2.2.2 随器补偿

随器补偿，和随机补偿相似，它也需要通过低压熔断器，将低压电容器和配电变压器连接起来，对空载状态下的配电变压器提供功率补偿。值得一提的是，在空载或轻载的状态下，配电变压器的大部分无功负荷为空载励磁无功，尤其对于轻负载配电变压器而言，它的损耗在供电能量中的占比极高。该种补偿方式大体包含下列几个优势：接线较为简便，维护检修难度较小，能对电网无功的基荷予以限制，并最终实现对高配电变压器的无功降损功效。随器补偿的经济性价比相对较高，因此其在现实中得到了广泛应用。

2.2.3 中间同步或静止补偿

上述补偿方法，即在无距离低压电网线路中，通过安装部长装置，如一台同步调相机或者是静止补偿装置，从而对其进行无功补偿。在线路传输过程中，该种方法可有效提高电压的稳定性，并能降低多条输电线路的损害，其调节功效较为显著。此外，还有网损微增率补偿法、跟踪补偿以及低压集中等众多补偿方法，其通过对低压电网实行补偿，对电压的稳定性及电能利用效率的提高，也有一定的效果。

3.低压无功补偿装置的接线及安装技术

3.1 低压无功补偿装置的接线

在实际中，装置监测点的接线，实质上指的是补偿装置中的电流引入点，我们通常比较容易发现。电流引入点，即被补偿系统中对补偿装置电流互感器所设立的安装点。而电容器组引入点，是设立在被补偿系统中的总进线接点。应提出的一点是，掌握接线方法非常重要：应将负荷的供电电源作为接线依据，在电容器组总进线的节点电源处设立电流感器安装点，从而使无功补偿装置对有功和无功功率等数值进行实时检测，为判断无功补偿装置的投切效果提供数据支撑。

3.2 技术要点

现实中，在对低压无功补偿装置进行安装时，有下列几个问题要引起重视：接入控制器中的电流方向、电压相位不能出错，为逐步提升其安全系数，在装置安装后的第一次运行前，要对智能控制器上显示的电流、电压相序等做全面的检测和了解。其次，分补电容器应与应补单相负荷相适应，即要把功率因素偏低的该项投入到与之相应的分补电容器中。第三，要对总电流进行监测（一般可通过电流传感器予以实现）以便掌握电容器中电流相位的动态及变化。

3.3 效益评价

国家电网公司曾明确表示，功率因数值不符合标准的，应切实催促供电企业等进行补偿装置的安装，以减少电网损耗。补偿装置的安装，是基于长远利益而采取的一种有效措施，有着非常重要的现实意义。伴随着该项措施的逐步落实，用户将变成最大和最直接的获益者，供电系统也可获得更好的完善与发展。低压无功补偿装置不仅能带来可观的经济、环境及社会效益，其对全面小康社会的构建等都有很大的促进作用。由此，虽然不少地方面临着资金不足等问题，不过为长远发展，也应予以克服。

4.结论

低压电网无功补偿可对电网系统进行优化，从而逐步改善电压质量。无功功率不同，我们应酌情选择相应的无功补偿方法及补偿装置，通过无功功率因数的增加，以实现线路与配电变压器等降损之目标，推动社会稳步向前发展。

参考文献

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[3]李文辉，罗海浅.谈低压无功补偿装置的几种接线方式[J].科技风，2012.

电网无功补偿装置的应用 篇4

1 电网无功补偿装置的应用

国内, 无功补偿主要采用变电站集中补偿和企业就地补偿两种形式。不同的补偿方式, 在实际中的补偿效果仍有所差异。若能根据具体情况, 选用综合性的全方位补偿方式进行补偿, 克服单一补偿方式的不足, 其补偿效果会更好。

1.1 就地无功补偿装置

就地补偿是在异步电动机附近设置电容器, 对异步电动机进行无功功率补偿电容器直接装于用电设备附近, 与电动机的供电回路相并联, 中间只加串熔断器保护, 用电设备投入时电容器跟着一起投入, 切除时一块切除, 实现了最方便的无功自动补偿, 切除时用电设备的线圈就是电容器的放电线圈。就地无功补偿可以分为高压集中补偿, 低压分组补偿和低压就地补偿三种补偿方式如图1所示。

通过就地电压传感器控制而自动地投切电容器。可减少供电网, 配电变压器, 低压配电线路的负荷电流, 可减少配电线路的导线截面和企业配电变压器的容量。可降低电动机的起动电流。在效果上, 它起着一个可变无功负载作用, 调整其值起到保持交流电压为常数的作用。通常适用于经常投入运行, 负荷较稳定的中小型低压电动机。在电机等感性负载旁和电容器直接并联, 与电机等同开, 同停。停机后电容器通过电机直接放电, 电容器不再另需放电装置。运行时电机所需无功由电容器就地供给, 能量交换距离最短, 可以最大限度的降低线路的电流。在线路相同的条件下, 线路损耗与电流的平方成正比, 所以电容就地补偿, 节电效果最好, 投资也小。特别是能够有效抑制设备瞬间出现的电流波动冲击电网。但是一般工业生产, 现场环境相对较差, 特别是冶金企业, 金属粉尘含量高, 维护、保养若不能定时进行, 往往最易损坏。同时, 对于频繁操作的设备, 由于瞬间大电流的频繁冲击, 也是造成电容器易损坏的一个方面, 所以, 此种方式中电容器使用寿命短。由于随机开、停, 电容器的有效使用率也最低。

1.2 集中无功补偿装置

通常指装于地区变电站或高压供电电力用户降压变电站母线上的高压电容器组;也包括集中装设于电力用户总配电高低压母线上的电容器组。其优点是有利于控制电压水平, 且易于实现自动投切, 利用率高, 维护方便, 能减少配电网, 用户变压器及专供线路的无功负荷和电能损耗。北京首电科技有限公司采用“贴近用户进行集中补偿”的思路, 研制出的专利产品—农网10kv高压线路集中式无功补偿装置, 在陕西、湖南等地经过两年多的挂网运行, 降损节电效果明显。据安装了6补偿装置的陕西省三原县的统计数据表明:2004电量为1.416亿千瓦时, 降损3百分点, 年节约425万千瓦时, 按每千瓦时0.49可增加收入208.25亿。缺点是不能减少电力用户内部各条配电线路的无功负荷和电能损耗。集中补偿分为固定容量补偿和自动补偿, 均可最大限度的挖掘变压器的容量潜力, 增大负载能力。

1) 固定补偿装置。固定补偿主要综合整个电网的各项年平均参数, 根据无功的分布情况选取若干个补偿点, 每个点投入若干单位的电容量, 使得全年节能效益与经济投入之比达到最佳。这种方法的优点是能综合考虑整个电网的运行特点, 既取得了最佳经济效益又兼顾了全网无功潮流的平衡;固定补偿虽然投资小, 但如果补偿的容量过大, 在低负荷时, 易出现过补现象。在开、停过程中涌流较大, 易造成设备损坏。补偿容量不能跟随电网的实时运行状况, 其最佳值是年平均意义上的, 电压波动问题依然存在, 当电网负荷发生变化时, 这种方法就无能为力了。

2) 自动补偿装置。自动补偿是微电子技术在电力系统的应用。控制器根据传感器的数据, 计算出当前电网所需的无功补偿量并控制电容器组的投切, 达到实时补偿的目的。自动补偿, 功率因数可控制到0.95~0.98, 其增容效果更为显著。电容器的充、放电功能, 可以有效的稳定电压, 提高供电质量。特别是自动补偿, 按循环方式投、切, 被切除的电容要有充足的放电时间, 才能再次投入。虽然各种微电脑功率因数自动控制器硬件、软件设计不同, 但其原理基本如图所示:

检测单元通过电压、电流互感器采得电压和电流信号, 并利用运放电路、门电路得到反映相位差的方波信号, 传给控制单元。微处理器接收到检测信号, 分别送到显示和比较单元。在比较单元中与设定值进行比较, 确定是否发出投切命令。同时控制单元还具有过压、过流、欠补及振荡报警和保护功能。执行单元接到命令后, 通过投切装置完成电容器组的投切。微计算机技术的应用进一步加强了控制单元的功能, 集成化程度大大提高了, 自诊能力、扩充能力都得到了加强。

2 结语

电网的无功补偿 篇5

宋瑜，李志勇

（河北省电力调度通信中心，河北石家庄050021）摘 要：通过对2002河北省南部电网无功电压运行情况的分析，指出了当前无功平衡和电压控制方面存在的问题和解决方案，并对提高电压管理水平和优化电网运行等提出了看法。关键词：无功平衡；电网运行；分析；无功补偿；电压

随着电网的不断发展和电力体制改革的逐步深化，人们对电压问题的重视程度逐渐增加。它不仅是供电质量问题，而且对电力系统的安全经济运行、保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全和寿命等方面都具有重要影响，同时也是电力企业管理水平的具体体现。无功电力平衡是保证电压质量的基本条件。无功功率只有在分层、分区、分散合理平衡的基础上，才能实现电网电压的合理分布。

由于无功功率的发、供、用呈现强烈的分散性，给电压和无功功率的发、供、用控制带来了极大的困难。本文从分析河北省南部电网（以下简称河北南网）的无功电压基本状况入手，找出其存在的问题以及造成这些问题的原因和解决办法，对提高电压管理水平、优化电网运行有着十分重要的意义。1河北南网无功电压现状1.1基本情况

截至2002年底，河北南网220 kV有载调压变74台，容量9 510 MV·A，台数比和容量比分别为64.9％和65.1％；500 kV有载调压联络变3台，容量2 250 MV·A，台数比和容量比均为75％。

目前河北南网的无功功率补偿设备主要是电容器组、高/低压电抗器等。全网110 kV及以上变电站无功补偿电容器总容量3 974 MV·A，其中500 kV变电站240 MV·A，220 kV变电站1 984 MV·A，110 kV变电站1 750 MV·A；全网无功补偿电抗器总容量945 MV·A，其中高抗450 MV·A，低抗495 MV·A。1.2配置原则和调整手段

在无功补偿设备的配置上，主要是考虑分层分区就地平衡的原则：对于220 kV、500 kV电网，宜力求保持各电压层面的无功功率平衡，尽可能使这些层间的无功功率流动极小，以减少通过降压变压器传输无功功率时产生的大量消耗；对于110 kV及以下的供电网，推行用户就地补偿是最大的原则，实现无功功率的分区和就地平衡，防止电压大幅波动。

无功分布的调节主要是通过各厂站按照河北省电力调度通信中心（以下简称省调）下达的电压曲线和功率因数曲线进行调节（特殊情况按照省调的指令执行）。具体的调节手段包括调节发电机的无功功率输出、投切电容器（电抗器）、调节变压器的分接头以及改变系统运行方式等。

1.3电压控制情况

河北南网主网的电压水平在稳步提高。截至2002年底，河北南网主网电压合格率达到了

99.63%，高于

部颁98％的标准，特别是500 kV廉沧线的投产，对稳固东部地区电压水平起到了关键作用。2存在的问题

虽然目前河北南网的无功电压控制基本满足了电网要求，但随着电网建设的迅速发展，特别是

500 kV电网的不断加强、峰谷差加大、负荷特性变化等形势的出现，加之有关管理办法未及时修订等因素的存在，河北南网的无功电压运行管理变得更加复杂，出现了以下问题，这些问题如不引起重视，可能影响供电质量，甚至危及电网安全。2.1低谷负荷时段的高电压问题

虽然河北南网主网电压合格率较高，但在低谷时段部分电压监视点仍存在电压偏高的现象，尤以春节期间最为严重，其主要原因为电网的无功功率过剩，主要体现在：

a.随着人们生活水平提高和经济结构调整，电网峰谷差日益加大。在低谷时段，由于负荷很低，主网线路极度轻载，变压器负载率也大幅下降，使主网中的无功损耗大幅度降低；同时，由于进相运行的机组较少，造成线路充电功率过剩，使主网电压偏高。

b.从电源分布和负荷增长来看，南部地区（如邯郸）装机容量较大，但负荷增长（尤其是低谷负荷）较为缓慢；同时，由于缺少吸收无功的设备，仅靠调节发电机无功功率的输出、调节主变分头和投切电容器等手段，个别时段无法满足要求。

c.对小火电厂和大用户的考核管理办法不太合理。小火电厂和大用户的用户功率因数根据月有功电量和无功电量计算，而不是根据实际的功率因数统计得到的。峰谷上网电价的实施，对电压调整产生了不利的影响。小火电厂往往通过峰时段机组高功率因数运行以便能发出较多的峰时段电量，谷时段机组低功率因数运行以便能发出较多的无功电量用以弥补峰时段少发的缺额，以此来满足功率因数考核的要求；对大用户来说，即使高峰时段因未投入电容器造成功率因数过低，也可以通过低谷时段不切除电容器的方法(在保证不向系统倒送无功的情况下）来完成月末考核指标，故加重了电网电压调整的难度。2.2大负荷季节高峰时段的无功不足问题

河北南网的大负荷季节一般在春夏季节，电压最难控制。虽然提前采取了保电压措施，对稳定主网电压起到了积极的作用，但在高峰时段，仍有电网电压偏低现象。原因是电网无功不足，主要体现在： a.负荷性质发生了变化。近年来河北省南部地区干旱少雨，气候异常干燥，空调负荷和灌溉负荷增长迅猛且在电网中占有较大比重。由于此类设备的运行需消耗大量的无功，造成电网无功不足，电压降低。

b.网内无功备用容量不足，安全水平降低。表1和表2分别列出了2002-07-17 11:25:00 实测大负荷情况下, 河北南网主力电厂和供电公司的运行数据。高峰时段，各电厂的平均功率因数为

0.877，基本上发挥了设备的最大能力；各供电公司除了邯郸由于装机容量较大，无功补偿较低外，其它地区的补偿容量都很大。结合电压水平可以看出，大负荷季节，河北南网调动了一切可以利用的设备，几乎倾尽了系统的所有有功、无功，系统安全水平大大降低。

2.3电压水平对500 kV电网的依赖性较大

从表

1、表2可以看出，河北南网的电压水平对500 kV电网的依赖性较大，在大负荷季节尤为明显。从N-1扫描结果来看，在衡、沧地区负荷超过1 600 MW时，500 kV廉沧线故障，即使衡水电厂双机运行，电容器全部投入，220 kV双楼站电压仍将低至200 kV以下，电压波动较大。500 kV保北＃1主变停运，保定地区220 kV系统电压将下降20～30 kV，个别站（如蠡县站）的电压最低可能降至190 kV，低电压切负荷装置可能动作切除部分负荷；同时，由于潮流转移可能引发石保送电断面的稳定问题。究其原因主要是这些地区负荷增长迅速，网架结构薄弱，500 kV电网输送潮流过大，电网缺乏有力的无功电源支撑所致。单站、单线、单变的500 kV电网一旦发生问题，影响很大。为此，河北省电力公司已经加快500 kV电网的建设，同时制定了各种技术措施和组织措施，保证现阶段电网的安全和对用户的可靠供电。2.4其它问题 2.4.1电容器检修问题

由于并联电容器的相关设备（如放电线圈、熔断器、开关、电容器等）比较多，有时需等厂家派人处理，造成检修工期长，影响设备的投入率。

2.4.2变压器变比和有载变压器调压范围选择问题

该问题主要表现为变压器额定变比选择不当，有载调压开关分头变比选择不合适，调压范围不满足要求等。由于历史原因，部分变电站（如曲周、王段、王里、东寺、大河等）的调压开关分头变比不一样，2台主变调整电压困难，只能放在相近的分头位置上运行，影响了调压效果。2.4.3缺少调相机等设备

由于受工程造价、维护费用、网损等因素的影响，调相机已经逐渐被造价低廉的并联电容器所替代，但是在改善电压的动态特性、实现均匀细调等方面，调相机具有不可比拟的优点。

3解决策略

3.1综合考虑各种因素的影响

由于无功电压的分散性和分层性，使得其控制比有功功率和频率的控制要困难得多。单从某个方面考虑无功电压问题是片面的，要结合各个电压层之间、电网安全、电力用户、城市电网、农村电网、无功补偿设备选择、线损、现场条件、无功电压的运行、管理的可操作性等之间的关系，控制好电厂和用户两端，管理好变电站和低压电网等中间环节，合理布置调压手段和控制装置，做到调压手段和无功补偿容量互相协调配合，才能达到既安全经济，又能满足各个电压层的电压水平要求的目的。3.2运用市场经济手段，加强无功电压管理

随着市场经济的发展和电力体制改革的深入，传统的调度模式和管理办法已经无法适应新形势的要求，因此在遵循电网发展规律的前提下，积极探索适应当前形势的无功电压管理办法有着重要的意义。今后应在仔细研究国家相关政策和电网协调运行的基础上，制定完善的经济奖惩办法，加大考核力度，运用市场经济手段加强无功电压管理，减少电压波动，提高电网的管理水平。3.3加强调压设备的维护和改造

加强调压设备检修维护，及时处理缺陷，保证设备正常运行。为了增强调节手段，可结合基建更改工程逐步解决2台主变有载、无载变压器不能并列运行以及调压范围不同的问题。3.4提高发电机的进相和高功率因数运行能力

开展发电机进相和高功率因数运行试验研究，积极推行在无功过剩地区大机组高功率因数和进相运行，尽快完成马头、西柏坡、上安等主力电厂的大机组进相试验工作，充分利用发电机的无功调节性能，在南部和中部地区电网的低谷负荷期间，高功率因数（0.99～1.0）运行或进相运行。

实践证明：将现有的部分发电机由迟相运行转入进相运行，吸收系统过剩的无功功率，技术上简便易行，经济上节约投资，应该尽快实施。3.5推行用户就地补偿是最大的原则

由于长期受有功短缺的影响，许多用户忽视用电功率因数，未能根据电力负荷的变化投切电容器，造成电网无功功率分层分区平衡失控，使原由用户承担的调压责任和补偿容量由电网来承担，客观上增加了电网的负担，影响了电网的经济性和安全性。

上海电网无功补偿经验是：整个系统的安全，用户就地补偿是最大的原则。要求变电站一次侧的受电功率因数在低谷负荷时不得高于0．95，高峰负荷时不得低于0．95，大大减缓了因负荷大起大落造成的大的电压波动。电网只解决用户解决不了的问题，即补偿电网本身产生和消耗的无功（一般电网补偿为过补偿）。

无功储备留在发电机中以便事故情况下迅速调出。这样，系统调压是主动、经济、高效的，且有较强的抗事故冲击能力，值得推广。

3.6开展对电网无功电压实时平衡的研究

从运行上看，由于无功电压运行管理上的复杂性，多年来多数调度部门把对无功补偿设备的控制权限下放给电厂和变电站，要求其按照下达的电压和功率因数曲线执行，较少从系统角度考虑无功电压的实时平衡。其它网省调的运行经验证明：实行电网无功电压统一管理与调整，分区实现无功电压的实时平衡，可以有效地改善电网的电压水平。

3.7加快500 kV电网的建设，提高系统500 kV电压支撑

目前河北南网对500 kV设备依赖程度较高。单站、单线、单变的500 kV网架结构对电压影响很大，一旦受端失去500 kV电压支撑，可能造成该站周围地区电压的大幅降低，甚至引发严重的电网事故。而建电厂受到水源、环保等条件限制，短期内无法完成，所以加快500 kV电网的建设势在必行。

参考文献

论电网中无功功率补偿 篇6

【关键词】电网；无功功率补偿；无功电源

为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的“无功”并不是“无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。

一、影响功率因数的主要因素

（1）大量的电感性设备。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60%～70%；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%～70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。（2）变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%～15%，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。（3）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快。据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般无功将增加35%左右。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

二、无功补偿的一般方法

（1）低压个别补偿。就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行（如大中型异步电动机）的无功消耗，以补励磁无功为主。优点是用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。（2）低压集中补偿。指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。（3）高压集中补偿。指将并联电容器组直接装在变电所的6kV～10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用。同时便于运行维护，补偿效益高。

三、采取适当措施，设法提高系统自然功率因数

（1）合理使用电动机；（2）提高异步电动机的检修质量；（3）采用同步电动机：同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功功率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过励状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是“异步电动机同步化”。（4）合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。

四、无功电源

农村电网无功补偿的优化选择 篇7

关键词：农村电网,无功补偿,优化选择

众所周知, 电力网在运行时, 电源供给的无功功率是电能转换为其他形式能的前提, 它为电能的输送、转换创造了条件。没有它, 变压器就不能变压与输送电能, 没有它, 电动机的旋转磁场就建立不起来, 电动机就无法转动。但是, 长距离输送无功电力, 又会造成有功功率的损耗和电压质量的降低, 这不仅影响电力网的安全经济运行, 而且也影响产品的质量。因此, 如何减少无功电力的长距离输送, 已成为电力部门和用电企业必不可少的研究课题。为此, 我们根据用电设备消耗无功的多少, 在负荷较集中、无功消耗较多的地点增设了无功电源点, 使无功的需求量就地得到解决, 这样不但减少了无功传输过程中造成的能量损耗和电压降落, 而且提高了供用电双方和社会的经济效益, 可谓一举两得。不过, 虽然无功补偿能给企业和社会带来一定的效益, 但补偿过程中还需要考虑很多问题, 也就是说怎样进行补偿, 才能收到最佳的效益呢?这就要求我们在补偿过程中必须遵守一定的原则、方法, 做到科学合理的补偿, 才能收到事半功倍的效果。

1 无功补偿的原则

全面规划, 合理布局, 分级补偿, 就地平衡, 具体内容如下。

总体平衡与局部平衡相结合, 既要满足全网的总无功平衡, 又要满足分线、分站的无功平衡。

集中补偿与分散补偿相结合, 以分散补偿为主, 这就要求在负荷集中的地方进行补偿, 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, 目的是做到无功就地平衡, 减少其长距离输送。

高压补偿与低压补偿相结合, 以低压补偿为主, 这和分散补偿相辅相成。

降损与调压相结合, 以降损为主, 兼顾调压。这是针对线路长, 分支多, 负荷分散, 功率因数低的线路, 这种线路最显著的特点是:负荷率低, 线路损失大, 若对此线路补偿, 可明显提高线路的供电能力。

供电部门的无功补偿与用户补偿相结合, 因为无功消耗大约60%在配电变压器中, 其余的消耗在用户的用电设备中, 若两者不能很好地配合, 可能造成轻载或空载时过补偿, 满负荷时欠补偿, 使补偿失去了它的实际意义, 得不到理想的效果。

2 根据补偿原则, 确定无功补偿容量

按照上述的基本原则, 根据无功在电力系统中的去向, 确定几种主要的补偿方式及其容量。

变电站高压集中补偿:这种补偿是在变电站10 (6) k V母线上集中装设高压并联电容器组, 用以补偿主变的空载无功损耗和线路漏补的无功功率。目前, 在农网上, 除了大宗用户外, 县局基本上采用这种补偿。比如:涉县各变电站在未进行人工补偿以前cosφ=0.85, 根据功率因数 (0.85) 调整电费标准, 每月罚款为月总电费的2.5%, 经过各站装设了电容器补偿后, 平均cosφ=0.9, 每月电费减少0.5%, 一年下来, 功率因数奖电费约为60万元, 为企业增加了效益。

随线补偿:将电容器分散安装在高压配电线路上, 主要补偿线路上的无功消耗, 还可以提高线路末端电压, 改善电压质量。其补偿容量一般遵循“三分之二”原则, 即补偿容量为无功负荷的三分之二, 而电压降为DU= (PR+QX) /Ue。

例1:一条10k V线路, 长为5km, 导线型号LGJ-70, 其中g=0.46W/km, X0=0.411Ω/km, 所带负荷200+j150, 在线路末端补偿QC=100kvar, 求线路损耗和电压降。

a.求线路上的损耗

补偿前:△P1=3×I2R=3× (2002+1502) /102×5×0.46=4313W。

补偿后:△P2=3×I2R=3×[2002+ (150-100) 2]/102×5×0.46=2933W。

则一年少损失电量:△A= (△P1-△P2) T×10-3= (4313-2933) ×365×24×10-3=12089k Wh。

b.求电压降

补偿前:△U= (PR+QX) /U= (200×0.46×5+150×0.411×5) /10=77V。

补偿后:△U= (PR+QX) /U=[200×0.46×5+ (150-100) ×0.411×5]/10=56V。

所以补偿后电压由9.92k V提高到9.94k V, 改善了电压质量。

3 随器补偿

将电容器安装在配电变压器低压侧, 主要补偿配电变压器的空载无功功率和漏磁无功功率。一般情况下, 农网配变负载率较低, 轻载或空载时, 无功负荷主要是变压器的空载励磁无功, 因此配变无功补偿容量不易超过其空载无功, 否则, 在配变接近空载时可能造成过补偿, 所以应按式Qb≤I0%Se/100 (其中:I0%是空载电流百分数, 从手册中可查出, Se是变压器的额定容量) , 但对于工业用户的变压器补偿, 因其负荷率高, 补偿时应从提高变压器出力的角度考虑。

例2:涉县良种场有一台变压器Se=80k VA, cosφ=0.8, 带一抽水用电动机Pe=75k W, P=Se×cosφ=80×0.8=64k W<75k W, 可见变压器处于超载运行, 若提高cosφ的方法提高变压器出力, 设拟增cosφ=0.95, 则P=0.95×80=76k W>75k W, 由公式Qb=P×tgφ可知, 应补偿无功Qb=25kvar。

4 随电动机补偿

将电容器直接并联在电动机上, 用以补偿电动机的无功消耗。据运行统计, 县级农网中约有60%的无功功率消耗在电动机上, 因此, 搞好电动机的无功补偿, 使其无功就地平衡, 既能减少配电线路的损耗, 同时还可以提高电动机的出力。一般对7.5k W以上电动机进行补偿时, 确定容量应按QC≤3Ue I0。另外, 对于排灌所带机械负荷较大的电动机, 补偿容量可适当加大, 大于电动机的空载无功, 但要小于额定无功负荷, 即Q0≤QC≤Qe。

例3:涉县自来水公司, 一条线路长1km, 导线型号LGJ-70, 其中g=0.46W/km, X0=0.411Ω/km, 带一抽水用电动机Pe=95k W, 实用负荷为100+j60, 由于长期超载, 在电动机上补偿无功QC=30kvar, 求补偿前后线路的损耗和电动机的出力。

视在功率S= (1002+602) 1/2=116.26k VA

a.求线路上的损耗

补偿前:△P1=3×I2R= (1002+602) /0.382×1×0.46=43.32k W。

补偿后:△P1=3×I2R=[1002+ (60-30) 2]/0.382×1×0.46=34.72k W。

△P1-△P2=43.32-34.72=8.6k W, 则一年少损失电量8.6×24×365=75.33MWh。

b.求电动机出力

补偿前:PN=95k W<100k W, 电动机处于超载运行。

补偿后:PN=112k W>95k W, 电动机运行正常, 提高了电动机的出力。

5 低压集中补偿

在低压母线上装设自动投切的并联电容器成套装置主要补偿变压器本身及以上输电线路的无功功率损耗, 而在配电线路上产生的损耗并未减少, 因此, 补偿不宜过大, 否则变压器轻载或空载运行时, 将造成过补偿, 补偿容量应以变压器额定容量的30%~40%确定, 即:Qb= (0.3-0.4) SN, 或从提高功率因数的角度考虑Qb=P (tgφ1-tgφ2) , 其中tgφ1、tgφ2是补偿前后功率因数角的正切值。

6 补偿位置的确定

上述介绍了不同目的的补偿方法各不相同, 但补偿位置在哪最合理呢?一般我们考虑把并联电容器安置在负荷较集中的地方或无功消耗严重的设备周围。

7 补偿后带来的经济效益

从提高功率因数上, 还是以涉县电力局为例, 功率因数由0.8提高到0.9左右, 月电费罚3.7万元, 到奖2.5万元, 赢利7.2万元, 给企业带来经济效益。

从电压质量上来说, 如例1, 末端电压由9.92k V提高到9.94k V, 保证了产品质量, 给用

户带来了直接经济效益。

从降损节能上来说, 降低了电能损耗, 减少了电费的支出, 同样给用户带来经济效益。如例3, 年节能7.533万k Wh, 按电价0.5857元/k Wh, 年节约电费7.533×0.5857=4.4万元。

从提高变压器的处理上来说, 由于减少了无功电流, 所以提高了变压器的出力。如例2, 良种场若不是进行无功补偿, 变压器长期处于超载运行, 会因长期过热而烧坏变压器, 而新安装一台变压器 (100k VA) , 需投资1.3万元, 但经过补偿, 只需要投资近1000元就解决了变压器超载运行的问题, 给良种场增创了1.2万元的经济效益。

总之, 无功补偿不仅能改善农网功率因数和电压质量, 而且可以使无功负荷就地平衡, 提高农网的经济运行水平, 同时降低电费支出, 减轻工农业生产的负担, 所以进行无功补偿是利国利民的好事, 我们应下决心去抓, 真正让用户得到实惠。

采用无功补偿可以收到以下效果:

a.减少电力损失, 一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况, 其电力损耗约2%~3%左右, 使用电容提高功率因数后, 总电流降低, 可降低供电端与用电端的电力损失。

b.改善供电品质, 提高功率因数, 减少负载总电流及电压降。于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。

c.延长设备寿命。改善功率因数后线路总电流减少, 使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低, 因此可以降低温升增加寿命 (温度每降低10°C, 寿命可延长1倍)

低压电网无功补偿方式的分析 篇8

1 低压电网无功补偿概念

无功补偿的原理为将具有感性功率负荷与容性功率负荷在同一电路并接, 当释放容性负荷能量时, 容性负荷则吸收能量, 感性负荷释放能量。在两种负荷之间, 能量进行交换。从容性负荷所输出的无功功率中补偿感性负荷所吸收的无功功率。在通过纯电阻性负载时, 交流点电能向热能转化, 再通过纯感性负载或者纯容性负载时并未产生电能的消耗。从实际来看, 没有成为纯感性负载或者纯容性负载的可能, 通常混合性负载情况居多, 在通过时, 这样的电流为无功功率, 就是部分电能不做功, 而功率因数也不超过1, 在这种情况下进行无功补偿就是为了能够提升电能的利用率。在小系统中, 三相不平衡电流可以通过适当地无功补偿方法进行调整, 跨接在相与相之间的电容或者电感能够将有功电流转移于相间。所以, 只需将不同容量的电容器接入零线与各相之间以及各相之间, 可以平衡各相的有功电流, 补偿各相功率因数至1。而针对大系统, 无功补偿还具有提高电网稳定性、调整电网电压等功能。

2 低压电网无功补偿方式

在电力供电系统中, 无功补偿的作用非常重要, 它可以改善供电环境、提高供电效率、降低供电输送线路及变压器的损耗、提高电网功率因数。对补偿装置进行合理选择, 能够有效提升电网质量, 最大程度地降低网络损耗。相反, 如果使用或者选择不当, 则会增大谐波、还会产生电压波动等不良影响。分散补偿和集中补偿是低压电网无功补偿的两种方式, 集中补偿方式主要是为低压电网无功补偿, 将无功补偿装置装设于变压器低压侧, 从而进行无功补偿, 这样能够将变压器的利用率提升, 且降低了变压器中的武功损耗。但集中补偿并不能补偿低压配电线路的武功电流, 仅能补偿流入变压器的无功电流, 因此, 要想降低低压配电网线损, 就不能采用集中补偿的方式。分散补偿可以却能够将电网功率因数最大程度地提升, 个别补偿线路中断用户负载, 从而使低压电网线损降低。但是, 要无功补偿所有终端用户, 就需要增大供电企业保养维护无功补偿装置的难度, 还需要加大对无功补偿装置的投资力度。所以, 要获得与无功分散补偿相适合的方案, 就必须围绕分散补偿的重点及难点, 来研究低压电网负荷分布与负荷性质。

3 分析低压电网负荷比例

电网功率因数与低压电网负荷的分布及性质关系极其密切。例如:酒楼、商场等以商业用户为首的商业、农业、工业性质用电负荷功率因数较低, 这是因为采用电冰箱、空调器等低因数的用电设备、以及照明所需的大量荧光灯, 导致功率因数过低。因电动功率因数较低的设备被工业或农业用户大量采用, 因此其功率因数也较低。与商业、农业、工业性质用电负荷不同, 住宅性质的负荷拥有较高功率因数, cos达到约0.9, 而农业和工业则约为0.7, 而商业仅约为0.65。在低压电网总负荷中, 性质不同的各种负荷所占的比例会对整体低压电网总功率因数进一步产生影响。以月用量500k W./h以上的大负荷用户, 在总负荷中, 其负荷占了30%, 但是用户数量却甚少, 在总用户数量中仅占3%。用电量在200k W./h的中负荷用户占总负荷的25%, 用户数占总用户的7%。而小负荷用户, 也就是200k W./h以下的用户占总负荷的45%, 用户数量占总用户数量的90%。对此, 我们进行逐一分析, 绝大多数住宅用户为中负荷用户与小负荷用户, 该部分单户用电量小、负荷用户平均功率因数偏高, 说明平均负荷小, 则可无需对武功补偿该部分用电负载, 因为补偿电负载, 会因负荷偏小, 而产生过补偿或者导致无功补偿装置不产生动作。而农业、商业、工业性质的用电户是大负荷用户中的主要部分, 其功率因数较低, 因此, 有对其进行无功补偿的必要。对此, 分散补偿方案如下:进一步甄别中负荷非住宅用户, 补偿平均负荷偏大、且功率因数低的。可采用个别补偿的方法补偿大负荷非住宅用户。可将低压电网功率因数有效提高。

4 分析个别补偿效益

基于探讨负荷分布结果, 将低压电网平均负荷向量图绘制出来, 详情参照图所示。

图1中I2为未补偿时的部分中负荷用户及大负荷用户的平均电流;1I为无需补偿的负荷平均电流。I总为未补偿时的电网平均电流。在U轴上三者投影关系表示为:

公式中, 0.7为I2的功率因数, 0.9为1I的功率因数。对I2进行补偿, 相量计算得出结果, 功率因数则为0.9。通过补偿, 降低了百分之6.63的总电流。线损受到其它因素的影响可忽略, 总电流I与 (35) P成正比。通过公式, 各电流变化的大小参照表所示。

结语

为了达到可观的降损效果, 通过分析低压电网无功补偿方式, 投资于较小无功补偿装置, 并以个别补偿的方式对部分大中负荷用户进行补偿。无功补偿的意义在于降低线损;减少投资、减少供、发电设备的设计容量, 例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95时, 装1Kvar电容器能够节省0.52k W设备容量。与之相反, 原有设备而言增加0.52k W对, 就相当于增大了发、供电设备容量。因此, 无论是对改建工程还是新建工程, 应充分考虑无功补偿, 以便减少设计容量, 最终达到减少投资的目的。对无功功率进行补偿, 还可将电网中有功功率的比例常数增加。提升功率因数后, 有效降低了线损率, 减少投资、并减少设计容量, 供电企业的经济效益直接受到电网中线损降低、电网有功功率输送比例的增加的决定及影响。所以, 考核经济效益的重要指标体现于功率因数, 正确、科学地规划、实施无功补偿势意义深远。

摘要：本文对分布低压电网负荷性质的比例以及低压电网无功补偿所需要的运行方式进行分析与探讨。阐述了降低低压电网线损中低压电网无功补偿的应用与功能。

关键词：无功补偿,符合分布,线损,低压电网

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关于低压电网中无功补偿的分析 篇9

1.1 通过对低压电网无功补偿方式的分析可以得知, 当下低压电网面临着严峻的调整。为了适应当下低压电网的工作需要, 为了更好满足当下工作的需要, 进行供电变压器及其输送线路损耗的控制是必要的, 从而进行供电效率的提升, 保证低压电网供电环境的优化, 实现电网中无功补偿合理补偿方法及其装置的选择, 保证电网的损耗程度的最大化控制, 实现电网综合质量的提升, 实现电压比东及其谐波的有效控制, 进而保证电压稳定性的提升。

通过对无功补偿定义的深层次探讨, 得知通过对无功补偿设备的积极应用, 可以进行无功功率的控制, 保证系统的整体功率因数的优化, 保证能耗的控制, 实现电压整体电压质量的提升, 这需要进行一系列的无功补偿配置原则的应用, 保证总体平衡模块及其局部平衡模块的有效开展, 保证局部平衡体系的健全。这也需要进行电力部门补偿环节及其用户补偿环节的结合, 进行配电网络, 用户消耗无功率的控制, 实现配电网的无功功率消耗的控制。为了保证网络模块中的无功功率的有效工作, 进行就地补偿模块的应用是必要的。

1.2 在就地工作模块中, 为了提升无功功率的输送效率, 进行就地补偿是必要的模块, 这需要电力部门及其用户展开补偿的合作, 进行集中补偿模块及其分散补偿模块的有效结合, 进行分散模式的应用。所谓的集中补偿就是进行变电所补偿电容器的装设。所谓的集中补偿, 就是进行主变压器的无功损耗的应用, 进行变电所输电线路的无功电力的优化, 保证供电网络的无功损耗模块的有效开展, 保证配电网络无功损耗模块的循序渐进。这需要进行变电所的配电线路负荷端输送模块的应用, 进行线损的积极控制, 进行无功功率的优化。在中低配电网应用中, 进行分散补偿模块的应用是必要的, 进行降损及其调压模块的应用, 保证降损模块的积极工作。

2 关于低压电网中的无功补偿原理及其应用模式的分析

2.1 为了满足现阶段低压电网的工作需要, 进行无补偿原理的分析是必要的, 从而进行应用模式的开拓, 这对于电压的稳定性提升非常必要的, 从而保证其电压质量的提高, 保证电力传输过程中的功率损耗模块及其电能损耗模块的优化, 保证供配电设备的供电能力的提升。这需要引起相关工矿企业的重视, 进行内部供配电系统的应用, 保证无功补偿装置的应用, 进行无功补偿效益的提升, 切实提升低压电网的电压质量, 保证配电设备的利用率的提升。这对于企业的整体节能效率的提升都是非常必要的。企业的功率因数直接关系到企业的电价, 企业若想降低电力费用, 不但要在电力设备的节能保养上下功夫, 还要提高企业用电的功率因数, 而无功补偿正是企业提高功率因数, 实现节能低碳的有效手段之一。

通过对无功补偿模块的应用, 更有利于进行电力系统能耗的控制, 这需要进行计算公式的应用, 进行无功补偿模块的应用, 实现电力系统能耗作用情况的分析, 保证线损的控制, 提升功率的应用率。从而进行有功损耗及其无功损耗模块的分析。这需要按照我国的供用电规定, 进行相关工作模块的优化。高压供电用户, 其功率因数不应低于0.9, 其他电力用户的功率因数不应低于0.85, 功率因数低于0.7时, 不予供电。若达不到以上要求, 应装设必要的无功补偿装置, 否则要加收电费。因此, 低压电网中的无功无论是对低压电网还是对于用电企业和供电企业都具有十分重要的意义。

2.2 为了满足当下配电网工作的需要, 进行用电设备的感性负荷模块的控制是必要的, 这需要进行感性无功功率电流相位的控制, 保证电压相位的工作状况的满足。在该模块中需要明确到容性无功功率进行感性无功功率的补偿是必要的, 以满足当下工作的需要。以减少电网无功负荷, 由于超前电流与滞后电流的互补作用, 也就是电容性负荷的无功功率补偿了电感性负荷的无功功率。当电网容量一定时, 使无功功率减少, 从而达到了提高功率因数的目的。

2.3 为了提升电磁感应的无功功率的补偿效率, 进行随机补偿模块的应用是必要的, 这需要进行电动机的无功补偿方案的应用。一般来说, 随机补偿的应用会随着电动机的开关变化而产生变化, 进行补偿或者消费。为了保证无功功率的补偿, 进行补偿调整的应用是必要的, 从而提升其灵活性、简便性, 保证随器补偿模块的有效开展。随机补偿主要是将低压容量通过低压保险接在配电变压器上, 用来对配电变压器空载无功功率的补偿。此种补偿方法能够有效地平衡配电变压器的空载无功功率, 从而提高变压器的利用率, 有效降低电网的无功损耗, 因此, 随器补偿具有较高的经济性价比, 是目前最常采用也最有效的无功补偿。

为了更好的进行无距离低压电网线路的工作, 进行中间同步补偿方法的应用是必要的, 这也需要进行静止补偿模式的配合。保证静止补偿装置及其同步调相机模块的正常开展, 实现现阶段无功补偿方案的更新, 这种方法适合在线路输电方案中应用。此种方法在线路输电过程中, 能够稳定电压, 同时对多条输电线路进行降耗补损, 并具有较强的调节性能。终端分散补偿。用户终端分散补偿能够在低压电网终端进行有效的补偿, 提高用户电器设备的安全性, 还能提高电压利用率。

在低压电网无功补偿模块中, 进行网损微增率补偿法的应用是重中之重, 这需要进行低压集中补偿法、无功经济当量补偿法及其相关方法的应用, 保证低压电网的无功补偿环节的正常开展, 进一步的提升电压的稳定性, 保证其整体利用率的提升。这需要进行静态补偿装置体系的健全, 进行其内部装置模块的优化。静态补偿装置一般为机械式接触器投切电容器组, 适用于负载变化较小的场合。动态补偿装置。动态补偿以晶闸管作为执行元件, 通过跟踪监测负荷的无功电流或无功功率, 对多级电容器组进行分组投切, 适用于负载变化大, 情况复杂的低压电网。

2.4 在低压电网无功补偿装置设置中, 要明确到无功补偿实施的必要性, 从而提升低压电网无功补偿的效益, 进一步的提升高无功功率因数的效益, 进行耗损情况的控制, 保证稳定电压的优化, 这就需要进行电网运作中无功补偿装置的优化, 针对不同的应用情况, 进行多种补偿装置的配合, 比如在随机补偿模块中, 进行就地无功补偿装置的应用。实现最方便的无功自动补偿。而对于需要在多条线路节点上实现自动投切要求, 并减少变压器无功负载时, 就要应用集中无功补偿装置。目前在农网中应用的还有静止无功发生器, 这些无功装置的应用, 大大提高了低压电网的性能。

3 结束语

在电网系统优化过程中, 通过对无功补偿模块的应用, 更有利于进行电压质量的提升, 实现对电能利用率的提升, 保证不同模块的无功功率的控制, 这需要针对无功功率的应用原理, 进行多种无功补偿方法及其装置的优化。选择不同的无功补偿方法和装置, 能够有效提高无功功率因数, 降低线路损耗和配电变压器以及用户端的损耗。因此, 低压电网中的无功补偿对于社会发展具有重要意义。

摘要：为了满足现阶段低压电网工作的需要, 进行无功补偿体系的健全是必要的, 从而实现其内部各个环节的协调, 这需要针对低压电网的无功补偿模块进行分析, 进行电压质量的提升, 保证低压电网功率因数的控制及其优化, 保证日常低压电网耗能的控制。这就需要进行低压电网无功补偿含义的深入分析, 进行低压电网无功补偿原理的深入解析, 进行无功补偿装置的优化选择及其应用。

低压电网无功补偿装置的研究与设计 篇10

电力网中的负荷大部分是感性负荷, 因此在电网中安装并联电容器可以供给感性电抗消耗的部分无功功率。并联电容器补偿简单经济, 灵活方便, 但当今电力系统的用户中存在着大量无功功率频繁变化的设备, 如轧钢机、电弧炉、电气化铁道等, 就要求补偿装置能够根据负荷的变化进行动态补偿。而并联电容器只能补偿固定无功, 容易造成过补或欠补, 无法满足电力系统的实际需要, 还有可能和系统发生并联谐振, 导致谐波放大。因此, 采用对电容器分组, 利用微机进行控制, 根据负荷无功功率的变化, 对电容器组进行自动投切, 以实现对无功功率动态补偿的装置, 目前在国内外得到广泛应用。

随着电网供电的日趋紧张, 进一步挖掘供电潜能, 节能降耗, 己是摆在供电部门和用电客户面前的一个亟待解决的问题。对低压配电变压器来讲, 对其加装自动无功补偿装置是一种有效的节能降耗措施。

2 无功功率的定义

传统的无功功率的定义是建立在工频周期的平均值基础上的, 单相正弦电路或三相对称正弦电路中, 利用传统概念定义的有功功率 (P=UIcosφ) 、无功功率 (P=UIsinφ) 、视在功率 (S=UI) 和功率因数等概念都很清楚。但当电压或电流中含有谐波时, 或三相电路不平衡时, 传统概念无法正确地对其解释和描述。电力系统的各种传统装置的响应速度多在数十毫秒到秒级, 而新型的基于电力电子开关的补偿装置的时间常数则在毫秒以至微秒级, 远小于电力系统20ms (对于20Hz系统而言) 的工频周期。

3 无功补偿原理

采用TCR (Thyristor Controlled Reactor) 并联电容器的方式为系统提供无功功率。TCR分别由晶闸管、二极管、电感串联支路并联组成, 如图1所示。有效移相范围为0～180°, 改变晶闸管的触发角, 可以改变等效电感量。由于单独的TCR只能吸收无功功率而不能发出无功功率, 为了解决此问题, 可以将并联电容器与TCR配合使用构成无功补偿器。

应用中TCR一般都接成三角形, TCR的重要特性是能够连续调节补偿装置的无功功率, 这种连续调节是依靠调节TCR中晶闸管的触发角得以实现的。因为TCR装置采用相控原理, 具有分相调节能力, 在动态调节基波无功功率的同时也产生大量的谐波, 同时波动负荷也产生大量谐波电流, 所以固定电容器通常和电抗器串联构成谐波滤波器, 以滤除负荷和TCR产生的谐波电流。在三角形中流通, 而线电流中不出现这些谐波。

4 硬件电路的设计

本文所设计的无功补偿装置由四个部分组成:控制器单元、执行单元、补偿器单元、检测单元。各部分的功能如下:

控制单元接收到检测信号后, 将其和目标值进行比较, 并根据比较结果参数做出决策, 送给执行单元。

执行单元接到命令后, 通过改变触发电路的触发角控制补偿器的无功输出, 完成补偿任务。

补偿器由大功率电容器、电抗器等电力电子器件构成无功功率的发生装置, 其工作方式和状态受控制器控制。

检测单元从电网中检测出与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控制单元能接收的信号, 传送给控制单元, 由控制单元做出投切决策。

4.1 控制器的设计

本系统所要处理数据不多, 只需完成数据检测、功率计算、功率比较及相应值输出, 不需要扩展即可完成相应功能, 故选用常用的89C51单片机即可。

4.2 数据采集处理

本系统要用母线上的电压和电流信号。首先是将检测到得电压、电流信号分别转换成方波信号, 将其进行逻辑异或后, 通过单片机可以计算得到母线上电压和电流之间的相位差。其次要测得电流信号的有效值, 进而通过单片机计算得到用电器所消耗的有功功率。

4.3 显示部分

为了能够实时观察到电网功率因数的大小, 需要设定专门的显示电路。显示电路连接图如图2所示。P1口用于输出字形数据, P3.2, P3.3, P3.4用于控制八段数码管轮流导通的控制信号输出。

4.4 驱动电路

本系统采用常用D/A转换器DA0832将单片机输出的数字量转换成模拟量, 控制触发电路输出相应的触发角, 进而改变所控制的无功输出量。DA0832各管脚的功能如下:D0～D7:数字信号输入端。ILE:输入寄存器允许, 高电平有效。CS:片选信号, 低电平有效。WR1:写信号1, 低电平有效。XFER:传送控制信号, 低电平有效。WR2:写信号2, 低电平有效。IOUT1、IOUT2:DAC电流输出端。Rfb:是集成在片内的外接运放的反馈电阻。Vref:基准电压 (-10～10V) 。Vcc:是源电压 (+5～15V) 。AGND:模拟地 NGND:数字地, 可与AGND接在一起使用。DAC0832输出的是电流, 一般要求输出是电压, 所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压, 其连接线路如图3所示。

4.5 电容器的连接方式

本系统采用星形连接, 对三相分别进行无功补偿。采用星形连接的方式, 可以保证三个补偿器中任一个损坏时, 其他两个能正常工作。

5 无功补偿控制的软件设计

利用互感器得到母线上的电压和电流信号后, 分别将其转换成方波, 对整形后的电压、电流信号方波进行异或得到脉冲方波, 其频率为原方波频率的二倍。利用P2.0测得脉宽, 从而得到相位差。

当P2.0由低电平变为高电平时n开始加1, 每循环一次加一次, 直到P2.0变为低电平。当P2.0由高电平变为低电平是m开始加1, 每循环一次加一次, 直到P2.0变为高电平。则相位差为:φ=3.14×n/ (m+n) , 读入电流有效值后, 根据式P=UIcosφ得到P, U为已知量。然后根据下式

undefined

得到所需无功量。又因触发角连续可调, Q也为连续量, 根据比例关系得到Q和控制电压之间的关系。

6 结论

无功补偿技术在边沿科学如电力电子技术和微电子技术发展的推动下, 在电力系统领域取得了很大的发展。本文介绍了目前无功补偿装置的发展状况, 为了满足电力系统对实时性较高的要求, 采用了C51进行控制的动态无功补偿装置。

高质量的电能是现代信息社会赖以生存的前提, 因此各种提高电能质量 (特别是动态电能质量) 的装置将越来越重要, 用户电力技术将大有用武之地。基于电力电子的并联补偿技术也将朝着单位体积补偿能量密度更大、结构更加简单、控制更加灵活、响应速度更快、功能更加齐全的方向发展。

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