無功補償（電容柜）原理
 電網(wǎng)中的電力負荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性負荷，在運行過程中需向這些設備提供相應的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補償設備以后，可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補償（高壓電容器柜、高壓電容柜）。

無功補償原理
簡介
在大系統(tǒng)中，無功補償還用于調(diào)整電網(wǎng)的電壓，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性；小系統(tǒng)中，通過恰當?shù)臒o功補償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。原理
一是有功功率;二是無功功率裝置特點
高壓動態(tài)無功補償裝置主要由輸人開關柜、變壓器框、功率柜、控制框等組成。
產(chǎn)品特點安裝、設定、調(diào)試簡便
目錄 1簡介2基本原理 3其他相關4徐州特電電氣 5裝置特點6產(chǎn)品特點

在大系統(tǒng)中，無功補償還用于調(diào)整電網(wǎng)的電壓，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

在小系統(tǒng)中，通過恰當?shù)臒o功補償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。按照wangs定理:在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流。因此，對于三相電流不平衡的系統(tǒng)，只要恰當?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器，不但可以將各相的功率因數(shù)均補償至接近1，而且可以使各相的有功電流達到平衡狀態(tài)。

基本原理 .
 無功補償電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分;一是有功功率;二是無功功率.直接消耗電能,把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,熱能,化學能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率;不消耗電能,只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能,這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網(wǎng)中與電能進行周期性轉(zhuǎn)換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場占用的電能,電容器建立電場所占的電能.電流在電感元件中作功時,電流滯后于電壓90°.而電流在電容元件中作功時,電流超前電壓90°.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180°.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,

實現(xiàn)方式把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。

⑵減少發(fā)、供電設備的設計容量，減少投資，例如當功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時，裝1Kvar電容器可節(jié)省設備容量0.52KW;反之，增加0.52KW對原有設備而言，相當于增大了發(fā)、供電設備容量。因此，對新建、改建工程，應充分考慮無功補償，便可以減少設計容量，從而減少投資。

⑶降低線損，由公式ΔΡ%=(1-cosΦ/cosΦ)×100%得出其中cosΦ為補償后的功率因數(shù)，cosΦ為補償前的功率因數(shù)則:

cosΦ>cosΦ，所以提高功率因數(shù)后，線損率也下降了，減少設計容量、減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以，功率因數(shù)是考核經(jīng)濟效益的重要指標，規(guī)劃、實施無功補償勢在必行。

常用方式① 集中補償:在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組;

② 分組補償:在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補償電容器;

③ 單臺電動機就地補償:在單臺電動機處安裝并聯(lián)電容器等。

加裝無功補償設備，不僅可使功率消耗小，功率因數(shù)提高，還可以充分挖掘設備輸送功率的潛力。

確定無功補償容量時，應注意以下兩點:

① 在輕負荷時要避免過補償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟的。

② 功率因數(shù)越高，每千伏補償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補償

就三種補償方式而言，無功就地補償克服了集中補償和分組補償?shù)娜秉c，是一種較為完善的補償方式:

⑴因電容器與電動機直接并聯(lián)，同時投入或停用，可使無功不倒流，保證用戶功率因數(shù)始終處于滯后狀態(tài)，既有利于用戶，也有利于電網(wǎng)。

⑵有利于降低電動機起動電流，減少接觸器的火花，提高控制電器工作的可靠性，延長電動機與控制設備的使用壽命。

無功就地補償容量可以根據(jù)以下經(jīng)驗公式確定:Q≤UΙ0式中:Q---無功補償容量(kvar);U---電動機的額定電壓(V);Ι0---電動機空載電流(A);但是無功就地補償也有其缺點:⑴不能全面取代高壓集中補償和低壓分組補償;眾所周之，無功補償按其安裝位置和接線方法可分為:高壓集中補償、低壓分組補償和低壓就地補償。其中就地補償區(qū)域最大，效果也好。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大，電容器利用率也低。高壓集中補償和低壓分組補償?shù)碾娙萜魅萘肯鄬^小，利用率也高，且能補償變壓器自身的無功損耗。為此，這三種補償方式各有應用范圍，應結合實際確定使用場合，各司其職。

其他相關 .
控制電容器投切的器件主要有投切電容器專用接觸器、復合開關、同步開關和晶閘管。

投切電容器專用接觸器有一組輔助接點串聯(lián)電阻后與主接點并聯(lián)。在投入過程中輔助接點先閉合，

與輔助接點串聯(lián)的電阻使電容器預充電，然后主接點再閉合，于是就限制了電容器投入時的涌流。

復合開關就是將晶閘管與繼電器接點并聯(lián)使用，由晶閘管實現(xiàn)電壓過零投入與電流過零切除，由繼

電器接點來通過連續(xù)電流，這樣就避免了晶閘管的導通損耗問題，也避免了電容器投入時的涌流。但是

復合開關既使用晶閘管又使用繼電器，于是結構就變得比較復雜，成本也比較高，并且由于晶閘管對過

流、過壓及對dv/dt的敏感性也比較容易損壞。在實際應用中，復合開關故障多半是由晶閘管損壞所引起

的

同步開關是近年來最新發(fā)展的技術，顧名思義，就是使機械開關的接點準確地在需要的時刻閉合或

斷開。對于控制電容器的同步開關，就是要在接點兩端電壓為零的時刻閉合，從而實現(xiàn)電容器的無涌流

投入，在電流為零的時刻斷開，從而實現(xiàn)開關接點的無電弧分斷。由于同步開關省略了晶閘管，因此不

僅成本降低，而且可靠性提高。同步開關是傳統(tǒng)機械開關與現(xiàn)代電子技術完美結合的產(chǎn)物，使機械開關

在具有獨特技術性能的同時，其高可靠性以及低損耗的特點得以充分顯示出來。

晶閘管是動態(tài)無功補償裝置唯一可選的器件，晶閘管的動作速度快，可以在一個交流周期內(nèi)完成電

容器的投入與切除，并且對投切次數(shù)沒有限制。但是晶閘管的導通損耗大，價格高，可靠性差，除非用

于動態(tài)補償，否則并沒有優(yōu)勢可言。

應用不需要設置專用的無功補償箱或者無功補償柜，實現(xiàn)對各種場合的小容量就地補償。

■在用電設備旁放置智能電容器

■在壁掛式配電箱內(nèi)放置智能電容器

■在工程車間配電設備內(nèi)(旁)放置智能電容器

■在用戶配變小于100kvar的計量柜、配電柜內(nèi)放置智能電容器

優(yōu)點:無功補償距離短，節(jié)能降損效果顯著，設備接線簡單、維護方便。

配置參考:對于小容量負載，按照負載總功率的25%~40%配置智能電容器容量。

例:一臺電動機就地補償方案

電動機額定功率:50kW

無功補償容量: 15kvar(10kvar+5kvar)

智能電容器數(shù)量:1臺 SWL-8MZS/450-10.5

無功補償級數(shù): 0、5、10、15kvar

低壓分組補償?shù)膽?/p>

對戶外配電變進行就地無功補償，直接將設備安裝于柱掛式戶外設備箱內(nèi)。

優(yōu)點:體積小、接線簡、維護方便;投資小、節(jié)能降損效果顯著。

配置參考:配變無功補償容量一般為配變?nèi)萘康?5%~40%。

例:戶外配電變壓器應用方案

配變?nèi)萘?200kVA

無功補償容量:60kvar 2×30kvar(20kvar+10kvar)

智能電容器數(shù)量:2臺 TDL-8MZS/450-20.10

無功補償級數(shù):0、10、20、30、40、50、60

安裝在箱變低壓室，根據(jù)配電變壓器容量進行補償，選用若干臺智能電容器聯(lián)機使用。

優(yōu)點:接線簡單、維護方便、成本低、節(jié)約空間的顯著特點。

配置參考:箱變無功補償容量一般為配變?nèi)萘康?5%~40%。

例:箱式變集中補償應用方案

箱變?nèi)萘?500kVA

無功補償容量:190kvar 4×40kvar(20kvar+20kvar)+ 1×30kvar(20kvar+10kvar)

智能電容器數(shù)量:4臺 SWL-8MZS/450-20.20 1臺 SWL-8MZS/450-20.10

高壓集中補償?shù)膽?/p>

低壓無功補償智能電容器實現(xiàn)在柜體內(nèi)組裝，構成無功自動補償裝置，接線簡單、維護方便、節(jié)約成本。

優(yōu)點:補償效果好，容量可調(diào)整性好，接線簡單、故障少、運行維護方便。

配置參考:根據(jù)成套柜補償容量的要求進行配置。

低壓成套柜配置容量參考:

GGD柜型電容柜、低壓電容器柜

柜體尺寸:1000mm(寬) ×600mm(深) ×2230(高)mm

可安裝智能電容器數(shù)量:20臺 40kvar(20kvar+20kvar)

無功補償總容量:800kvar(40kvar×20)

MNS柜型

柜體尺寸:600mm(寬) ×800mm(深) ×2200(高)mm

可安裝智能電容器數(shù)量:12臺 40kvar(20kvar+20kvar)

無功補償總容量:480kvar(40kvar×12)

⑵大容量電力電子裝置，普通電容器就地補償不恰當:隨著大型電力電子裝置的廣泛應用，尤其是采用大容量晶閘管電源供電后，致使電網(wǎng)波形畸變，諧波分量增大，功率因數(shù)降低。更由于此類負載經(jīng)常是快速變化，諧波次數(shù)增高，危及供電質(zhì)量，對通訊設備影響也很大，所以此類負載采用就地補償是不安全，不恰當?shù)摹Ｒ驗棰匐娏﹄娮友b置會產(chǎn)生高次諧波，在負載電感上有部分被抑制。但當負載并聯(lián)電容器后，高次諧波可順利通過電容器，這就等效地增加了供電網(wǎng)絡中的諧波成分。②由于諧波電流的存在，會增加電容器的負擔，容易造成電容器的過流、過熱，甚至損壞。③電力電子裝置供電的負載如電弧爐、軋鋼機等具有沖擊性無功負載，這要求無功補償?shù)捻憫俣纫?，但并?lián)電容器的補償方法是難以奏效。

⑶電動機起動頻繁或經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場合，不宜采用普通電容器就地補償:異步電動機直接起動時，起動電流約為額定電流的4-7倍，即使采用降壓起動措施，其起動電流也是額定電流的2-3倍。因此在電動機起動瞬間，與電動機并聯(lián)的電容器勢必流過浪涌沖擊電流，這對頻繁起動的場合，不僅增加線損，而且引起電容器過熱，降低使用壽命。 此外，對具有正反轉(zhuǎn)起動的場合，應把補償電容器接到接觸器頭電源進線側，這雖能使電容隨電動機的運行而投入。但當接觸器剛斷開時，電容器會向電動機繞組放電，，引起電動機自激產(chǎn)生高電壓，這也有不妥之處。若將補償電容器接于電源側，當電動機停運時，電網(wǎng)仍向電容器供給電流，造成電容器負擔加重，產(chǎn)生不必要的損耗。為此，對無功補償功率較大的電容器，如需接在電源進線側，則應對電容器另外加控制開關，在電動機停運時予以切除。

⑷就地補償?shù)碾娙萜鞑灰瞬捎闷胀娏﹄娙萜?推廣就地補償技術時，不宜直接使用普通油浸紙質(zhì)電力電容器，因為其自愈功能很差，使用中可能產(chǎn)生永久性擊穿，甚至引起爆炸，危及人身安全。

應用選型需要考慮的因素

1、諧波含量及分布

配電系統(tǒng)可能產(chǎn)生的電流諧波次數(shù)與幅值及電壓諧波總畸變率，根據(jù)諧波含量確認補償方案。

2、負荷類型

配電系統(tǒng)現(xiàn)行負荷和非線性負荷占總負荷比例，根據(jù)比例確定補償方案。

3、無功需求

配電系統(tǒng)中如果感性負荷比例大則無功需求大，補償容量應增大。

4、符合變化情況

配電系統(tǒng)中若靜態(tài)符合多，則采用靜態(tài)補償，若頻繁變化負荷多則采用動態(tài)跟蹤補償較合適。

5、三相平衡性

配電系統(tǒng)中若三相負荷平衡則采用三相共補，若三相負荷不平衡則采用分相補償或混合補償。

無功補償設計方案參考

基于斯威爾電氣提供的智能無功補償控制器設計的無功補償方案，可參考下述原則。

非線性負荷比率
  無功補償 設計方案
 
 
 三相平衡靜態(tài)負荷
 三相不平衡靜態(tài)負荷
 三相平衡頻繁變化負荷
 三相不平衡頻繁變化負荷
負荷中非線性設備≤15%變壓器容量(主要為線性負荷)
 三相共補，復合開關過零投切，
 
諧波治理目標
 完全吸收3、5、7次及以上電流諧波
展開
裝置特點 .
高壓動態(tài)無功補償裝置主要由輸人開關柜、變壓器框、功率柜、控制框等組成。

(1)輸入變壓器

將電網(wǎng)電壓變?yōu)檫m合功率單元工作的電壓。

實現(xiàn)高壓與低壓的電氣隔離，各功率單元之間相對獨立，所以可以較容易地引入軟開關控制，直流側的均壓比較容易實現(xiàn)，增加系統(tǒng)可靠性。

(2)功率單元

SVG的核心主電路，用以實現(xiàn)功率變換。

模塊化設計，功率單元的結構和電氣性能完全一致，單元可以互換。

(3)輸出電抗器

用于將SVG與電網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)能量的緩沖。

減少SVG輸出電流中的開關紋波，降低共模干擾。

(4)控制柜

柜式結構，用于對SVG及其輔助設備的實時控制。

實現(xiàn)SVG與上位機及控制中心的通訊。 -

(5)全數(shù)字化控制系統(tǒng)

實時計算電網(wǎng)所需的無功功率，實現(xiàn)動態(tài)跟蹤b~l"償。

控制系統(tǒng)采用模塊化設計。

.折疊 編輯本段 產(chǎn)品特點 .
SVG以高可靠性、易操作、高性能為設計目標，滿足用戶對提高配電電網(wǎng)的功率因數(shù)的迫切需要。SVG

采用新型IGBT功率器件，全數(shù)字化微機控制，具有以下特點:

1.安裝、設定、調(diào)試簡便;

2.實時跟蹤負荷變化。動態(tài)補償無功功率，提高系統(tǒng)功率因數(shù);

3.采用光纖觸發(fā)技術，實現(xiàn)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的電氣隔離，解決干擾問題，做到了高可靠性和控制性;

4.主電路采用IGBT組成的H橋功率單元級聯(lián)作逆變主電路的結構形式，輸出由階梯正弦PWM波形疊加而成。波形正弦度好;

5.功率電路模塊化設計，維護簡單，互換性好;

6.動態(tài)響應時間快;

7.實時跟蹤電網(wǎng)電流的變化，對電網(wǎng)無功功率實現(xiàn)動態(tài)無級補償;

8.投切時無暫態(tài)沖擊，無合閘涌流，無電弧重燃，無需放電即可再投;

9.保護功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、過熱等保護，運行可靠性高;

10.維護量小，運行成本低;

1 1.控制器實現(xiàn)全數(shù)字化，人機界面友好顯示，并且具有聯(lián)網(wǎng)通訊功能;

12.控制器具有高可靠性，而且操作簡單，與系統(tǒng)連接時，不需要考慮交流系統(tǒng)相序，補償裝置保護措施齊全;

13.裝置電路參數(shù)精心設計，發(fā)熱量小，設備結構緊湊，占地面積小;

14.控制電源采用冗余技術，AC220V經(jīng)過UPS后單獨給裝置供電方式，控制電源掉電，可保持正常運行;

15.改善電壓質(zhì)量，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，抑制電壓閃變;

16.可并聯(lián)安裝，極易擴展容量。