無(wú)功補(bǔ)償培訓(xùn)

1、劉成軍2014年5月個(gè)人簡(jiǎn)介 劉成軍 男 國(guó)家注冊(cè)電氣工程師（供配電） 國(guó)家一級(jí)注冊(cè)建造師（機(jī)電） 安徽大學(xué)工學(xué)學(xué)士（電氣工程及其自動(dòng)化） 合肥工業(yè)大學(xué)工程碩士（柔性交流輸電系統(tǒng)） 近十年來(lái)一直致力于電能質(zhì)量領(lǐng)域，圓滿完成數(shù)百個(gè)高、低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償、諧波治理等電能質(zhì)量項(xiàng)目。 有功功率：有功功率：直流電路中，從電源輸送到電器（負(fù)載）的電功率，是電壓與電流的乘積，也就是電器實(shí)際所吸收的功率。在交流電路中，由于有電阻和電抗（感抗和容抗）的同時(shí)存在，所以電源輸送到電器的電功率并不完全做功。因?yàn)槠渲杏幸徊糠蛛姽β剩姼泻碗娙菟鶅?chǔ)的電能）仍能回輸?shù)诫娫?，因此，?shí)際為電器所吸收的電功率叫有功功率。用字母 P

2、 表示。國(guó)際單位瓦，用字母 W 表示。通常有功功率的單位用千瓦，用字母KW。無(wú)功功率：無(wú)功功率：電感和電容所儲(chǔ)的電能仍能回輸?shù)诫娫?，這部分功率在電源與電抗之間進(jìn)行交換，交換而不消耗，稱為無(wú)功功率。用字母 Q 表示，國(guó)際單位乏，用字母 var 表示。通常無(wú)功功率的單位用千乏，用字母 Kvar 表示。功率和功率因數(shù)感性無(wú)功功率：感性無(wú)功功率：接在電網(wǎng)中的許多用電設(shè)備是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。例如：通過(guò)磁場(chǎng)，變壓器才能改變電壓并將能量送出去，電 動(dòng)機(jī)才能轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)機(jī)械負(fù)荷。磁 場(chǎng)所具有的磁場(chǎng)能是由電源供給的。電動(dòng)機(jī)和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收和釋放的功率相等，這種功率叫感性

3、無(wú)功功率。容性無(wú)功功率：容性無(wú)功功率：電容器在交流電網(wǎng)中接通后，在一個(gè)周期內(nèi)，上半周期的充電功率與下半周期的放電功率相等，不消耗能量，電容器的這種充放電功率叫容性無(wú)功功率。視在功率視在功率：電容器在交流電網(wǎng)中接通后，在一個(gè)周期內(nèi)，上半周期的充電功率與下半周期的放電功率相等，不消耗能量，電容器的這種充放電功率叫容性無(wú)功功率。功率因數(shù)：功率因數(shù)：有功功率與視在功率的比值。用 cos表示，它是沒(méi)有單位的。cos=P/S功率因數(shù)：反映有功功率出力在設(shè)備容量中所占的比重。222PQScosSP sinSQ 節(jié)電：節(jié)電：P Scos 1Q 0或功率三角形0 . 1cos0SPQ自然功率因數(shù) 負(fù)荷自然功率因

4、數(shù)負(fù)荷自然功率因數(shù)：無(wú)功補(bǔ)償前負(fù)荷的功率因數(shù)cos =P/S負(fù)荷空載255075滿載配電變壓器0.15以下0.670.730.750.76感應(yīng)電動(dòng)機(jī)0.2以下0.5-0.550.7-0.750.8-0.850.85-0.9典型負(fù)荷功率因數(shù)表典型負(fù)荷功率因數(shù)表：電焊設(shè)備0.35-0.60鍛壓設(shè)備0.55-0.65工業(yè)電熱0.5-0.85金屬加工0.55-0.65鑄鋼鑄鐵(中頻爐)0.88-0.97家用電器照明電器0.5-0.80.3-0.7提升、皮帶0.5-0.75水泵風(fēng)機(jī)0.70-0.80冷軋?jiān)O(shè)備0.3-0.7標(biāo)準(zhǔn)功率因數(shù)規(guī)定用戶標(biāo)準(zhǔn)功率因數(shù)規(guī)定用戶標(biāo)準(zhǔn)功率因數(shù) 用戶在當(dāng)?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網(wǎng)高峰

5、負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定： 高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶功率因數(shù)為0.90及以上，其他100kVA(kW)及以上電力用戶和大、中型電力排灌站功率因數(shù)為0.85及以上，農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.80及以上。凡功率凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的新用戶，供電局可拒絕接電或加收力率調(diào)整費(fèi)。因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的新用戶，供電局可拒絕接電或加收力率調(diào)整費(fèi)。 ( (能源電能源電198819881818號(hào)號(hào) ，電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功電力管理?xiàng)l例，電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功電力管理?xiàng)l例) ) 無(wú)功補(bǔ)償原理功率平衡：功率平衡：系統(tǒng)系統(tǒng)P+jQ負(fù)載負(fù)載-jQC無(wú)功補(bǔ)償原理圖無(wú)功補(bǔ)償原理圖PL+jQ

6、L0.1cos0:)(cos)(1 - - - - - - - -QPPQQPQtgQQQPPQQjPjQjQPjQPLCLCLLCLLCLL時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)cos 功率因數(shù)低的不良影響1、降低發(fā)電機(jī)的輸出功率，當(dāng)發(fā)電機(jī)需提高功率無(wú)功輸出，低于額定功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)，將使發(fā)電機(jī)有功輸出降低。 2、降低了變電、輸電設(shè)施的供電能力。3、使網(wǎng)絡(luò)電力損耗增加（網(wǎng)絡(luò)中的電能損失與功率值一平方成反比），如電機(jī)、變壓器、電力電纜等。4、功率因數(shù)愈低線路的電壓降愈大，使得用電設(shè)備的運(yùn)行條件惡化。無(wú)功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益分析 功率因數(shù)考核和電費(fèi)調(diào)整功率因數(shù)考核和電費(fèi)調(diào)整 為調(diào)動(dòng)用戶改善電壓，管好無(wú)功設(shè)備的積極性，凡受電容量在100

7、kVA(kW)及以上的用戶均應(yīng)按國(guó)家批準(zhǔn)的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法的有關(guān)規(guī)定，實(shí)行功率因數(shù)考核和電費(fèi)調(diào)整。 用戶總電費(fèi)的計(jì)算用戶總電費(fèi)的計(jì)算 總電費(fèi)（高峰電度電費(fèi)平段電度電費(fèi)低谷電度電費(fèi)基本電費(fèi)）（功率因數(shù)獎(jiǎng)懲率）城市建設(shè)附加費(fèi) （關(guān)于實(shí)行峰谷電價(jià)的通知，粵價(jià)（關(guān)于實(shí)行峰谷電價(jià)的通知，粵價(jià)200320031919號(hào)）號(hào)） 功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法力率電費(fèi)力率電費(fèi)：是指電力用戶無(wú)功消耗量過(guò)大，造成功率因數(shù)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而按電費(fèi)額的百分比追收的電費(fèi)。 根據(jù)計(jì)算的功率因數(shù)，高于或低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在按照規(guī)定的電價(jià)計(jì)算出其當(dāng)月電費(fèi)后，再按照“功率因數(shù)調(diào)整表”（表一、二、三）所規(guī)定的百分?jǐn)?shù)增

8、減電費(fèi)，如用戶的功率因數(shù)在“功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表”所列兩數(shù)之間，則以四舍五入計(jì)算。 表一：表一： 以以0.900.90為標(biāo)準(zhǔn)值的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表為標(biāo)準(zhǔn)值的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)表減收電費(fèi)減收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.900.910.920.930.940.95-1.00月電費(fèi)減少%0.00.150.300.450.600.75增收電費(fèi)增收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.890.880.870.860.850.840.830.820.810.800.790.780.77月電費(fèi)增加%0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.5增收電費(fèi)增收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.760.750.740.730

9、.720.710.700.690.680.670.660.65功率因素自0.64及以下,每降低0.01月電費(fèi)增加%7.07.58.08.59.09.510.011.012.013.014.015.0電費(fèi)增加2%表二： 以以0.850.85為標(biāo)準(zhǔn)值的功率因素調(diào)整電費(fèi)表為標(biāo)準(zhǔn)值的功率因素調(diào)整電費(fèi)表減收電減收電費(fèi)費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.850.860.870.880.890.900.910.920.930.94-1.00月電費(fèi)減少%0.00.10.20.30.40.50.650.80.951.10增收電增收電費(fèi)費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.840.830.820.810.800.790.780.770.760.750

10、.740.730.72月電費(fèi)增加%0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.5增收電增收電費(fèi)費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.710.700.690.680.670.660.650.640.630.620.610.60功率因素自0.59及以下,每降低0.01月電費(fèi)增加%7.07.58.08.59.09.510.011.012.013.014.015.0電費(fèi)增加2%表三：以以0.800.80為標(biāo)準(zhǔn)值的功率調(diào)整電費(fèi)表為標(biāo)準(zhǔn)值的功率調(diào)整電費(fèi)表減收電費(fèi)減收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.800.810.820.830.840.850.860.870.880.890.900.910.92-1.00

11、月電費(fèi)減少%0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.51.30增收電費(fèi)增收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.790.780.770.760.750.740.730.720.710.700.690.680.67月電費(fèi)增加%0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.5增收電費(fèi)增收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)0.660.650.640.630.620.610.600.590.580.570.560.55功率因素自0.54及以下,每降低0.01月電費(fèi)增加%7.07.58.08.59.010.010.011.012.013.014.015.0電費(fèi)增加2%無(wú)功補(bǔ)償裝置

12、 無(wú)功補(bǔ)償裝置發(fā)展歷史 無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用范圍 無(wú)功補(bǔ)償裝置 補(bǔ)償容量的確定無(wú)功補(bǔ)償裝置發(fā)展歷史同步調(diào)相機(jī) 機(jī)械開關(guān)投切式電容器（MSC） 靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC） 無(wú)功發(fā)生器（SVG） 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)（SMES） 同步調(diào)相機(jī) 由于同步電機(jī)處在過(guò)勵(lì)狀態(tài)時(shí)，可以從電網(wǎng)汲取相位超前于電壓的電流，從而改善電網(wǎng)的功率因數(shù)（見(jiàn)功率因數(shù)的提高，因此在過(guò)去的生產(chǎn)實(shí)際中，除選用一部分同步電動(dòng)機(jī)外，還在電網(wǎng)的受電端裝設(shè)一些同步調(diào)相機(jī)，用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。 這種運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，不帶機(jī)械負(fù)載也不帶原動(dòng)機(jī)，只向電力系統(tǒng)提供或吸收無(wú)功功率的同步電機(jī)。又稱同步補(bǔ)償機(jī)。用于改善電網(wǎng)功率因數(shù)，維持電網(wǎng)電壓水平。

13、 機(jī)械開關(guān)式投切電容器組（MSC)使用機(jī)械開關(guān)（接觸器、斷路器）為投切元件，將電力電容器安裝在高低壓母線上，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償目的的裝置。MSC型低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置MSC型高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置 靜止式無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC)靜止無(wú)功補(bǔ)償器是一種沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件，快速、平滑可控的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。它是將可控的電抗器和電力電容器（固定或分組投切）并聯(lián)使用。電容器可發(fā)出無(wú)功功率（容性的），可控電抗器可吸收無(wú)功功率（感性的）。通過(guò)對(duì)電抗器進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使整個(gè)裝置平滑地從發(fā)出無(wú)功功率改變到吸收無(wú)功功率（或反向進(jìn)行），并且響應(yīng)快速。這類裝置的典型代表有：（1）電容器調(diào)節(jié)方法：晶閘管投切電容器（TSC）。（2）電抗器調(diào)節(jié)

14、方法：可控飽和電抗器型（MCR) ; 相控電抗器型（TCR）。 晶閘管投切電容器（TSC型SVC)磁控電抗器（MCR型SVC)相控電抗器（TCR型SVC) 靜止無(wú)功發(fā)生器 SVG并聯(lián)于電網(wǎng)中，相當(dāng)于一個(gè)可控的無(wú)功電流源，其無(wú)功電流可以快速地跟隨負(fù)荷無(wú)功電流的變化而變化，自動(dòng)補(bǔ)償電網(wǎng)系統(tǒng)所需無(wú)功功率，對(duì)電網(wǎng)無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)級(jí)補(bǔ)償。 SVG的基本原理是利用可關(guān)斷大功率電力電子器件（如IGBT）組成自換相橋式電路，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)（S

15、MES) SMES是利用超導(dǎo)磁裝置將電磁能直接儲(chǔ)存起來(lái)，在需要時(shí)再將電磁能返回給電網(wǎng)或負(fù)載的裝置。 SMES在美國(guó)、日本已經(jīng)有成功應(yīng)用的實(shí)例，我國(guó)還在研究、開發(fā)的過(guò)程中。華中科技大學(xué)超導(dǎo)電力研究中心自1999年以來(lái)對(duì)超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)展開了研究，并于2005年成功研制35kJ高溫超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)，現(xiàn)已通過(guò)了動(dòng)模試驗(yàn)，下一步擬接入電力系統(tǒng)試運(yùn)行。在高溫超導(dǎo)磁體、電流引線、直接冷卻等關(guān)鍵技術(shù)上有較好的基礎(chǔ)，可聯(lián)合進(jìn)行裝置的技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)應(yīng)用研究等。 各種無(wú)功設(shè)備各自特點(diǎn)如下： 1）同步調(diào)相機(jī)：響應(yīng)速度慢，噪音大，損耗大，技術(shù)陳舊，屬淘汰技術(shù)； 2）開關(guān)投切固定電容：慢響應(yīng)補(bǔ)償方式，連續(xù)可控能力差； 3）

16、靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）：目前相對(duì)先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，在輸配電電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用； 4）靜止無(wú)功發(fā)生器SVG（STATCOM）：目前雖然有技術(shù)上局限性，屬少數(shù)示范工程階段，但SVG是一種更為先進(jìn)的新型靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置，是靈活柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)和定制電力（CP）技術(shù)的重要組成部分，現(xiàn)代無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的發(fā)展方向。 無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)用范圍該裝置廣泛應(yīng)用于電力、鋼鐵、煤礦、鐵道、石油、機(jī)械、冶煉、化工、造船、港口、輕工、建材、礦山等高低壓供配電系統(tǒng)中，要求無(wú)功補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷工作周期的快慢選擇常規(guī)或動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方式。煤炭行業(yè)負(fù)荷特點(diǎn)：煤炭行業(yè)負(fù)荷特點(diǎn)：礦井提升機(jī)屬于動(dòng)態(tài)負(fù)荷，

17、 從提升機(jī)啟動(dòng)、穩(wěn)定到制動(dòng)一個(gè) 工作周期一般在幾分鐘之內(nèi)，而 且在這一過(guò)程中無(wú)功變化大，功 率因數(shù)在提升階段最低（達(dá)到0.2 左右），制動(dòng)階段則較高。提升 機(jī)啟動(dòng)頻繁，一般箕斗從井下提 升到井上需要23分鐘時(shí)間，其中加速時(shí)間約為1012秒。大功率提升機(jī)普遍采用晶閘管供電的直流系統(tǒng)或交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)。對(duì)電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求較高，在供電突然中斷時(shí)，容易產(chǎn)生危險(xiǎn)事故，設(shè)備損壞，生產(chǎn)中斷，造成企業(yè)重大損失。因此，煤礦企業(yè)負(fù)荷屬于重要負(fù)荷，必須保證供電的可靠性。港口負(fù)荷特點(diǎn)港口負(fù)荷特點(diǎn)碼頭主要負(fù)荷是卸船機(jī)、斗輪機(jī)、裝船機(jī)、皮帶機(jī)等設(shè)備，這些設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中頻繁起動(dòng)，具有很大的波動(dòng)性。特別是在吊裝貨物的過(guò)

18、程中，無(wú)功波動(dòng)更加明顯，影響電壓穩(wěn)定。造船、汽車行業(yè)負(fù)荷特點(diǎn)造船、汽車行業(yè)負(fù)荷特點(diǎn)造船、汽車的焊裝車間負(fù)荷以點(diǎn)焊機(jī)作為單相非線性負(fù)荷，具有短時(shí)工作制（1秒以內(nèi)）、頻繁工作、沖擊電流大等特點(diǎn)，給系統(tǒng)帶來(lái)一系列不良影響，主要有：1）導(dǎo)致電網(wǎng)三相電流嚴(yán)重不平衡，變壓器發(fā)熱嚴(yán)重；2）無(wú)功消耗大，功率因數(shù)偏低。如采用常規(guī)的接觸器投切電容方式，反應(yīng)速度慢，很難補(bǔ)償?shù)轿?，?jīng)常出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償或負(fù)補(bǔ)償，極易造成系統(tǒng)故障導(dǎo)致故障跳閘；3）產(chǎn)生高次諧波，電壓畸變嚴(yán)重；4)存在嚴(yán)重電壓閃變，系統(tǒng)電壓不穩(wěn)，造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。鋼鐵行業(yè)可逆式冷軋鋼板軋機(jī)負(fù)荷特點(diǎn)鋼鐵行業(yè)可逆式冷軋鋼板軋機(jī)負(fù)荷特點(diǎn)軋鋼機(jī)生產(chǎn)線的電氣傳動(dòng)采用晶閘

19、管可控整流，帶動(dòng)軋鋼直流電動(dòng)機(jī)。 是一種非線性負(fù)荷。主要特點(diǎn)： 1）5、7、11、13次等高效次諧波含量大； 2) 主軋與卷取機(jī)功率因數(shù)低； 3) 負(fù)荷波動(dòng)大；鋼鐵行業(yè)電弧爐負(fù)荷特點(diǎn)鋼鐵行業(yè)電弧爐負(fù)荷特點(diǎn) 電弧爐是利用3根碳棒電極和爐料、鐵渣之間的三相大電流產(chǎn)生的熱量來(lái)融化爐料，熔化時(shí)，由于反復(fù)不規(guī)則地將電極開路和短路，引起電弧長(zhǎng)度的變化，導(dǎo)致燃弧點(diǎn)的移動(dòng)，繼而導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定，其快速變動(dòng)又導(dǎo)致周期閃變、諧波和負(fù)載不平衡等問(wèn)題出現(xiàn)。電弧爐系統(tǒng)諧波風(fēng)電 風(fēng)電并網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題風(fēng)電并網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題 感應(yīng)式發(fā)電機(jī)無(wú)功消耗高感應(yīng)式發(fā)電機(jī)無(wú)功消耗高 風(fēng)機(jī)出力波動(dòng)大引起電壓波動(dòng)風(fēng)機(jī)出力波動(dòng)大引起電壓波動(dòng)

20、電壓調(diào)節(jié)能力弱，不能在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)能力弱，不能在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 電網(wǎng)擾動(dòng)造成的電壓變化可能造成風(fēng)機(jī)解列電網(wǎng)擾動(dòng)造成的電壓變化可能造成風(fēng)機(jī)解列 風(fēng)力發(fā)電的有效利用率低，需要電網(wǎng)增加備用容風(fēng)力發(fā)電的有效利用率低，需要電網(wǎng)增加備用容量量 可調(diào)度性差可調(diào)度性差風(fēng)電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償裝置裝置系統(tǒng)圖裝置系統(tǒng)圖GXNKMTAFVCLFDQSMSC型無(wú)功補(bǔ)償裝置型無(wú)功補(bǔ)償裝置裝置主要元器件裝置主要元器件避雷器（避雷器（FV)隔離開關(guān)隔離開關(guān)(QS)接觸器（接觸器（KM）斷路器（斷路器（QF）電流互感器（電流互感器（TA）放電線圈（放電線圈（FD） 電容器（電容器（C C）電抗器（電抗器（L）M

21、CRMSCMCR型型SVC+MSC MCRMCR工作原理工作原理 MCR型電抗器是通過(guò)直流偏磁改變鐵心電抗器鐵心的磁導(dǎo)率來(lái)實(shí)現(xiàn)電感可調(diào)的，其技術(shù)突破的關(guān)鍵是直流偏磁只使鐵心的局部小區(qū)域飽和而不是整個(gè)鐵心飽和，飽和的小截面鐵心就相當(dāng)于固定電感電抗器的氣隙，飽和度改變等效氣隙的寬度相應(yīng)改變，從而實(shí)現(xiàn)電感可調(diào)。鐵芯局部飽和鐵芯局部飽和 MCRMCR外形圖外形圖TCR型SVC的工作原理 FC+TCR型動(dòng)補(bǔ)裝置的補(bǔ)償原理見(jiàn)圖2-1所示。圖中為電容器功率，為負(fù)載感性無(wú)功功率，為補(bǔ)償器所提供的感性無(wú)功功率。 TCR感性無(wú)功功率對(duì)負(fù)載的感性無(wú)功功率和電容器組的容性無(wú)功功率起平衡作用，以使系統(tǒng)電壓及功率因數(shù)保持

22、為恒定值。靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG） 靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）是基于大功率逆變器的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，它以大功率三相電壓型逆變器為核心，其輸出電壓通過(guò)連接電抗接入系統(tǒng)，與系統(tǒng)側(cè)電壓保持同頻、同相，通過(guò)調(diào)節(jié)其輸出電壓幅值與系統(tǒng)電壓幅值的關(guān)系來(lái)確定輸出功率的性質(zhì)，當(dāng)其幅值大于系統(tǒng)側(cè)電壓幅值時(shí)輸出容性無(wú)功，小于時(shí)輸出感性無(wú)功。SVG用于輸電網(wǎng)，可提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、增加系統(tǒng)阻尼、抑制系統(tǒng)振蕩，從而大幅度提高電壓傳輸能力。隨著我國(guó)跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的無(wú)功及動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定問(wèn)題日益凸顯，裝設(shè)高壓大容量SVG是有效手段。SVG用于配電網(wǎng)，可針對(duì)波動(dòng)負(fù)載進(jìn)行快速有效的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，對(duì)電壓波動(dòng)與閃變、負(fù)

23、荷不平衡、功率因數(shù)及諧波進(jìn)行補(bǔ)償，在有效改善電能質(zhì)量同時(shí)，可取得明顯的節(jié)能降耗效 SVG原理SVG系統(tǒng)圖 SVG的應(yīng)用 SVGSVG在變電站中的應(yīng)用。在變電站中的應(yīng)用。一般變電站都已安裝有并聯(lián)一般變電站都已安裝有并聯(lián)電容器裝置，但隨著用戶負(fù)荷的波動(dòng)，變電站電容器就得電容器裝置，但隨著用戶負(fù)荷的波動(dòng)，變電站電容器就得頻繁投切，而電容器的投切過(guò)程最容易產(chǎn)生操作過(guò)電壓頻繁投切，而電容器的投切過(guò)程最容易產(chǎn)生操作過(guò)電壓（大的儲(chǔ)能元件的投切都容易產(chǎn)生操作過(guò)電壓），這對(duì)電（大的儲(chǔ)能元件的投切都容易產(chǎn)生操作過(guò)電壓），這對(duì)電容器的安全和壽命以及系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備的安全運(yùn)行都造成容器的安全和壽命以及系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備的安

24、全運(yùn)行都造成了極大的隱患。負(fù)荷停機(jī)而用戶電容器不停就會(huì)造成無(wú)功了極大的隱患。負(fù)荷停機(jī)而用戶電容器不停就會(huì)造成無(wú)功倒送。還有些用戶為提高末端電壓多投電容器也造成無(wú)功倒送。還有些用戶為提高末端電壓多投電容器也造成無(wú)功倒送，使得變電站無(wú)法達(dá)到電壓及功率因數(shù)同時(shí)達(dá)標(biāo)。安倒送，使得變電站無(wú)法達(dá)到電壓及功率因數(shù)同時(shí)達(dá)標(biāo)。安裝一套裝一套SVG,SVG, 為節(jié)省投資一般安裝一半容量的為節(jié)省投資一般安裝一半容量的SVGSVG和一半容和一半容量的量的SVGSVG，能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)功穩(wěn)定系統(tǒng)電壓和無(wú)功，能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)功穩(wěn)定系統(tǒng)電壓和無(wú)功平衡。平衡。SVGSVG在電氣化鐵路中的應(yīng)用。在電氣化鐵路中的應(yīng)用。電

25、鐵負(fù)荷是典型的極端波動(dòng)負(fù)荷，機(jī)車電鐵負(fù)荷是典型的極端波動(dòng)負(fù)荷，機(jī)車通過(guò)時(shí)有負(fù)荷，機(jī)車過(guò)去后沒(méi)有負(fù)荷。這種情況下只安裝電容器是不通過(guò)時(shí)有負(fù)荷，機(jī)車過(guò)去后沒(méi)有負(fù)荷。這種情況下只安裝電容器是不能解決問(wèn)題的，機(jī)車來(lái)時(shí)無(wú)功平衡了，機(jī)車通過(guò)后如電容器不切除又能解決問(wèn)題的，機(jī)車來(lái)時(shí)無(wú)功平衡了，機(jī)車通過(guò)后如電容器不切除又過(guò)補(bǔ)了，而使電容器頻繁投切又不利于電容器及系統(tǒng)的安全運(yùn)行。這過(guò)補(bǔ)了，而使電容器頻繁投切又不利于電容器及系統(tǒng)的安全運(yùn)行。這時(shí)可安裝一套時(shí)可安裝一套SVGSVG裝置，可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)所缺無(wú)功。安裝在裝置，可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)所缺無(wú)功。安裝在27.5kV27.5kV側(cè)時(shí)，可平衡無(wú)功；安裝在側(cè)時(shí)，可平衡無(wú)

26、功；安裝在110kV110kV側(cè)時(shí)，除可平衡無(wú)功外，還可利用側(cè)時(shí)，除可平衡無(wú)功外，還可利用斯坦梅茲理論平衡三相的負(fù)荷斯坦梅茲理論平衡三相的負(fù)荷 。SVGSVG在提升機(jī)負(fù)荷中的應(yīng)用。在提升機(jī)負(fù)荷中的應(yīng)用。提升機(jī)負(fù)荷主要有礦井提升機(jī)、碼頭裝提升機(jī)負(fù)荷主要有礦井提升機(jī)、碼頭裝卸提升機(jī)。提升機(jī)負(fù)荷也是一種波動(dòng)很大的負(fù)荷，上提時(shí)消耗無(wú)功，卸提升機(jī)。提升機(jī)負(fù)荷也是一種波動(dòng)很大的負(fù)荷，上提時(shí)消耗無(wú)功，下放時(shí)對(duì)發(fā)電型提升機(jī)還發(fā)出無(wú)功，這種場(chǎng)合用電容器自動(dòng)投切同樣下放時(shí)對(duì)發(fā)電型提升機(jī)還發(fā)出無(wú)功，這種場(chǎng)合用電容器自動(dòng)投切同樣是不可取的方案。此時(shí)可按最大可能倒送到電網(wǎng)的無(wú)功來(lái)設(shè)置一套是不可取的方案。此時(shí)可按最大可能

27、倒送到電網(wǎng)的無(wú)功來(lái)設(shè)置一套SVGSVG裝置，通過(guò)裝置，通過(guò)SVGSVG自補(bǔ)償及動(dòng)吸收倒送的無(wú)功。自補(bǔ)償及動(dòng)吸收倒送的無(wú)功。 SVGSVG在軋機(jī)負(fù)荷中的應(yīng)用。在軋機(jī)負(fù)荷中的應(yīng)用。鋼廠以及有色金屬的軋制也是一個(gè)間歇性鋼廠以及有色金屬的軋制也是一個(gè)間歇性的負(fù)荷，工件咬合時(shí)產(chǎn)生一個(gè)沖擊無(wú)功，軋制過(guò)程有一個(gè)平穩(wěn)的負(fù)荷，的負(fù)荷，工件咬合時(shí)產(chǎn)生一個(gè)沖擊無(wú)功，軋制過(guò)程有一個(gè)平穩(wěn)的負(fù)荷，工件過(guò)后負(fù)荷降為零，這種負(fù)荷變動(dòng)比較快，可以按照最大沖擊無(wú)功工件過(guò)后負(fù)荷降為零，這種負(fù)荷變動(dòng)比較快，可以按照最大沖擊無(wú)功負(fù)荷設(shè)計(jì)電容補(bǔ)償量，沖擊負(fù)荷至平均負(fù)荷的差值取負(fù)荷設(shè)計(jì)電容補(bǔ)償量，沖擊負(fù)荷至平均負(fù)荷的差值取SVGSVG的容

28、量。的容量。 補(bǔ)償容量的確定需要現(xiàn)場(chǎng)提供的資料系統(tǒng)電壓主變?nèi)萘楷F(xiàn)場(chǎng)是否已有電容器，電容器安裝容量負(fù)載情況：負(fù)載類型（負(fù)載變化快慢）、有功功率（P）沒(méi)有補(bǔ)償情況下自然功率因數(shù)（coscos ） 客戶想要達(dá)到的目標(biāo)功率因數(shù)（cos cos ） 裝置使用環(huán)境12補(bǔ)償容量計(jì)算公式Q-需要補(bǔ)償?shù)娜萘縋負(fù)載計(jì)算有功功率cos -補(bǔ)償前功率因數(shù)cos -補(bǔ)償后功率因數(shù)? )1-2cos1-1-1cos1(22PQ 12可以降低線損。 我們知道有功功率損耗的計(jì)算公式為: P=3I2R10-3(kW) 而3I2=(P2+Q2)/U2=S2/U2=P2/U2SCOS2F 因此，P=(P2R/U2COS2F)10-3(kW) 式中：P有功功率，kW； U額定電壓，千伏； R線路總電阻，W。 由上述公式可知，有功功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比，當(dāng)功率因數(shù)COSF提高以后，線路中功率損耗大大下降。 提高負(fù)荷的功率因數(shù)與線損降低率關(guān)系可以用下列簡(jiǎn)單關(guān)系式表示： P%=1-(COS2F1/COS2F2