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1、补偿电容器的容量按下式计算 Qc=0.93IoUn 首先要知道Io电动机的励磁电流 Un电动机的额定电压 Io2In(1-COSn）In为电动机的额定电流；COSn电动机的额定功率因数 电容器并联负荷，可以总的补偿也可分散各台电动机并联 电感就不用了 要补偿电容的容量需要多给些电动机的参数才行配电网中常用的无功补偿方式有哪些？作者：佚名 文章来源：转载 点击数： 更新时间：2007-9-12 18:16:06 【字体：小 大】 无功补偿可以改善电压质量，提高功率因数，是电网采用的节能措施之一。配电网中常用的无功补偿方式为：在系统的部分变、配电所中，在各个用户中安装无功补偿装置；在高低压配电线路
2、中分散安装并联电容机组；在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器，进行集中或分散的就地补偿。1、就地补偿 对于大型电机或者大功率用电设备宜装设就地补偿装置。就地补偿是最经济、最简单以及最见效的补偿方式。在就地补偿方式中，把电容器直接接在用电设备上，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。2、分散补偿 当各用户终端距主变较远时，宜在供电末端装设分散补偿装置，结合用户端的低压补偿，可以使线损大大降低，同时可以兼顾提升末端电压的作用。3、集中补偿 变电站内的无
3、功补偿，主要是补偿主变对无功容量的需求，结合考虑供电压区内的无功潮流及配电线路和用户的无功补偿水平来确定无功补偿容量。35KV变电站一般按主变容量的10%-15%来确定；110KV变电站可按15%-20%来确定。4、调容方式的选择(1)长期变动的负荷 对于建站初期负荷较小，以后负荷逐渐增大的情况，组装设无载可调容电容器组。户外安装时可选用可调容集合式电容器；户内安装时可选用可调容柜式电容器装置。其基本原理为将电容器按二进制方式分成二组，通过分接开关或隔离开关选择投切组合，可以实现三档容量可调。随着负荷的改变，可以人工断电后改变投切组合满足某一时间段的无功平衡。这种场合可以装设无功自动调容装置，
4、该装置可以满足无人值守综合自动化的要求。（3）短时段内负荷频繁变化的场合 该场合宜装可快速跟踪的瞬态无功补偿装置。由于电容器每次投切前却必须保证电容器没有残存的电荷，而电容器放电即使通过放电线圈亦需要数秒的时间，所以高压瞬态无功补偿装置（也称SVC）一般都是固定补偿最大容量的电容器，同时并联一组容量可调的电抗器，通过快速调整电抗器的输出无功，从而达到无功瞬态平衡的目的。电抗器的调整技术主要有可控硅控制空心并联电抗器及直流偏磁调感两种方式，其中以前者较优，但价格较高。7CR+FC与TSC的优缺点:?区别:两都电容器组投切控制方式上不同TSC:是可控硅控制投切电容器组,是有级投切7CR+FC:是无
5、级投切,平滑调节优缺点:TSC:不能做到平滑调节,是适时调节无功输出7CR+FC:可以做到平滑调节,但有损耗,它用电抗器产生的感性无功去抵消FC支路所产生的多余容性无功,所以有一定损耗共同点:能够快速跟踪复合变化动态补偿系统无功一. 厂家直接选用模块，无功补偿是否要检测谐波，需要注意什么？答案：1. 通常情况下，在确定配置无功补偿装置之前，都需要对拟补偿的系统进行电能质量的测试，以确定采用何种形式的补偿方式。2. 我公司现推出的模块化系列产品，是针对目前乃至今后无功补偿系统、谐波治理工程而设计、开发的。不同的应用环境，需选用不同型号的模块产品。在决定选用某型号模块产品之前，需对拟解决的问题有一
6、个明确的认识，对安装、使用的环境（工况）有一个大概的了解。3. 纯电容补偿模块产品（JS-CMB系列），主要是为解决目前市场上大多数（主流）无功补偿装置（系统中无谐波或只有少量谐波）所存在的主要问题而设计、开发的，选用该产品与选用常规产品一样，不需要检测谐波，只需告诉我们补偿总容量、投切方式即可。二. 无功补偿有三种方式：纯电容补偿，电抗器型，滤波型， 问：如何根据负载特性来选择补偿方式？答案：能否依经验根据负载特性，确定三次谐波与五、七次谐波1. 通常情况下，在进行补偿方式选择时，需要对拟补偿的系统有一个较为全面的了解。最准确的方法是去现场进行测试（仅对在用系统适用）；而对新建项目，则可以对
7、系统负载种类及视在功率进行分析、计算后确定：Gh/Sn=？符号说明：Sn-变压器的视在功率；Gh-谐波源设备的视在功率；A 当?15%时，可以采用纯电容补偿方式；B 当15%?50%时，应采用加装串联电抗器的抑制滤波放大的补偿方式；当15%?25%时：采用抗谐波电容器（提高电容器的额定电压等级）补偿方式；采用失谐滤波、补偿方式（将谐振频率调整到系统最低次谐波频率以下）;当25%?50%时：应采用调谐滤波、补偿方式，将各补偿支路的谐振频率分别调整到各次谐波的附近，在向系统提供无功功率补偿的同时，滤除部分谐波;C 当?50%时，应采用加装滤波电抗器的滤波补偿方式，针对系统中的特征谐波，设置N路滤波
8、器，对谐波进行治理；2. 在工程应用中，可以根据负载的性质、种类等信息资料，初步判断系统中的特征谐波次数。l 三相六脉波整流设备电路中存在以下的高次谐波： 三相六脉波整流设备含有: 6n1次的高次谐波，即：5、7、11、13 等次，其高次谐波电流的含量分别为基波电流的:1/5，1/7，1/11，1/131/（6n1）。其中n 为正整数。l 六相十二脉波整流设备电路中存在以下的高次谐波：六相十二脉波整流设备含有：12n1次的高次谐波，即：11、13、23、25 等次，其高次谐波电流的含量分别为基波电流的:1/11，1/13，1/23,1/251/（12n1）。其中n 为正整数。三. 普通0.4K
9、V，800*1000（mm）低压柜内装电容器最大约300kvAr,贵公司可装到800 kvAr，是否有专利技术或有限定条件？答案：1. 由于采用模块化产品及密集组装技术，故可以在800*1000*2200（mm）的普通开关柜中安装最大至800kvar左右的补偿电容器（不加电抗器）；2. 此模块化产品为我公司的专有技术，在模块内部安装有我公司的专利产品（快速放电组件）；3. 当安装容量到柜体的尺寸极限时，需采用强制通风及超温度保护措施；电能质量问题解答-中国电力科学研究院?林海雪1. 请简单分析一下电容致谐波放大这一现象？ 答：非线性负荷产生谐波电流，一般称为谐波源。电网中主要谐波源一般可以视为
10、恒流源。谐波放大现象可以用下图分析：因此，电容器上加串联电抗器，可以防止电容器对特定次数谐波的放大作用（注意：凡是高于特定次数的谐波，也不会放大）。2请说明间谐波的治理方法？答：所有非线性的波动负荷（电弧炉、电焊机、晶闸管供电的轧机等等），各种变频调速装置，同步串级调速装置以及感应电动机等均为间谐波源，因此间谐波广泛存在于电力系统中。 电力系统中的间谐波电压会引起灯光闪烁，对音频脉冲控制的接收机、电视机、无线电收音机或其它音频设备造成干扰，还可能引起感应电动机噪声和振动；引起低频继电器的异常运行以及无源电力滤波器过流跳闸等问题。因此间谐波电压应限制在足够低的水平（一般为0.2%以下）。 间谐波
11、治理一般在滤波装置设计中考虑。可以分两种情况：（1）间谐波电流较大，是特征谐波时，应增设滤波支路（虽然增设的仍是整数次滤波支路）。例如电弧炉的谐波中26次较大，对于大型电弧炉的滤波装置需要配置2、3、4、5次滤波器，而一般六脉波整流负荷则只需设3、5、7等（3次滤波器视情况而定，有时不设）。此外，滤波支路中需加阻尼电阻，以抑制间谐波的放大（因为两个相邻频次滤波器之间总存在谐振放大点，其放大倍数和电阻关系很大，在滤波回路中，适当加电阻就能降低放大倍数）。（2）间谐波电流较小，是非特征谐波时，如频率正好处于放大点，只需在原邻近频次的滤波器上增加适当电阻就可以（当然系统中非特征谐波或多或少都存在，一
12、般很小时就不需要考虑附加电阻了。） 以上所述是针对无源滤波装置（即由L，C，R元件构成的滤波器）而言。如采用有源滤波装置，由于其原理是时域跟踪补偿，就不存在增加滤波支路、加阻尼电阻等问题了。 关于间谐波，我在2001年供用电第3期上有专文论述，可供参考。3如何确定谐波含量超标，由谁来定性并决定治理？答：谐波国标GB/T 14549电能质量?公用电网谐波中规定了用户谐波电流允许值的计算方法。经核算如果用户设备谐波电流注入电网超标，则应采取措施进行治理。由于用电设备的投运都是要通过相关电力公司同意，并签订供用电合同的。因此电力公司会对用户谐波电流允许值做计算，并给用户正式书面资料。当然计算是否合理
13、，用户是可以根据国标进行复核的。至于用户本身产生的谐波电流，应根据设备情况提出。有的用户（包括一些设计单位）不会评估自身设备的谐波，以及治理方案。一般电力公司会推荐有评估资质或能力的单位，由用户直接找这种单位做评估，提出相应报告。如报告中涉及配套的治理方案，则用户应和新设备工程一起安排治理工程，否则电力公司将按国标和供用电合同要求，对新设备投运加以限制。 需要指出的是，现行谐波国标中有关用户谐波电流限值计算的规定尚有一些漏洞或不明确之处，执行中存在一定问题。关于这方面，我在2004年供用电第6期上有专文论述，可供参考。4SVC（静止动态无功补偿器）共有8种形式，其中常见的是TCR+FC和TSC
14、，请简单介绍两者优缺点？答：目前常用的三种型式SVC比较可以见下表。 型式 晶闸管控制电抗器 磁控电抗器 晶闸管投切电容器 代号 TCRMCRTSC无功输出 连续，感性/容性 连续，感性/容性 级差，容性 动态响应时间 1020ms60ms以上 约20ms分相调节 能 能 能 限制过电压能力 依靠设计 好 无 自生谐波量 有 小 无 吸收谐波能力 好 好 无 噪声 较小 较大 很小 损耗率 约0.5%0.7%约1%约0.3%0.5%可否直接接于超高压 不可 可以 不可 控制灵活性 好 好 好 运行维护 较复杂 较简单 较复杂 注：1.TCR和TSC结合起来，可能取得较好的技术经济效果； 2.
15、动态响应时间仅指扰动开始到补偿回路开始动作的时间； 3. 自生谐波量是指三相平衡工况下SVC本身产生的谐波； 4. 吸收谐波能力主要取决于容性部分滤波器的设计； 5. 表列损耗是指大中型装置（例如20MVA及以上）的额定损耗；若容量较小（例如10MVA以下），则损耗率将增大； 6.如将TSC做成TSF，则也有较好的吸收谐波能力。 补充说明： （1）上表中所列的静补装置是以动态元件命名的：例如TCR装置，实际上是由两大部分构成：TCR+FC，其FC是滤波器部分，一般不调节（或投切）的。TCR是晶闸管相控电抗器，改变晶闸管导通角就能连续改变感性无功功率。TSC是晶闸管投切电容器，这种装置只能分级改
16、变容性无功功率。在低压系统目前广泛应用TSC或TSF（晶闸管投切滤波器）。在高压系统，由于需要晶闸管串联构成晶闸管阀组，技术比较复杂，如用TSC，造价较高，且只能分组投切，性能不如TCR，故用得较少，在高压系统中，动态无功补偿装置以TCR型SVC占绝对优势。 （2）补偿装置的动态响应时间对某些电能质量指标很关键，例如对系统的暂态稳定，对电弧炉负荷引起的闪变，若补偿装置的响应时间是10ms或者20ms，其补偿效果就差别很大。实际补偿过程一般可用以下流程表示： （3）MCR装置即磁控电抗器型静补装置，是20世纪70年代末前苏联首先研制成功的，主要优点是可以做成超高压直挂式，运行维护简单，占地小，造
17、价低。目前已有50多套35500kV MCR在俄罗斯、独联体国家和巴西的工程中应用。2005年俄罗斯已研制成500kV、180MVA三相磁控电抗器。我国于90年代开始研究这种装置，已成功地研制出用于电铁牵引站的几套小容量（4.5Mvar以下）装置。用于电网上的500kV三相40Mvar MCR样机已于2007年4月运抵现场。MCR装置在控制超高压或特高压输电线的无功上有较好的应用前景。5有时一时的断电，虽然时间不长，却造成很大损失，对于此情况，我们该如何去解决和防御它呢？答：所提的问题属于电压暂降（voltage dip）和短时断电（short supply interruption）范畴，它
18、是指电压有效值在短时间内突然大幅度下降又回升的现象。上世纪80年代以来，以计算机为代表的微电子技术兴起，IT产业的发展，电力电子技术的普及等使许多电力负荷（包括许多新型生产线）对电能质量变得十分敏感，特别是电压暂降和短时断电已成为突出的问题。一些发达的工业国家统计表明，80%左右用户对供电的投诉集中在这两方面。当今半导体芯片制造厂、自动化精加工生产线，对配电系统中甚至几分之一秒的电压暂降就可能使生产停顿、设备损坏或出次品，在工厂内部造成混乱，而每次电压暂降可能造成百万美元级的损失，这些用户对不合格电能的容许度可以严格到（2040）ms（也就是工频12个周波）。 电压暂降和短时断电往往是偶发性的
19、，一般由电网（包括用户设备）中故障引起的，可以从三方面采取措施加以解决： （1）减少公用电网和用户的故障。可以从检查事故的一般起因着手，例如动物接触带电体、污闪、架空线碰触树木及遭雷击等，采用相应措施减少或杜绝这类事故的发生。 （2）降低设备对电压暂降的敏感度或影响。用户在设备订货合同上向制造商明确这方面的技术要求，使设备具备一定的抗暂降能力；也可以通过分析，调整内部某些环节参数来解决。例如美国田纳西州热压加工厂由于每次电压暂降，使调速传动装置跳闸，浇铸的聚酯粘住压模和辊子，停止生产达四个小时后才能恢复，蒙受很大的损失。后来在电力部门帮助下，调整了交流调速传动控制的整定值，降低了生产线对电压暂
20、降的敏感度，使频繁出现的较轻或很短时间的电压暂降发生时，传动设备不跳闸。如果电压暂降是由于用户大电动机启动引起的，则应采取改进启动方式（如由全压启动改为降压启动，由硬启动改为软启动）或增加公共连接点（PCC）的短路容量来解决。 （3）加装补偿装置。要彻底解决这类事故危害，有时还得用昂贵的UPS、SSTS（固态切换开关Solid State Transfer Switch）或DVR（动态电压恢复器Dynamic Voltage Restorer）等装置。SSTS装置用于对电源电压波动非常敏感的用户供电上，当供电电源波动过大时，在1/4周波内即可实现电源转换。日本三菱公司SSTS新产品的规格如下
21、表所示，可供参考。 SSTS装置规格 型号 电压 连续工作电流 额定功率 SSTS-15-120015kV1200A32MVASSTS-15-060015kV600A12MVASSTS-07-12007.2kV1200A15MVASSTS-07-06007.2kV600A8MVADVR主要用于对供电可靠性和质量要求很高的用户。当电源电压发生突变时（无论是升高、降低或波形畸变），在几ms内将畸变波形补偿正常。据美国输配电杂志报导，由ABB公司制造的两台容量各为22.5MVA的DVR于2000年在以色列一家微处理器制造厂投入运行，这是目前世界上同类装置中最大的容量，其响应时间小于1ms，可以补偿该
22、厂500ms三相电压暂降的35%和单相电压暂降的50%，可以防止该厂因暂降全厂停电而可能造成百万美元计的损失见供用电2001（2）：39。 关于电压暂降和短时断电问题，目前在电工界是个热门课题，我于2002年在供用电第1期上曾做过介绍，可以供参考。6请简单分析一下谐波与缺口的区别？答：谐波主要是由非线性负荷用电引起的。广义地讲，非线性负荷就是那些电流波形和电源电压波形不一样的负荷。这类负荷很多，例如整流类负荷，电弧类负荷，磁饱和类负荷等等。这些负荷所引起的谐波危害可以用谐波含量大小来说明。 大型整流装置在换相的重叠期间相间会发生暂短的短路（持续ms、s级），在电源电压波形上造成周期性的缺口，这
23、种缺口的深度取决于电网的等值阻抗（持续时间则和换相重叠时间相等）。波形缺口可能影响交流装置的同步或以电压过零进行控制的电子装置正常工作，这种影响一般用缺口的深度和面积来描述（IEEE 519电力 系统中谐波控制要求和IEEE推荐规程中有相关标准）。当然，既然缺口是一种周期性波形畸变，也可以分析出谐波含量。但用谐波含量不能说明其危害影响，所以将缺口作为另一类的波形畸变来对待。7在确定含有谐波的供电系统中，同一电压等级的两个分路，其中一个分路中的变压器二次的无功补偿经常发生熔断器熔断现象，请分析此是低压无功补偿装置内在问题还是因为电网供电质量所致？答：无功补偿装置经常发生熔断器熔断，当然是由于过电
24、流所致。若和补偿装置同一母线上有谐波源，则可以根据问题1中所述的方法进行分析判断。若没有谐波源，则很可能是由于系统谐波注入引起的。这种情况的发生，除了系统存在较大的谐波源外，还由于补偿装置和变压器产生相应谐波次数的串联谐振所致。因此应通过谐波测试，结合参数的分析来找出熔丝熔断的原因。同步调相机 synchronous compensator 运行于电动机状态，但不带机械负载，只向电力系统提供无功功率的同步电机。又称同步补偿机。用于改善电网功率因数，维持电网电压水平。 电力系统中的主要负载是异步电动机和变压器。这些设备均从电网汲取大量的无功功率以供其励磁之用。所以，电网担负着很大一部分电感性的无
25、功电流，导致电网的功率因数降低，以致发电机和输配电设备的作用不能充分发挥，线路损耗和电压损失增大，输电质量变坏，甚至影响输电的稳定性。由于同步电机处在过励状态时，可以从电网汲取相位超前于电压的电流，从而改善电网的功率因数（见功率因数的提高，因此在过去的生产实际中，除选用一部分同步电动机外，还在电网的受电端装设一些同步调相机，用于改善电网的功率因数。根据电网负载情况的不同，适当调节调相机的励磁电流，可改变调相机汲取的无功功率，使电网的功率因数接近于1。此外,在长距离输电线路中，线路电压降随负载情况的不同而发生变化，如果在输电线的受电端装一同步调相机，在电网负载重时，让其过励运行，减少输电线中滞后的无功电流分量，从而可减少线路压降；在输电线轻载的情况下，让其欠励运行，吸收滞后的无功电流，可防止电网电压上升，从而维持电网的电压在一定的水平上。同步调相机还有提高电力系统稳定性的作用。 同步调相机的结构基本上与同步电动机相同，只是由于它不带机械负载，转轴可以细些。如果它具有自起动能力,则其转子可以做成没有轴伸,便于密封。同步调相机经常运行在过励状态,励磁电流较大,损耗也比较大，发热比较严重。容量较大的同步调相机常采用氢气冷却。随着电力电子技术的发展和静止无功补偿器 (SVC)的推广使用，调相机现已很少使用。