电力系统无功补偿论文

电力系统无功补偿论文（精选11篇）

1.电力系统无功补偿论文 篇一

《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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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率（或功率因数）等运行参数的采集、测量功能。

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第九条 为了保证系统具有足够的事故备用无功容量和调压能力，并入电网的发电机组应具备满负荷时功率因数在0.85(滞相)～0.97(进相)运行的能力，新建机组应满足进相0.95运行的能力。为了平衡500（330）kV电压等级输电线路的充电功率，在电厂侧可以考虑安装一定容量的并联电抗器。

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第十条 电力用户应根据其负荷性质采用适当的无功补偿方式和容量，在任何情况下，不应向电网反送无功电力，并保证在电网负荷高峰时不从电网吸收无功电力。

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第十一条 并联电容器组和并联电抗器组宜采用自动投切方式。

第三章 500（330）kV电压等级变电站的无功补偿

第十二条 500（330）kV电压等级变电站容性无功补偿配置

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500（330）kV电压等级变电站容性无功补偿的主要作用是补偿主变压器无功损耗以及输电线路输送容量较大时电网的无功缺额。容性无功补偿容量应按照主变压器容量的10%～20%配置，或经过计算后确定。

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第十三条 500（330）kV电压等级变电站感性无功补偿配置

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500（330）kV电压等级高压并联电抗器（包括中性点小电抗）的主要作用是限制工频过电压和降低潜供电流、恢复电压以及平衡超高压输电线路的充电功率，高压并联电抗器的容量应根据上述要求确定。主变压器低压侧并联电抗器组的作用主要是补偿超高压输电线路的剩余充电功率，其容量应根据电网结构和运行的需要而确定。

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第十四条 当局部地区500（330）kV电压等级短线路较多时，应根据电网结构，在适当地点装设高压并联电抗器，进行无功补偿。以无功补偿为主的高压并联电抗器应装设断路器。

第十五条 500（330）kV电压等级变电站安装有两台及以上变压器时，每台变压器配置的无功补偿容量宜基本一致。

第四章 220kV变电站的无功补偿

第十六条 220kV变电站的容性无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。补偿容量按照主变压器容量的10%～25%配置，并满足220kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。

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第十七条 当220kV变电站无功补偿装置所接入母线有直配负荷时，容性无功补偿容量可按上限配置；当无功补偿装置所接入母线无直配负荷或变压器各侧出线以电缆为主时，容性无功补偿容量可按下限配置。

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第十八条 对进、出线以电缆为主的220kV变电站，可根据电缆长度配置相应的感性无功补偿装置。每一台变压器的感性无功补偿装置容量不宜大于主变压器容量的20%，或经过技术经济比较后确定。

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第十九条 220kV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%。一般情况下无功补偿装置的单组容量，接于66kV电压等级时不宜大于20Mvar，接于35kV电压等级时不宜大于12Mvar，接于10kV电压等级时不宜大于8Mvar。

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第二十条 220kV变电站安装有两台及以上变压器时，每台变压器配置的无功补偿容量宜基本一致。

第五章 35kV～110kV变电站的无功补偿

第二十一条 35kV～110kV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%～30%配置，并满足35kV～110kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。

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第二十二条 110kV变电站的单台主变压器容量为40MVA及以上时，每台主变压器应配置不少于两组的容性无功补偿装置。

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第二十三条 110kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6Mvar，35kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于3Mvar，单组容量的选择还应考虑变电站负荷较小时无功补偿的需要。

第二十四条 新建110kV变电站时，应根据电缆进、出线情况配置适当容量的感性无功补偿装置。

第六章 10kV及其它电压等级配电网的无功补偿

第二十五条 配电网的无功补偿以配电变压器低压侧集中补偿为主，以高压补偿为辅。配电变压器的无功补偿装置容量可按变压器最大负载率为75％，负荷自然功率因数为0.85考虑，补偿到变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于0.95，或按照变压器容量的20％～40％进行配置。

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第二十六条 配电变压器的电容器组应装设以电压为约束条件，根据无功功率（或无功电流）进行分组自动投切的控制装置。

第七章 电力用户的无功补偿

第二十七条 电力用户应根据其负荷特点，合理配置无功补偿装置，并达到以下要求：

100kVA及以上高压供电的电力用户，在用户高峰负荷时变压器高压侧功率因数不宜低于0.95；其他电力用户，功率因数不宜低于0.90。

第八章 附则

第二十八条 本技术原则由国家电网公司负责解释。

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第二十九条 本技术原则自颁发之日起执行。

2.电力系统无功补偿论文 篇二

在交流电路中, 纯电阻元件中负载电流与电压同相位, 纯电感负载中电流滞后电压900, 纯电容负载中电流超前电压900, 也就是说纯电容中电流与纯电感中的电流相位差为1800, 可以相互抵消, 即当电源向外供电时, 感性负荷向外释放的能量由容性负荷储存起来;当感性负荷需要能量时, 再由容性负荷向外释放的能量来提供。能量在两种负荷间互相交换, 感性负荷所需要的无功功率就可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿, 实现了无功功率就地解决, 达到补偿的目的。

2 无功自动补偿的控制策略

按电压无功综合控制, 采取的控制策略如附图所示:

(1) 运行点在0区, 即电压合格, 无功也合格, 不动作。 (2) 运行点在1区, 即电压越上限, 控制策略为切电容。 (3) 运行点在2区, 即电压合格但接近于上限, 与电压上限的距离小于UC, 无功越上限, 此时控制策略为不动作。 (4) 运行点在3区, 即电压合格且远离电压上限, 无功越上限, 此时应进一步考虑功率因数的值, 如果功率因数小于功率因数下限 (无功越大, 则功率因数越小) , 则投电容, 否则, 不动作, 这样做主要是为了防止负荷较大时投切频繁, 类似于按无功和功率因数综合控制。 (5) 运行点在4区, 即电压越下限, 控制策略为投电容。 (6) 运行点在5区, 即电压合格但接近于下限, 与电压下限的距离小于UC, 无功越下限, 此时控制策略为不动作。 (7) 运行点在6区, 即电压合格且远离下限, 无功越下限, 控制策略为切电容。

3 无功补偿的经济效益

对于电力系统而言, 执行无功就地补偿的原则, 在高压侧或低压侧均需进行补偿。目前, 低压侧的无功补偿严重不足, 大量的低压无功集中在10k V变电站才得到补偿, 使得10k V变电站10k V母线的无功严重不足, 增大了配电变压器、10k V线路和低压线路的损耗, 降低了10k V及以下配网的出力和电压质量。如果在低压负荷侧进行补偿, 可减少10k V线路、配电变压器和低压线路的损耗, 又可提高配电变压器、10k V线路和低压线路的利用率及负载端的端电压, 所以补偿电容器的安装越靠近负载端, 供电部门和用户可获取的经济效益越大。尤其在农网中, 低压台区供电半径较大, 低压网线路残旧, 要彻底改造投资很大, 就地安装低压无功补偿装置, 效益更加显著。

因为在低压侧装上了电容器, 无功电流由电容器提供, 所以在进行电网设计时, 仅考虑有功电流即可, 如此可大大节省变压器及输电线路的投资。对于已有的电网, 也能够提高电网的出力。例如:一条配电线路线损率为10%, 功率因数由0.7提高到0.95, 线损率减少4.57%;一台容量为630k VA的进线变压器功率因数由0.7提高到0.95, 变压器可增容25%, 按每k VA为4000元计算, 可节省63万元。还有, 可节约低功率因数用户所增加的电费, 例如:用户配电变压器容量300k VA, 平均功率因数为0.7, 年用电量约1.8GWh, 按规定电费加收10%, 以0.60元/k Wh计算, 年可节约加收电费10.8万元。此外, 每年还可节约一笔额外的线损电费。

4 无功功率补偿措施

无功功率补偿的方法很多, 对于感性负荷电力企业通常采用并联电容器进行补偿。安装并联电容器进行无功补偿时, 电容器安装容量的选择, 可根据不同目的来确定。补偿方式可采取集中、分散或个别补偿三种方式。

4.1 补偿容量的确定

4.1.1 按提高功率因数确定补偿容量

设最大负荷月的平均有功功率为P (KW) , cosφ1;为补偿前的功率因数, cosφ2为补偿后的功率因数, 则补偿容量可用下述公式计算

当需要功率因数, 提高到大于cosφ2, 小于cos2φ3 (理想功率因数) 时, 则补偿容量应满足下述不等式P (tgφ1-tgφ2) ≤QC≤P (tgφ1-tgφ32)

4.1.2 按提高运行电压来确定补偿容量

按提高电压要求确定补偿容量的方法适用于以调压为主的枢纽变电所和电网末端的用户变电所, 其补偿容量按提高电压的要求, 采用近似计算法求出

式中△u-需要提高的电压值 (V) ;

u2*-需要达到的电压值 (KV) ;

X-线路电抗 (Ω) 。

4.1.3 按降低线损确定补偿容量

它可以说明补偿容量与线损降低率之间的关系, cosφ1为补偿前的功率因数, cosφ2为补偿后的功率因数

4.1.4 按感应电动机空载电流确定补偿容量

当对感应电动机进行个别补偿时, 应按其空载电流来选择电容器的容量

式中Ue-电动机额定电压 (KV) ;

I0-电动机空载电流 (A) 。

4.1.5 按变压器的容量确定补偿容量

在对配电变压器进行补偿时, 其补偿容量为

式中I0%-空载电流百分值;

Se-变压器额定容量 (KVA) ;

UK%-短路电压百分值;

S-负载平均功率 (KVA)

β-负荷率, β=S/Se

4.2 无功补偿的方式

4.2.1 负荷的无功功率补偿

当无功补偿系统处于独立工作状态时, 补偿点的选取直接影响到补偿效果。尤其在距离较长的线路上进行集中补偿, 如农电网线路, 补偿点的影响更加明显。一些距离很长或带有特殊负荷的线路 (如电气化铁路的机车牵引电力线) 为保证补偿效果, 往往在一条线路上安装多台补偿设备。安装点的选取与线路上负荷的分布情况直接相关。对于低压配电网而言, 其负荷一般是沿线路均匀分布的, 为使补偿前、后的降损效果最大, 必须确定补偿容量和位置, 分三种情况。

4.2.1. 1 单点补偿

在无功负荷沿线均匀分布的条件下, 对单点补偿而言, 补偿地点应装设在距线路首端为线路全长的2/3处, 补偿容量为全线所需无功容量的2/3时, 线损下降值将为最大。在此情况下, 线损下降率为

4.2.1. 2 两点补偿

可求出极值为Q1=Q2=2/5, L1=2/5, L2=4/5。因此Q1应装设在距首端2/5L处, Q2应装设在距首端4/5L处, Q1、Q2的值为线路所需无功的2/5倍。线损下降率为

4.2.1. 3 n个补偿点

具有n个补偿电容时, 第i个补偿电容器的安装位置为补偿后的线损值为

补偿后的线损值为

线损下降率为

4.2.2 线路及配电变压器中无功损耗的补偿

当线路输送功率时, 线路感抗上所消耗的无功功率为

式中, XL为线路全长的感抗, 单位Ω;If为流过线路的负荷电流, 单位A;P1, Q1和P2, Q2为线路首端和末端的线电压, 单位:k V。对于10k V线路来说感抗值是均匀分布的, 因此由线路感抗所造成的无功潮流是均匀递增的变压器励磁无功损耗主要消耗在励磁电抗上, 表达式为QT=3l0Xm。

5 结语

对配电网进行无功补偿, 提高功率因数和搞好无功功率平衡, 是一项建设性的降损技术措施。需寻找技术上和经济上的最优方案, 以提高配电变压器出力, 降低线损, 提高电压质量。

摘要：随着电力事业的不断发展, 电网日趋复杂, 低压用电负荷日益增长, 大量的无功功率在电网中流动形成线损, 降低了电能的电压质量和电网经济效益。为此, 本文就无功补偿原理、控制策略、经济效率及措施进行了阐述, 同时通过10kv配电线路实例计算分析, 说明降低电能的电压质量和电网经济效益是可靠的。

关键词：电力系统,无功功率,无功补偿方式

参考文献

[1]李鹏.配网无功补偿分析[J].硅谷, 2009年17期.

[2]黄兰芳.浅谈电网无功功率补偿[J].科技信息, 2008年31期.

3.电力系统中无功补偿的应用 篇三

关键词：电力系统；无功补偿；应用

一、前言

无功负荷在电力系统中广泛存在，无功负荷的产生原因很多，常见的主要在电力线路、电力变压器及用电设备在使用过程中产生。在电力系统的运行中，电荷运动产生的大量无功功率，大大的降低了系统的功率因数，进而成乘数的增大线路中电压损失和能量损失，严重的影响着资源的使用效率与电力企业的经济效益。

无功补偿即无功功率补偿，主要目的是为了提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路损耗。无功分布是否合理还直接影响着电力系统的安全稳定，不合理的无功分布造成的无功不足将导致系统电压不稳，用电设备运转低效，严重的可以导致电压崩馈等事故。无功过剩更会造成供电环境的恶化，进而危害电力系统设备的正常、安全使用。同时，无功设备的大量存在又会提高成本，综上，有效的无功配置能有效的提高电气使用，保证电力系统安全运行，从而提高电力系统运行的稳定性。

二、无功补偿技术概述

1.无功补偿应用原则

对于电感负载，无论是工业负荷还是民用负荷都需要在过程中消耗大量的无功功率。形成无功功率的原因一般情况下有两条：一是输电系统直接提供；二是补偿电容器提供。在输电系统提供的情况下，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。而由补偿电容器就地提供无功功率，避免了由输电系统传输无功功率，从而降低损耗，提高系统的传输功率。

无功补偿技术在实际操作中，还要考虑以下几点：一是高压补偿需要与低压补偿有效结合。由于电力供应系统随着人们用电量需求的变化，需要不同的电量供应需求。无功补偿在电力系统应用的过程中，将高压补偿和低压补偿有效的结合起来。低压补偿在电力系统应用的过程中更能降低输电损耗。二是注意整体和局部平衡的有效结合原则。整体无功平衡是整个电力系统在运行中达到的最佳状态，为实现电网的无功平衡需要电力网络在应用无功补偿技术时，应根据电力负荷与线路的实际情况，注重整体和局部的总体平衡。三是集中补偿和分散补偿的结合。分散补偿首先能够满足用电设备的平衡，同时还能极大地缩小电力传输的距离。因此在无功补偿中应采用集中补偿辅助分散补偿的有效结合方式。四是无功补偿和有功补偿有效结合。无功补偿过度或是无功补偿不足都会对整个无功补偿乃至配电系统产生不利影响，在无功补偿技术应用中，还应将有功补偿结合起来，从而提高整个无功补偿的效果。五是调压和降损有效结合原则。无功补偿在实践中应采取降损为主、调压为辅的方式可以提高整个线路的供电能力，减少整个线路损失、提高线路的负荷水平。

2.无功补偿的分类

无功补偿随着应用的逐渐广泛，无功补偿技术也在逐渐的完善与创新，人们根据电力系统中发电、输电、配电的不同过程，搭配不同的无功补偿设备和方式，形成了多种无功补偿方法。本文研究无功补偿的应用，根据补偿应用的方式可分为变电站集中补偿、随线补偿、随机补偿、低压集中补偿、低压分散补偿等方式。变电站集中补偿是通过并联电容器、同步调相机、静止补偿器等设备连接在十千伏变电站母线上，通过空载无功损耗来改善输电网的功率因数，进而提高终端变电站电压。随线补偿是在高压配电线路上分散安装并联电容器，对配电线路的无功功率进行补偿，进而提高配电网功率因数。随机补偿通过配电变压器、电动机直接并联电容器，通过控制、保护装置与变压器、电动机同时投切，实现补偿配变的空载和漏磁无功功率以及电动机的无功功率。低压集中补偿也称跟踪补偿，是指以无功补偿自动投切装置作为控制保护装置，将电容器组并联在低压母线上，用以补偿变压器和低压侧配电线路的无功损耗以及所带用电设备就地补偿不足部分的无功功率。

三、无功补偿措施

1.装设无功补偿电容器。由于无功功率沿电力网传送却要引起有功功率损耗以及电压损耗，因此装设无功补偿电容器，可以合理地配置无功功率补偿容量，可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗，可以改变电力网的无功潮流分布，从而提高电网功率因数。

2.装设同步调相机。同步调相机是传统的无功功率电机。专门用来产生无功功率的同步电机，在过励磁或欠励磁的不同情况下，可以分别发出不同大小的容性或感性无功功率。同步调相机的缺点是损耗和噪声较大、运行维护复杂，装置急需技术改良。

3.调整变压器分接头。调整变压器分接头档位可改善局部负载，有载调压变压器可以在带负荷的条件下切换分接头，而且调节范围也比较大。这样可以根据不同的负荷来选择合适的分接头，可以改变电压变化的趋势。

4.装设静止无功补偿装置。随着电力电子技术、电力系统的有效结合，静止无功补偿装置在电力系统无功功率控制的领域应用的十分广泛的舞台。静止无功补偿装置是指使用晶间管的静止无功补偿装置，包括晶闹管控制电抗器（TCR）和晶闹管投切电容器（TSC）以及这两者的混合装置。

四、电力系统无功补偿发展中应注意的问题

1.注意谐振的防护。谐振、谐波是电路系统非线性负荷所造成的，谐振谐波的出现表明电路系统存在质量安全的问题，一旦产生谐波会对整个电流、电压系统产生极大地危害。谐振还容易导致电力系统造成过电压、过电流现象，长期的过电流还会破坏电力系统的装置设备，还对绝缘设备造成很大压力。

2.有效控制无功补偿的功率因数。功率因数是无功补偿的主要指标，是指电路系统中任意两个电路中的电压和电流及其相位差的余弦，它作为交流电路的重要技术指标，对整个电气设备的利用率和电能消耗都具有至关重要的作用。适当提高无功补偿的功率因数可以有效降低输电电流，提高输电线路的使用率，但无功补偿的功率因数过高也会在一定程度上对电力系统设备的绝缘性产生影响，而且还会导致系统设备内部的温度过高，不利于延长设备的平均使用寿命。根据以往的实践分析得出，将0.6的功率因数提高到0.7所使用的补偿容量，与将0.7的功率因数提高到0.8补偿的容量是不相上下的。因此，有效控制无功补偿的功率因数，不仅可以保障电力系统的传输安全，而且还能提高整个电力设备的使用效率。

3.防止电力系统的电压超标。电力系统中的电压随电容器的补偿容量而变化。当补偿容量过多时，就会导致电网电压值不断上升；相反，当补偿容量不够时，就会使电压过低。因此这就要求无功补偿应根据整个电力系统的实际情况，合理安排无功补偿的容量。在单台电动机的使用地进行补偿时，由于切断电动机的电源后，系统还会持续输送一段时间的无功功率，这会导致整个电压超出了额定值，导致电压升高，使得电力设备处于危险之中。因此，单台电动机进行现场补偿时，应严格把握好补偿的因数。

五、无功补偿的未来发展前景

随着电力系统对电能质量要求越来越高，以及电力系统的装置技术含量越来越高，我国无功补偿系统得到了很大的发展。无功补偿的未来发展趋势表现在以下几个方面：一是无功补偿与电子变流技术有效结合，使变电流的自动调节更加具有时效性，对补偿电力负载无功的作用更加有效。二是电子技术在无功输出调节开关上的应用，现在的研究方向是使无功补偿设备根据获取的信息，自动有效实现补偿的调节。电子技术在投切电容器开关上的应用，可以使电容器的系统具有安全稳定性能，这在很大程度上可以有效防治涌流现象的发生。（作者单位：太原王孝雄建筑设计院（有限公司）新疆分院）

参考文献：

[1] 张协申.无功功率补偿电容器与线路谐波的相互影响[J].机电信息，2011（06）.

[2] 牛轶男，冯婷，汪扬，李成波.电力系统无功补偿技术发展现状[J].信息通信，2011（01）.

4.电力系统无功补偿论文 篇四

游洪

（新钢钒提钒炼钢厂 维点车间）概况:

无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。目前，许多地方电力系统的无功补偿和电压调节依然采用传统的调节方式，有载调压变压器、静电电容器等只能手动调节和投切,不能实现实时电压调节或无功补偿。前言

针对我们厂的工艺要求和设备具体情况对电源质量要求较高，电压是电能质量的重要指标之一，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、安全生产、产品质量和用电单耗都有直接影响。无功电力是影响电压质量的一个重要因素，电压质量与无功是密不可分的，可以说，电压问题本质上就是无功问题。解决好无功补偿问题，具有十分重要的意义。

目前我厂高压变电站为了平衡输电网的无功功率，也在变电站进行集中补偿，但这种补偿是静止补偿，其主要目的是改善输电网的功率因素，提高终端变电所的电压，补偿主变压器的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的高压母线上，优点是管理容易、维护方便，缺点是对配电网的降损起吧到什么作用。

我厂普遍采用的还有另一种低压无功补偿方式，是在配电变压器380V侧进行集中补偿，在这种方式下，补偿装置通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几百至上千千乏不等，它是根据负荷水平的波动，投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。主要目的是提高专用变压器的功率因数，实现无功功率的就得平衡，对配电网和配电变压器的降损有一定作用，也保证该用户的电压水平。

特别是我厂180吨以上吊车对电网电压的变化一般不允许超过±10％。吊车负荷变化极为快速，并且引发大量的无功功率，高的无功电流损耗可以在变压器的高压侧和低压侧导致明显的电压降落，特别在吊车起升下降的经常产生较大的电压波动、电压闪变，导致设备损坏，影响生产效率，所以无功功率补偿装置的响应时间是补偿装置最重要的指标之一。

2无功补偿的合理配置原则

从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。

2.1总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。

2.2电力部门补偿与用户补偿相结合。

在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。

2.3分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。

集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。

2.4降损与调压相结合，以降损为主。影响功率因数的主要因素

功率因 数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。当有功功率P一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当Q=0时，则其力率=1。因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。

3.1、异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备

异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。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。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。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其处于低负载运行状态。

3.2、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，一般工厂的无功将增加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。

3.3、电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响

3.4、以上论述了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此必须要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。低压配电网无功补偿的方法

提高功率因数的主要方法是采用低压无功补偿技术，我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。

4.1、随机补偿

随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。

随机补偿的优点是：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，而且不需频繁调整补偿容量。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。

4.2、随器补偿

随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。

随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。

4.3、跟踪补偿

跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。

跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。

5.1 单负荷就地补偿容量的选择的几种方法

(1)美国资料推荐：Qc=(1/3)Pe [额定容量的1/3]

(2)日本方法：1/4~1/2容量计算

考虑负载率及极对数等因素，选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，对一般情况都可行，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。

(3)经验系数法：由于电机极数不同，按极数大小确定经验系数选择容量 比较接近实际需要的电容器，采用这种方法一般在70%负荷时，补后功率因数可在0.95~0.97 之间。

(4)Qc=P[√1/COS2φ1-1-√1/COS2φ2-1]

实际测试比较准确可用此法，适用于任何一般感性负荷需要精确补偿的就地

补偿容量的计算。如果测试比较麻烦，可以按下式：

Qc≤ √3UeIo×10-3(kvar)

Io-空载电流=2Ie(1-COSφe)瑞典电气公司推荐公式

若电动机带额定负载运行，即负载率β=1,则：Qo

根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。

(5)按电动机额定数据计算：

Q= k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar)

K为与电动机极数有关的一个系数

极数：2468

K值： 0.70.80.850.9

5.2 多负荷补偿容量的选择

多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。

(1)对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：

Qe=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ

1、tgφ2意义同前，tgφ1由有功和无功电能表读数求得。

(2)对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)

式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ

1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。

多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。但电气设备不连续运转或轻负荷运行时，会造成过补偿，使运行电压抬高，电压质量变坏。因此这种方法选择的容量，对于低压来说最好采用电容器组自动控制补偿，即根据负荷大小自动投入无功补偿容量的多少，对高压来说应考虑采取防过补偿措施。

输电及配电系统设计运行再频率恒定的正弦波电压和电流下。然而有大量的非线性负荷如晶闸管整流器传动、变频器会产生大量的谐波电流注入电网，引起电压及电流的波形畸变。

电容器的电容和电网的电感形成并联谐振回路，其调谐频率可能与电网中存在的谐波频率接近，如果电网中存在该特定频率的谐波电流源，则该频率的谐波电流可以被放大到正常的20倍。谐波电路引起的谐波放大使电压和电流波形畸变更为严重，这就是为什么受谐

波影响的电网不可能采用常规的电容器来做功率因数补偿的原因。

5.电力线路建设乡补偿协议 篇五

架线补偿协议

甲方：

乙方：

甲方负责kv线路工程是省重点建设项目，本

线路经过乙方管辖区。需占用该村部分土地及损坏部分青苗，在保证国家集体利益前提下，同时不伤害群众利益，双方经协商达成如下协议：

一、甲方在乙方管辖区内的kv线路，架线施工的A线：AG#~AG#，总计基。具体占地数量如下：

窑 洞 补偿：m²×元/m²=元

牵张场占地：亩×元/亩=元

玉米地：亩×元/亩

道 路 损坏：

协调费：

总计费用：元，（大写：

二、以上费用为架线施工全部补偿费用。

三、本协议签订后乙方应积极配合施工，保证工程顺利进行。

四、付款方式：甲方一次性现金付给乙方。

五、此协议一式六份，双方签字盖章后生效。

甲方：乙方：

甲方代表：乙方代表：

6.电力系统无功补偿论文 篇六

甲方：福建省闽清县供电有限公司 乙方： 闽清县白中镇田中村

本公司为了做好我省农村电气化试点白中镇田中示范村电力配网建设，甲方在该村电力线路改造过程中，线路途经乙方地界需征用乙方土地及农作物等，其通道中的有关征用事宜经双方现场勘察、协商达成如下协议：

一、甲方线路建设工程中线路途经乙方地界的线路通道、作物清偿及协调工作均由乙方负责协调解决，其所花费用由甲方负责出资。

二、线路通道补偿标准参照闽清县委2003年12月26日城网电网现场办公会议纪要精神，其补偿标准参照京福高速公路闽清连接线建设工程的补偿标准：“地面作物可按当年产值补偿，但所需用地所在村庄应无偿提供”。

三、该线路途经乙方路段共设两个变压器台，其中需征用部分农作物，经协商补偿款给人民币合计元。线路通道中农作物直接损坏部分由乙方代表清点后，经双方现场代表签证认可为准。

四、该线路建设时甲方根据输电线路安全运行防护距离的要求范围内，进行一次性清理后，乙方村民不得再种植妨碍电力设施安全运行的高杆植物，否则甲方有权强行砍伐。当线路投运后，按照《电力设施保护条例》及有关规定，对线路防护

区内对影响线路安全运行的高杆植物有权予以砍伐或修剪。

五、在双方协议签订后，乙方应积极将甲方工程通道中的协调及补偿工作理顺清楚，保证甲方在协议签订三天内能顺利施工。

六、甲方的电力线路投入运行后应严格按照《电力设备运行规程》进行运行维护管理，若因运行维护不当而给线下村民的人身或财产造成损害的情况时，甲方应承担相关的法律责任。

七、付款总额合计元。

八、付款方法：经现场检查各方面符合甲方要求时，双方协议签订后，乙方出示收据，甲方以转帐方式一次性付清补偿款。

九、以上条款协议经双方签章之日起生效，希共同遵守。

十、本协议一式陆份，甲方执叁份，乙方执叁份。

甲方：福建省闽清县供电有限公司代表：

乙方：闽清县白中镇田中村村民代表：

7.电力系统无功补偿论文 篇七

1无功补偿的应用原理

通常在交流电路里,需要电网给负载的电功率主要有:无功功率、有功功率。无功功率Q,是指电气设备里的电容及电感元件在工作时所建立磁场消耗的电功率;而有功功率P是指保持设备运转的电功率,也就是将电能转化成其他形式能量的电功率。纯电阻元件中的负载电压与电流的相位是相同的, 但是纯电容中的电流和纯电感中电流相位差180º,所以可以抵消,其中纯电感负载中的电压超前于电流90º,纯电容负载中的电压滞后于电流90º。

无功补偿的原理是:尽量把具有容性功率的负荷设备与具有感性功率的负荷设备并联在同一电路中,这样感性负荷需要的无功功率由容性负荷输出的无功功率补偿, 使能量在两种负荷之间实现交换。

在此本文用装设并联电容器的无功补偿原理图,进一步说明无功补偿的原理,如图1~ 图3所示。

电气设备的等效电路图可以看作是电感L与电阻R串联的电路,功率因数为:

给R、L电路并联上C以后,电路如图1所示,

这个电路的电流方程式:

从图2可知,并联电容后的相位差相对减小了,这时供电电流的相位滞后于电压,供电回路的功率因素提高了,我们把这种现象叫作欠补偿。由图3可知,当电容C的容量过大时,就会造成供电电压的相位滞后电流,我们称这种现象为过补偿。由于电容器的过补偿会使电压降低,也会导致线损增加,所以一般不希望有过补偿的情况发生。

2电力系统无功补偿的几种方法和其应用的范围

2.1无偿补偿的方法

1变电站高压集中补偿。在变电站10k V的母线上,集中装设高压的并联电容器组,以此来补偿主变的线路漏补的无功功率和空载的无功损耗。除了比较大的用户, 一般都采取这种补偿。

2随线路补偿。把电容器分散的安装到高压配电线路上,主要用来补偿线路上的无功消耗,改善电压质量,提高线路末段的电压。

3随变压器补偿是在配电变压器的低压侧安装电容器,用来补偿配电变压器的漏磁无功功率和空载无功功率。一般配电变压器的负载率比较低,轻载或是空载时的无功负荷主要指变压器空载励磁,所以配电变压器的无功补偿容量不容易超过它的空载无功,不然在配电变压器快要空载时,将会造成过补偿。

4随电动机补偿是把电容器直接并联接到电动机上,以此补偿电动机的无功消耗。合理的进行电动机无功补偿,将电动机的无功达到就地平衡,不仅可以减少配电线路上的损耗,还能够提高电动机出力。

5低压集中补偿,这种补偿是在低压的母线上布置可以自动投切的整套并联电容器装置,补偿变压器以及输电线路上的无功损耗,但是在配电线路上的损耗并没有减少,所以采用这种方式补偿时,容量尽量不要过大,不然会在变压器轻载或者空载运行过程中,造成过补偿。

2.2无功补偿的应用

早期的无功补偿设备同时与同步发电机、并联电容器和调相机存在,由于电容器有一定固定的阻抗,一旦负荷无功功率发生变化就无法动态跟踪,对于过小或是过大的无功补偿都不适用,目前应用较为广泛的是静止无功补偿的技术。

1早期的静止无功补偿器

最早的静止无功补偿器装置分为可控饱和式和自控饱和式。自控饱和式电抗器是根据铁心饱和特性,以端电压的升降带动无功功率的增加或是减少,自饱和电抗器的动态响应速度较快,但是具有较多的鉄消耗, 还伴有噪声和振动;可控饱和电抗器是运用改变控制绕组电流来实现对铁心饱和度的控制,电抗器的电阻会被改变,无功电流也会被改变。这种装置适用于母线电压的变化幅度比较大的情况下,但是振动和噪声比较大。

2静止无功发生器

这种装置进行无功补偿的原理是利用电网与自换相桥式变流器直接并联,或者用电网与电抗器并联,在逆变器脉宽保持恒定状态时,调节系统电压和逆变器输出的电压间的夹角,就能实现对无功功率和逆变器的直流侧电压的调节,当夹角和逆波器的脉宽处在恒定的情况下时,就能够按照自己的需要,对无功功率进行吸收或者发出。可见静止无功发生器具备很多优势,但这决定了静止无功发生器的控制方法和系统较为复杂, 需要大量的全控器件,采用的电容量也较大,价格远远高于普通的晶闸管,普及性较差。

3电力有源滤波器

电力有源滤波器是在三相电路的瞬时无功功率的理论提出以后出现的,该装置适用在谐波动态抑制中,电容上的电压是由逆变器在系统中获得。电力有源滤波器能够在消去谐波的同时实现无功补偿,实时无功补偿。这种装置对于变化的无功功率和大小和频率都变化的谐波同时进行补偿,对补偿对象的变化响应极快;在无功补偿时不需要延续性储能,可连续调节,响应迅速,即使补偿的对象电流过大,也不会过载;能够跟踪电网频率的变化;不会产生谐振的现象。

4综合潮流控制器

综合潮流控制器(UPFC)是一种多功能装置,在电力电子的技术发展基础上设想而来。借由二极管和GT0组成的变流器串联上变压器,叠加在输电线的相电压上的电势, 使其相角和幅值都可以连续变化,还能够实现等值的联接和传入。

直流接地是电子设备获取基准电位的接地方式,必须采用截面较大的绝缘铜芯线用作接地的引下线,一端接供电子装备的直流接地,一端连接总等电位铜排。防静电接地和屏蔽接地,只要将其与PE线和PE线的辅助电位网络线连接即可,其实机壳的保护接地早已包含了防静电接地和屏蔽接地。

3电力系统无功补偿应注意的问题

3.1避免产生自励

当采取电容器就地补偿方式时,切断电源以后,电动机由于惯性的作用,会继续运行,电容器的放电电流变成励磁电流,当电容过补偿时,就会使电动机磁场得到自励从而产生电压。

3.2避免过电压

如果电容器补偿容量过大,将会造成电网电压变高,并且造成电容器毁坏,根据并联电容器的规定,工频长期的过电压值不应超过1.1倍的额定电压。

3.3避免受到系统的谐波影响

对于一些有谐波源的线路,应增加电抗器的设置,防止谐波的影响造成电容器的损坏。

4总结

8.电力系统无功补偿论文 篇八

【关键字】电力自动化系统；无功补偿技术；措施分析

一、电气自动化的概念分析

电气自动化主要设计电气技术以及与电力相关的工作，包括电力的设备、电力自动化技术等相关的技术，它所涉及的基础学科也比较多，有物理学、电工学、高等数学、计算机语言、电子技术等相关的学科，是电力管理中必不可少的技术之一。

二、无功补偿技术相关应用分析

由于电力系统的构成比较复杂，电网有低中高三种模式，在线路中的增加无功补偿的功能，能够有效的提高线路的稳定性和可靠性，具体的无功补偿技术系统如下图所示：

1、无功补偿的内涵。是指在电力控制系统中，采用相关的电子供电系统，对电路中的功率因素进行提高，减少和降低电网中供电变压器和输送线路的耗损，保证电力的传输能够正常的进行，改变线路传输的效率，对线路中电力的传输损耗进行补偿，改善供电环境，它主要应用于调整电路中电流的不平衡。

2、无功补偿的基本原理。在电力传输系统中，无功补偿主要用于远距离的电力传输，在线路中通过安装无功补偿装置，它通过与线路中的用电设备和配电设备在线路上的损耗进行相互作用，消除电力设备在线路上的损耗，到提升线路功率的目的，减少线路上的功率损耗，保证电力线路的正常工作。

3、无功补偿技术的主要实现方式。在一般的情况下，线路中无功补偿技术的实现主要采用电容器、滤波器和相关的调压技术来实现提升线路中的功率因数，减少线路中损耗，或者采用晶闸管调节电抗器也滤波器相结合实现线路中的无功补偿技术等相关的方法和途径来实现线路中无功补偿。

三、电气自动化中无功补偿技术应用的问题

1、无功补偿技术的使用不够合理。这种不合理的应用主要表现在：在一些电力生产企业的电力输出往往会产生无功潮流，通过输电线路向高、中压变压器输送电力。这种情况下，往往会产生无功潮流，造成武功补偿技术不能够很好的实现，不能改变线路中的传输损耗；还有一些电力企业在电力传输时，没有合理的对无功补偿设备进行详细的分析和布置和管理，无功补偿设备设计的不平衡，没有按照线路中的实际损耗进行计算和补偿，造成线路中的无功补偿不能够满足线路补偿的要求，导致线路损耗比较大。

2、无功补偿方式存在一定的缺陷。这些不合理的补偿方式也会影响着线路电力传输存在严重的不平衡问题了，主要表现在如下一些方面：无功补偿的谐波问题导致线路中的抗谐波能力不能满足实际的要求，影响无功补偿电容器的寿命，当电流过大时，往往会损害电容器，对电路中的谐波影响过大，达不到无功补偿的要求。其次是线路的补偿问题分析，由于线路的损耗比较复杂，电力部门只考虑线路的功率因数的补偿，不能够彻底的解决线路损耗问题。线路中无功倒送问题影响线路的无功补偿，一般情况下会，无功倒送会使线路中的电压偏高，产生无功功率，影响线路的电能的传输。在线路中的无功补偿设备与线路中的其他设备存在潜在的问题，影响电路中电能的品质，当线路中的电压不稳定时，系统的投切量比较高，与实际的相差情况比较大，产生无功补偿过高或者过低的现象，不能够满足实际的要求。

3、专业的技术人才不能满足管理的要求。无功补偿专业技术人才的缺乏，导致电力企业对线路无功补偿技术计算和核算存在问题，有的是缺乏专门的计算机技术管理的人才不懂线路的无功补偿技术，对电力系统的基础管理技术能力欠缺，对电气自动化技术的理解不够深刻，导致在电力生产的过程中，有关电力无功补偿技术专业的人才欠缺，影响企业的发展，在实际的工作中，工作人员缺少必要技术培训，也影响新技术在电力无功补偿中的应用。

四、电路中无功补偿的措施分析

1、要建立管理制度，加强客户的侧管理。如何有效的加强客户的侧管理，是保证无功补偿进行的重要条件，要利用相关的媒体宣传电力工作的重要性，对客户进行思想教育，提高他们绿色环保意识，让企业和客户理解电力无功补偿的重要作用与意义。在实际的生产和运营管理的过程中，一定要提醒客户进行节约用电，提高无功补偿技术在实际线路传输中的应用，降低线路中的有功功率的损失，可以减少企业与用户的电费开销。

2、无功补偿装置在设计与使用要满足实际的要求。在进行设计和使用的过程中，要选择合理无功补偿的电力电容器，保证电容器能够正确的使用，并在额定功率的情况下进行工作，并减少线路中的谐波对电容器的影响，进而影响到无功补偿技术的使用，在線路正常运行的情况下，要选择合适的无功补偿设置，有效的控制线路中的补偿方式，提升无功补偿质量和控制水平。

3、加强企业的培训，提升电力工作人员的业务素质和技术能力，要定期或者不定期的制定电力部门的培训工作，对电力线路中的无功补偿技术和相关的电力知识要具有针对性的培训，加强对员工的新技术的使用培训，提高专业管理工作人员的技术水平与能力，聘请专业工作人员对工作人员进行培训，提高工作人员的处理线路中无功补偿技术应急措施，提升员工处理电力事故的能力。

五、结语

9.无功补偿的优化选择论文 篇九

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)kV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10kV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。

①求线路上的损耗

补偿前：△P1 = 3×I2R = 3×( + 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 = 12089kWh。

②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9.92kV提高到9.94kV，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 = 80kVA，cosφ= 0.8，带一抽水用电动机Pe = 75kW，P = Se×cosφ = 80×0.8 = 64kW < 75kW，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 = 76kW >75kW，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7.5kW以上电动机进行补偿时，确定容量应按QC ≤ 3UeI0。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 = 95kW，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= 116.26kVA

①求线路上的损耗

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

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

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

②求电动机出力

补偿前：PN = 95kW < 100kW，电动机处于超载运行。

补偿后：PN = 112kW >95kW，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9.92kV提高到9.94kV，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kWh，按电价0.5857元/kWh，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(100kVA)，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。

10.轧机的无功补偿及谐波治理的 篇十

轧机的无功补偿及谐波治理的 1450可逆成功案例

以1450型直流可逆轧机为典型案例，针对大、中、小型冶金轧钢企业，可逆直流轧机的运行特点以及由于运行工艺状况（可逆直流晶闸管调速非线性负荷）对电网造成的电网电压波动，电流、电压谐波超标严重，功率因数低下等电能质量现象，并以详细的设计数据及仿真模型，具体分析电能质量的严重状况，同时以详实的企业运行实况，描述在可逆直流轧机非线性动态负荷典型工况下，谐波治理及动态无功补偿方案及实施效果。并针对企业所取得的各项经济效益和对社会所做的贡献进行简单的概述。概述

随着电力电子技术的飞速发展，我国的工矿企业中，电力电子器件的大量应用，可控、全控晶闸管作为主要开关元件，电力电子器件的整流设备，变频、逆变等非线性负荷设备的广泛应用，谐波问题亦日益广泛的提出。诸如谐波干扰、谐波放大、无功补偿失效及谐波无功电流对供电系统的影响等。上述电力电子设备是谐波产生的源头。谐波电流的危害是严重的，主要有以下几个方面：

（１）谐波电流在变压器中，产生附加高频涡流铁损，使变压器过热，降低了变压器的输出容量，使变压器噪声增大，严重影响变压器寿命；

（２）谐波电流的趋肤效应使导线等效截面变小，增加线路损耗；

（３）谐波电流使供电电压产生畸变，影响电网上其它各种电器设备不能正常工作，导致自动控制装置误动作，仪表计量不准确；

（４）谐波电流对临近的通讯设备产生干扰；（５）谐波电流使普通电容补偿设备产生谐波放大，造成电容器及电容器回路过热，寿命缩短，甚至损坏；

（６）谐波电流会引起公用电网中局部产生并联谐振和串连谐振，造成严重事故及不良后果。工程概述 2.1简介

工厂主要设备为两台1450可逆轧机，因采用晶闸管整流、直流可逆调速等原因造成用电谐波超标，功率因数过低，对周边电网用户造成很大谐波干扰，为此进行设备改造以提高功率因数，治理谐波，节约能源，提高电网质量，降耗增容。

该钢业公司安装了两套动态无功补偿滤波装置，安全运行个月以来，得到客户及当地供电局的高度认可——系统功率因数达到0.90以上，谐波含量满足国标要求。

2.2工程背景 2.2.1工程供电系统

图１工程供电系统图 2.2.2（1450）轧机一次供电系统

图２（1450）轧机一次供电系统图

通过以上系统图得知：该公司110KV变电站通过一台16000KVA变压器为两台1450轧机供电。

该轧机因采用晶闸管整流及直流调速等原因造成用电谐波严重超标，功率因数过低，给用户造成很大的经济负担，同时对周边电网用户造成很大谐波干扰，为此该公司及当地供电局决定进行设备改造以提高功率因数，治理谐波，节约能源，提高电网质量，降耗增容。2.3工程设计概要

图３（1450）轧机现场图片

2.3.1轧机（1450）轧机运行主要参数

（１）轧机为长期间断运行，根据钢板轧制厚度要求变速变向、变输出功率运行，运行时间大约为1～2小时/每卷带钢。

（２）轧机分为主轧机及左、右卷取机、开卷机等系统控制，独立运行。主轧机整流变压器容量为4000KVA，数量2台，电压比10KV/0.8KV*2，直流电动机2000KW，数量4台，电枢电压800VDC，单台电枢电流2174A，效率92%，负荷率80%；卷取机整流变压器容量为 3150KVA，数量2台，电压比10KV/0.8KV*2，直流电动机1250KW，数量4台，电枢电压800VDC，单台电枢电流1359A，效率92%，负荷率80%。

2.3.2（1450）轧机谐波测试数据

（以1450轧机一台主轧电动机电流谐波含量为例）

（１）电流谐波含量棒图

图4.1 图４.2 图4.3 图４电流谐波含量棒图

图5电流、电压曲线图

表１电流谐波含量针对5、7、11、13次谐波数值

5次谐波

7次谐波

11次谐波

13次谐波

2.3.3设计补偿方案计算（以主轧机为例）

主机直流电动机2000KW*2，电枢电压800VDC，电枢电流2655A，效率取90%，负荷率取100%（１）基波补偿容量

有功功率：

P=U I =3168KW 视在电流：

I =I ×0.816=2655×0.816×2=4333A 视在功率：

S = ×U ×I = ×750×4333=5628KVA % % 7.2

36A % 10.1

52A

112.0

%

157.3

%

7.08

5A % 15.1A相（基波1550A）20.58

A

235A

%

8.9

47A

115.0

%

6.15

97.47A

318.9

%

14.08

A

145.2B相（基波1625A）19.68

A

228.8

%

9.9%

319.8

%

14.39

A

156.9A

C相（基波1585A）20.13

A

228.08319.06功率因数：COSφ = P / S1=3168/5628=0.57 无功功率：

Q1= =4651KVAR 实际基波补偿容量：4000KVAR（２）谐波补偿容量

Kvar 实际谐波补偿容量：3000KVAR

（３）变压器副边安装容量为4500KVAR动态无功补偿装置补偿后 补偿后无功功率： Q =4651－4000=651Kvar 补偿后视在功率： S = 3234kVA 补偿后功率因数：COSφ =3168/3234=0.98

通过以上计算，该轧机变压器补偿选用我公司DC-CFKPII动态无功功率补偿滤波装置：

装置内配置多路5次滤波器和7、11、13次滤波器，在提高功率因数的同时还按国家标准滤除谐波电流。

2.3.4 DC-CFKPII滤波装置系统图

2.3.5该工程仿真设计

（１）系统电流、电压仿真图（以5、7、11、13次谐波为主要参考量）图7.1系统电流波形 图7.2母线电压波形

（２）滤波器组和系统阻抗仿真图

图８阻抗特性曲线

（３）滤波器组投入前后电流仿真图（以5、7、11、13次谐波为主要参考量）图9滤波器组投入前后电流仿真图

通过以上仿真计算表明：5、7、11、13次谐波得到大幅度治理，使其完全符合国标要求。

2.4 DC-CFKPII滤波装置投入前后实际运行效果及经济效益 2.4.1 DC-CFKPII装置投入前后电流棒形图、波形图及谐波含量： 图10.1补偿前A相谐波电流棒形图 图10.2补偿后A相谐波电流棒形图 图10.3补偿前B相谐波电流棒形图 图10.4补偿后B相谐波电流棒形图

图10.5补偿前C相谐波电流棒形图 图10.6补偿后C相谐波电流棒形图 图10.7补偿前电压、电流波形图 图10.8补偿后电压、电流波形图

表２补偿前后主轧机功率变化对比表（轧制过程三道次实测数据）补A相（基波B相（基波C相（基波偿前 1550A）

1625A）

1585A）

5次20.318.19.319.8

20.1319.谐波 58% 9A

68%

A

3%

06A 7次15.23514.228.814.3228.谐波 1% A 08%

A

9%

08A 1110.157.8.9

145.279.9156.次谐波 15% 32A

4%

A %

9A 137.2112.7.0

115.056.1597.4次谐波 3% 06A 8% A

%

7A 补A相（基波

B相（基波975A）

C相（基波951A）

偿后 930A）

5次7.7

71.6

8.583.46

6.39

60.7谐波 % A 6%

A

%

6A 7次7.367.8

6.159.87

7.72

73.4谐波 1% A 4%

A

%

A 111.6

15.3

2.0

19.69

2.7

426.0次谐波 5% 4A 2%

A

%

5A 130.9

8.7A

0.9

8.87A

1.31

12.4次谐波 4% 1%

％

5A 补偿前后电流谐波对比表（以5、7、11、13次谐波为例）

补前

补后

备注

国标

162A

115A 73A 64A

注：国标值是根据

实际短路容量换算后值

（见附件二）视在功率

2148KVA S 有功功率

1224KW 主轧主机 Q 功率因数 视在电流

1560A A

通过以上数据表明；DC-CFKPII滤波装置投入后，治理前后电流谐波下降率效果是明显的，尤其对于5、7、11、13次谐波，针对钢业公司选用的是6相12脉波整流变压器，理论证明，对12脉波整流变压器反映到一次侧10KV电网时其5、7次电流谐波理论值应为零。只有11、13次谐波在10KV网侧可以记录，但从上表记录可以看出其值已很小，同时功率因数达到0.9以上，5、7、11、13次谐波达到国标。

2.4.2

DC-CFKPII无功补偿及滤波装置投入后其经济效益：

（１）功率因数从小于0.57提升到0.92以上，电费由每月罚款十几万变为每月奖励数千元。

（２）谐波得到治理，大大减少了运行中电气故障及电子元件的损坏。

（３）该公司16000KVA变压器得到增容，由另一台16000KVA变压器所带的负荷均转接到同一台变压器上运行，该企业停掉一台16000KVA变压器，该变压器每月节省占容费约

950A

COSΦ=0.57

COSΦ=0.93

P 无功功率

1765kvar

482kvar

1224KW

1316KVA

24万元。现转接过来的各型轧机直流调速系统均安装了FTFC动态无功补偿及谐波治理装置，该装置运行以来，为客户创造了相当可观的经济效益。

2.5 DC-CFKPII动态无功补偿工作原理及特点

2.5.1DC-CFKPII动态无功补偿工作原理

CFKPII系列动态无功补偿滤波装置，主要由监控终端、开关模块、电容器、电抗器、断路器、机柜等构成，控制器采用前馈式检测（三相平衡负荷、采集单相信号；三相不平衡负荷，采集三相信号），以负载的实时无功功率为投切物理量，应用瞬时无功控制理论及网压支持算法，在20ms内完成信号数据采集、计算、及控制输出；投切开关接到投切指令后，在小于10ms内完成零电流投入，投切无涌流，对电网无冲击，并且在主电路和开关中采取措施，避免了投切电容的冲击，使运行更加稳定、安全、可靠。

对于谐波含量比较大的系统中DC-KPII装置由电容器串联滤波电抗器组合而成，在工频呈电容性，改善功率因数，在所设计的谐振频率时形成串联谐振，使此L-C回路在此频率时形成非常低的阻抗，而能吸收大部分的谐波电流，从而改善系统中电压和电流的谐波畸变率。在实际工作中，负载特性和容量不尽相同，根据情况，设计不同的用途（单调谐、双调谐、高通、组合等），不同谐振频率（5次7次11次13次等），不同容量的谐波滤波器，滤波型一般需要非标准设计。（见系统图2.3.4）

2.5.2

DC-CFKPII动态无功补偿及谐波治理装置的主要特点（１）快速投切技术，无电流冲击，并且达到TCR同等补偿速率；（２）占地面积小基建成本低，低压操作安全，维护容易；（３）装置不产生谐波，铁心电抗器无射频干扰；（４）可以有效减少供配电系统损耗，节能效果显著；（５）可以解决用户的增容问题；

（６）可以滤除用户谐波，净化电网，供配电系统及自动控制系统运行更为安全可靠；（７）零电流投切，不会产生振荡现象。系统响应时间≤30ms；（８）装置补偿故障时自动退出，不会影响整个供电系统；（９）采用防暴、自愈、滤波型电容器；

（１０）该装置具有过流、过压、三相不平衡等保护功能，并能在无人坚守的情况下正常运行。

2.6 设计依据标准

GB/T14549-93

《电能质量，公用电网谐波》； GB/T15576-2008

《低压成套无功功率补偿装置》 GB3983.1-89

《低电压并联电容器》； GB7251.1-2005

低压成套开关设备和控制设备 GB4208-93

外壳防护等级（IP代码）

GB3797-89

电控设备第二部分装有电子器件的电控设备 GB4720-84

电控设备第一部分低压电器电控设备 GB12747-91

自愈式低压并联电容器 2.7.结论

（１）无功功率动态补偿谐波治理的理论是可行的；

（２）DC-CFKPII智能型动态无功补偿晶闸管滤波装置整体设计是合理的，设计参数是基本正确的，并能保证可靠运行。装置结构先进，技术含量高，产品符合有关国家标准要求；

（３）装置投入后节能效果明显，视在功率下降38.7%，变压器及电网系统线损下降≥39%，变压器增容≥39%；

（４）装置投入后谐波治理效果明显，电压及电流谐波指数均能满足GB/T14549-93“电能质量公用电网谐波”国标要求。

参考文献

11.浅谈电力自动化无功补偿技术 篇十一

一、传统的低压无功补偿技术

（一）采集单一信号，采用三相电容器，三相共补 这种补偿方式适用于负荷主要是三相负载（电动机）的场合，但假如当前的负载主要为居民用户，三相负荷很可能不平衡。那么各相无功需量也不同，采用这种补偿方式会在不同程度上出现过补或欠补。

（二）投切开关多采用交流接触器 其缺点是响应速度较慢，在投切过程中会对电网产生冲击涌流，使用寿命短。

（三）无功控制策略 控制物理量多为电压、功率因数、无功电流，投切方式为：循环投切、编码投切。这种策略没有考虑电压的平衡关系与区域的无功优化。

（四）通常不具备配电监测功能

二、智能无功补偿技术分析

（一）补偿方式

1.固定补偿与动态补偿相结合 随着社会的发展，负载类型越来越复杂，电网对无功要求也越来越高，因此单纯的固定补偿已经不能满足要求，新的动态无功补偿技术能较好地适应负载变化。

2.三相共补与分相补偿相结合 新的设备尤其是大量的电力电子、照明等家居设备，都是两相供电，电网中三相不平衡的情况越来越多，三相共补同投同切已无法解决三相不平衡的问题，而全部采用单相补偿则投资较大。因此根据负载情况充分考虑经济性的共分结合方式在新的经济条件下日益广泛应用。

3.稳态补偿与快速跟踪补偿相结合稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的补偿方式是未来发展的一个趋势。主要是针对大型的钢铁冶金等企业，工艺复杂、用电量大、负载变化快、波动大，充分有效地进行无功补偿，不仅可以提高功率因数、降损节能，而且可以充分挖掘设备的工作容量，充分发挥设备能力，提高工作效率，提高产量和质量，经济效益大。

（二）采用先进的投切开关

目前采用的投切开关主要有以下几种。

1.过零触发固态继电器 其特点是动态响应快，在投切过程中对电网无冲击、无涌流，寿命较长，但有一定的功耗和谐波污染，目前运用比较普遍。

2.机电一体化智能复合开关 该开关是由交流接触器和固态继电器并联运行，综合两种开关的优点，既实现了快速投切，又降低了功耗。目前主要由于成本及可靠性原因应用较少。

3.机电一体化智能型真空开关 该开关采用低压真空灭弧室及永磁操作机构，可实现电容过零投切，还可适应电容器串联电抗器回路的投切，寿命长，可靠性高，目前正在实现商品化。

（三）采用智能型无功控制策略

采集三相电压、电流信号，跟踪系统中无功的变化，以无功功率为控制物理量，以用户设定的功率因数为投切参考限量，依据模糊控制理论智能选择电容器组合，智能投切是针对星—角结合情况。电容投切控制采用智能控制理论，自动及时地投切电容补偿，补偿无功功率容量。根据配电系统三相中每一相无功功率的大小智能选择电容器组合，依据“取平补齐”的原则投入电网，实现电容器投切的智能控制，使补偿精度高。

1.科学的电压限制条件。可设定的过、欠压保护值，可设置禁投（低谷高电压）、禁切（高峰低电压）电压值，具缺相保护功能，以无功功率为投切门限值。

2.可设置投切延时。延时时间可调（既可支持快速跟踪无功补偿，也可支持稳态补偿），同组电容投切动作时间间隔可设置，对快速跟踪补偿可设置为零。

（四）集成综合配电监测功能

综合配电监测功能集配电变压器电气参数测量、记忆、通信于一体，是一套比较完整的配电运行参数测量机构，是低压配电电网中考核单元线损的理想手段。它能随时为电网治理人员提供所需要的各类数据，是为电网的安全运行和经济运行提供可靠的治理依据，是配电电网自动化系统的基本组成部分。主要功能：

实时监测配变三相数据：电压、电流、功率、功率因数、频率（1～3次谐波）；

累计数据记录、整点数据记录和统计数据记录功能，累计计量有功、无功电量；

查询统计分析功能并根据输入条件生成各种报表、曲线、棒图、饼图。

一般都配有相关的后台处理软件，大多数可实现网络多机操作与数据共享。

（五）集成电压监测功能

根据电压检测仪标准进行采样与数据统计处理，便于用户考核电压合格率，可用于电压监测考核。

（六）集成在线谐波监测功能

较好一点的监测终端采用DSP作为CPU，应用FFT快速傅立叶算法，可精确计算测量出电压、电流、功率因数、有功及无功电量等配电参数，还可以分析1～3次谐波，从而实现在线的谐波监测功能，该数据可根据用户要求在后台软件上进行分析处理。

（七）通信

某些功能较先进的监控终端充分地考虑了设备的可持续性使用，采用标准的RS232、RS485接口，可根据用户要求非凡配置Modem、现场总线（Profibus）等，与配网自动化系统有机结合。具体通信方式有以下几种，或是其一或是多种方式的结合。

手工抄表：有线、无线、电卡等多种抄表方式。

直接通信：与配电自动化系统接口，为用户提供了多种解决方案以适应不同的配网自动化系统与子站或主站的直接通信。

与FTU的通信：可通过FTU实现一点对多点采集，以实现数据远传并与配电自动化系统接口与集抄系统的通信，通常采用载波或直联。

（八）模块化结构

當前应用较广的模块化设计结构，将电容器、投切开关、保护集成在一个单元内，形成多种容量规格的标准化单元，其特点是结构与功能的模块化形成满足不同用户要求的系列产品，同时还便于各种装置在使用现场的维修与调整。

三、小结