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1、无功补偿简介,四川欧伦电气设备有限公司地址：四川省绵阳市长虹大道南段172号 电话：0816-5016373 网址：,无功的概念,无功-电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量交换而占有的电网容量叫无功，无功功率 表达式如下：式中无功量的单位为Var（乏），线电压的单位为V（伏），视在电流I单位为A（安）。,无功及分类,1、感性无功：电流矢量滞后电压矢量90度，如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等； 2、容性无功：电流矢量超前电压矢量90度，如：电容器、电力电子超前控制设备等； 3、基波无功：与电源频率(50Hz)相等的无功； 4、谐波无功：与电源频率
2、(50Hz)不相等的无功。,无功的危害,1 无功功率不做功，但占用电网容量和导线截面积，造成线路过热，压降增大，电动机无力生产效率下降；2 无功电流占用了发电、输电、用电设备的容量，使设备的有效容量减小，还形成热损耗，称为无功损耗，使发电、输电、用电设备的效率降低； 3 但是无功电流是用电设备的固有特性，不可能去掉，只能采取补偿的方式；,无功补偿,无功补偿：指根据电网中的无功类型，人为地补偿容性无功或感性无功来抵消线路中的无功功率。 补偿方式 （1）采用同步电动机补偿，使用同步电动机在过激磁方式呈现容性时运转，其功率因数超前0.80.9时，向供电系统输出无功功率，用来补偿感性用电设备所需要的无
3、功功率。因而，提高了用户的功率因数。,（2）利用同步调相机作为无功功率电源（发电机），用来补偿所需要的无功功率。同步调相机是轴上不带机械负载的同步电动机。调节同步调相机的激磁电流的大小，可以改变其输出无功功率的大小，从而提高功率因数。 以上两种补偿方式，因同步电动机构造复杂，价格较贵，控制维护较麻烦，只适用于大型工厂，一般企业不会采用。,（3）采用电力电容器补偿将电力电容器C与感性负载（用电设备）并联。目前供配电系统中普遍采用的一种无功补偿方法。,静态补偿与动态补偿的区别,1.静态无功补偿控制投切的参数为功率因数或无功功率和电压。用接触器作为投切开关，动作时间在10S以上。适用于负荷变化不频繁
4、的场所。静补投切速度慢，不适合负载变化频繁的场合，容易产生欠补或者过补偿，造成电网电压波动，并且有触点投切设备寿命短，噪声大，维护量大，影响电容器使用寿命,月平均功率因数不是很高。,2.动态无功补偿控制投切的参数为无功功率和电网电压。用晶闸管作为投切开关，动作时间在20mS左右。适用于负荷变化频繁的场所。动补可对任何负载情况进行实时快速补偿，并且有稳定电网电压功能，提高电网质量，采用晶闸管过零投切技术延长了电容器使用寿命，配置滤波电抗器后具有治理谐波的作用。,补偿的意义,(1)补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的输送。 (2)减少发、供电设备的设计容量，减少投资。 (3)降低线损，提高功率因
5、数，避免力率罚款。 (4)稳定电网电压，将用电设备至发电厂全程供配电设备、线路、都得到补偿，降损节能效果显著，特别是低压线路及变压器的损耗大幅度降低，企业和用户直接受益。,谐波及其危害,谐波指电网中非基波（50Hz）的其它频率的电流或电压，谐波亦属于无功类别。 谐波的危害谐波是供配电系统中的公害，可造成供配电线路、用电设备发热、加重趋肤效应，使电气设备、电动机产生机械振荡。干扰无线电设备导致其不能正常运行。电网中谐波量过大，可引起电网振荡，造成电网产生严重事故。,谐波的产生,1.由非线性负荷而产生谐波，例如可控硅整流器、开关电源等，这一类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。三相六脉波整流器
6、所产生的主要是5次和7次谐波，而三相12脉波整流器所产生的主要是11次和13次谐波。 2.由逆变负荷而产生谐波，例如中频炉、变频器，这一类负荷不仅产生整数次谐波，还产生频率为逆变频率2倍的分数谐波。三相六脉波整流而工作频率为820Hz的中频炉则不仅产生5次和7次谐波，还产生频率为1640Hz的分数谐波。,谐波在电网诞生的同时就是存在的，因为发电机和变压器都会产生少量的谐波。但是由于产生大量谐波的用电设备不断增加，并且电网中大量使用的单纯并联电容器补偿所造成的谐波放大，使得谐波的影响越来越严重，从而逐渐引起人们的重视。 当电网中的谐波电流较大，以至于电压波形也产生畸变时，我们将其视为电网污染。电
7、网的污染程度用电压波形畸变率来表示，简称THDu。按照国家标准GB/T1454993电能质量 公用电网谐波的规定：10KV电网的THDu应小于4%，400V电网的THDu应小于5%。,谐波的危害,. 由于谐波的频率较高，使导线的集肤效应加重，因此铜损急剧增加。 同时变压器铁心由于不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。 . 谐波会影响表计的计量精度。从原理上讲：谐波源将其吸收的部分电网电能转变为谐波发送到电网 中去，因此电能表会将谐波能量当作发电来进行计算，从而导致计量误差。对于机械式电能表还会由于高频率谐波所产生的高频涡流阻力而变慢。因为在高次谐波严重的情况下（例如中频炉）会严重影响电能表
8、的计量精度，导致丢电现象。 . 精密电子设备（包括电子式电能表）会被严重干扰，导致不能正常工作，甚至烧毁。造成计量器具 计量不准，影响产品质量。 . 所有接于电网中的设备的损耗都会增加，温升增加。含有电容器的设备受影响最为严重，甚至导致设备损坏以及电容器爆炸等事故. . 电机类负荷由于谐波的逆序作用而导致输出扭矩下降，电机无力。 . 继电保护机构可能会由于谐波而产生误动或拒动故障。,高次谐波,1.三相六脉波整流电路含有：5、7、11、13 （6n1）次高次谐波。 含量为基波的1/5、1/7、1/11、1/131/（6n1） 2.六相十二脉波整流电路含有：11、13、23、25（12n1）次高次
9、谐波。 含量为基波的1/11、1/13、1/23、1/251/（12n1）,谐波治理的工作原理,1 、无源滤波器主要由滤波电容器,滤波电抗器等适当组合成LC滤波装置,滤波器除起滤波作用外,还兼作无功补偿作用.实际运用中根据谐波电流的分布及大小以及无功需求情况设计成几组滤波器,每一组滤波器对应某一次谐波呈低阻抗,以吸收谐波。 滤波器的分组需进行精密计算,既要滤除主要的谐波电流,也要满足无功补偿要求,同时还要防止在某一整数次频率下由于滤波器与系统阻抗发生并联谐振而产生的谐波电流放大 。,2、有源滤波器是基于瞬时无功理论，实时检测负载的谐波和无功分量，通过DSP控制，PWM驱动IGBT，去掉基波分量
10、，向系统中注入大小相等，方向相反的电流，实现滤波和无功补偿的作用。 目前由于有源滤波器造价昂贵，使用的比较少。,谐波治理的意义,1. 安装谐波治理装置后，有效的降低了谐波电流，增加了变压器的有效容量，可增加相应的带载能力，减少扩容所需的投资。 2. 可有效的降低变压器的损耗，提高变压器的安全运行系数，保证对谐波敏感的保护装置和器件不发生误动作。起到节能降耗的目的。 3. 节电率达10%30% ，谐波滤除率为50%70%. 减小集肤效应，热损、铜损、铁损、磁损、噪音 大为下降，符合国家对能源节约和降耗的指示和可持续发展的需求。 4. 有效抑制谐波电流，10KV侧满足国标GB/T14549-93标
11、准，优化供电质量，避免因谐波造成的交流电波形畸变造成对电网的不良影响及因功率因数低而被当地供电部门罚款。,TDC系列动补的主要特点,用于低压电网无功补偿，采用（晶闸管开关滤波器）动态无功功率补偿技术，晶闸管以10ms速度直接将滤波器投入电网，实现了低成本、高效益。采用智能数字化控制技术，对三相对称或非对称供配电线路中的无功功率进行实时、动态跟踪补偿，使功率因数始终保持在0.95以上。在电网电压高低不同时采用不同的补偿算法以确保不发生欠补偿和过补偿，稳定电网电压。,TDC系列动补的主要特点,本技术可以抵消三相非对称负载引起的零序电流和负序电流，补偿后，三相非对称负载和本装置对电网等效于三相对称负
12、载。本装置的微机故障自诊断系统可以对多种故障进行处理，如过电流、过电压、缺相和相序错误等，容错运行技术的应用，提高了补偿装置在无人值守下的运行可靠性。,TDC系列动补的主要特点,本装置的投切时间为10ms，系统动态响应20ms。滤波器投入电网和退出电网均在电流过零点，采用编码投切方式。入网电流为正弦波，对电网不产生冲击电流，保证晶闸管安全工作，延长补偿电容器运行寿命。因投切单元不调导通角，故本补偿装置不会产生谐波。,TDC系列动态补偿治理谐波的指标,标准滤波补偿柜可部分滤除5-13次谐波。非标准设计，可以对各次谐波进行治理，使10KV侧谐波含量达到国家标准。 适用场合适用于各种需要补偿和谐波治理场所。 如：冶金、轧钢、化工、船舶、造纸等工矿企业，及居民生活小区、商业区域、动力供电系统等。,TDC动态无功功率补偿装置的功能,补偿负载产生的基波无功功率抑制和滤除负载产生的谐波无功功率稳定电网电压,电能质量 公用电网谐波 GB/T 14549-1993,
