武汉动态无功补偿SVC 无功补偿SVC

1 同步调相机 同步调相机实质上是一种不带机械负载的同步电动机，它是早采用的一种无功补偿设备，在并联电容器得到大量采用后，它退居次要地位。其主要缺点是投资大，运行维护复杂。因此，许多国家不再新增同步调相机作为无功补偿设备。但是同步调相机也有自身的优点： 调相机可以随着系统负荷的变化，均匀调整电压，使电网电压保持规定的水平。电容器只能分成若干个小组，进行阶梯式的调压。调相机可以根据系统无功的需要，调节励磁运行，过励磁时可以做到发出其额定**的无功功率，欠励磁时还可以吸收其额定的50%的无功功率。电容器只能发出无功，不能吸收无功。
1 同步调相机
同步调相机实质上是一种不带机械负载的同步电动机，它是早采用的一种无功补偿设备，在并联电容器得到大量采用后，它退居次要地位。其主要缺点是投资大，运行维护复杂。因此，许多国家不再新增同步调相机作为无功补偿设备。但是同步调相机也有自身的优点：
调相机可以随着系统负荷的变化，均匀调整电压，使电网电压保持规定的水平。电容器只能分成若干个小组，进行阶梯式的调压。调相机可以根据系统无功的需要，调节励磁运行，过励磁时可以做到发出其额定**的无功功率，欠励磁时还可以吸收其额定的50%的无功功率。电容器只能发出无功，不能吸收无功。
调相机可以安装强行励磁装置，当电网发生故障时，电压剧烈降低，调相机可以强行励磁，保持电网电压稳定，因而提高了系统运行的稳定性。电容器输出无功功率与运行电压的平方成正比，电压降低，输出的无功将急剧下降，比如，当电压下降10%，变为0.9Ue时，电容器输出的无功功率变为0.81Q，即其输出的 无功功率将下降19%，所以，电容器此时不能起到稳定系统电压的作用。
2 并联电容器
无功补偿的原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。
电容器有以下显着优点：
电容器是经济的设备。它的一次性投资和运行费用都比较低，且安装调试简单。
电容器的损耗低，效率高。现代电容器的损耗只有本身容量的0.02%左右。调相机除了本身的损耗外，其附属设备还需用一定的所用电，损耗2%～30%，大大**电容器。电容器是静止设备，运行维护简单，没有噪音。调相机为旋转电机，运行维护很复杂。
电容器的应用范围广，可以集中安装在中心变电站，也可以分散安装在配电系统和厂矿用户。而调相机则只能固定安装在中心变电站，应用有较大的局限。
但是并联电容器是电网中用得多的一种无功功率补偿设备，目前国内外电力系统中的无功补偿设备是并联电容器。
缺点：
（1）电压特性不好。电容器供应的感性无功功率随电压的下降成平方减少。
（2）电压器切除后有残余电荷，需要进行充分放电，以免造成人身伤害或引起操作事故。
（3）电容器耐受过电压能力差。电容器组中某一台电容器发生故障，不容易及时发现。
（4）对外部短路的稳定性差。一台电容器发生短路故障，容易波及其他电容器。
（5）安装并联电容器后，对电网中的高次谐波潮生影响，又是甚至使谐波电流放大。另外，并联电容器合闸时会产生很大的合闸涌流，有时甚至激发谐振过电压。因此，在并联电容器回路上常常要采取控制合闸涌流的保护措施。
3 并联电抗器
并联电抗器是一种感性无功补偿设备，它可以吸收系统中过剩的无功功率，避免电网运行电压过高。
为了防止**高压线路空载或轻负荷运行时，线路的充电功率造成线路电压升高，一般装设并联电抗器吸收线路的充电功率，同时，并联电抗器也用来限制由于突然甩负荷或接地故障引起的过电压从而危及系统的绝缘。
并联电抗器可以直接接到**高压(275kV及以上)线路上，其优点是：可以限制高压线路的过电压，与中性点小电抗配合，有利于**高压长距离输电线路单相重合闸过程中故障相的消弧，从而提高单相重合闸的成功率。高压电抗器本身损耗小，但造价较高。并联电抗器也可以接到低压侧或变压器三次侧，有干式的和油浸的两种，这种方式的优点是造价较低，操作方便。从发展趋势看，更多的将采用高压电抗器。
大型并联电抗器的技术、结构和标准与大型电力变压器类似，也有单相和三相，心式和壳式之分，心式还可以分为带间隙柱的和空心式的，目前我国制造的高压大容量并联电抗器只采用心式结构。
心式电抗器的结构与心式变压器类似，但是只有一个绕组，在磁路中加入间隙以保证不饱和，维持线性。
4 静止补偿器(SVC-Static Var Compensator即SVC)
静止补偿器是近年来发展起来的一种动态无功功率补偿装置，电容器、电抗器、调相机是对电力系统静态无功电力的补偿，而静止补偿器 主要是对电力系统中的动态冲击负荷的补偿。根据负荷变动情况，静止补偿可以迅速改变所输出无功功率的性质或保持母线电压恒定。
静止补偿器实际上是将可控电抗器与电容器并联使用。电容器可发出无功功率，可控电抗器可吸收无功功率。其控制系统由可控的电子器件来实现，响应速度远远**调相机，一般只有20ms。它主要用于冲击负荷如大型电炉炼钢、大型轧机以及大型整流设备等。另外，在电力系统的电压枢纽点、支撑点也可以用静止补偿器来 提高系统的稳定性，同时，静止补偿器还可以抑制谐波对电力系统的危害。

浅谈配电网无功补偿
摘要：本文主要介绍了无功补偿的基本原理、补偿方式的设计、安装位置、容量的确定和补偿方式的选择方面对配电网无功补偿。
1、序言
　　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、工农业安全生产、产品质量、用电单耗和生活用电都有直接影响。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。
　　目前，我局有些地方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，不能实现自动电压调节或无功补偿。解决好无功补偿问题，具有十分重要的意义。
　　2、无功补偿的基本原理
　　无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。
　　3、无功补偿的设计
　　3.1 无功补偿的安装位置
　　理论上而言，无功补偿好的方式是在哪里需要的无功，就在哪里补偿，整个系统将没有无功电流的流动。但在实际电网当中这是不可能做到的。因为无论是变压器、输电线路还是各种负载，均会需要无功。所以实际电网当中就补偿装置的安装位置而言有如下几种补偿方式：
　　[1]变电所集中补偿；变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要是平衡输电网的无功功率，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。
　　[2]配电线路分散补偿；线路补偿原则是通过在线路电杆上安装电容器实行单点或多点电容器补偿，单点补偿地点选在离线路首端2/3处，补偿的容量应为无功负荷的2/3，两点补偿分别装设在距首端2/5和4/5处。
　　[3]负荷侧集中补偿：用**电容器柜或配电柜加装电容器组等方式对配电变压器进行补偿，实现无功就地平衡。
　　[4]用户负荷的就地补偿。将电容器直接装在用电设备附近，与用电设备并联，对电动机补偿。
　　对于低压配网无功补偿，通常采用负荷侧集中补偿方式，即在低压系统（如变压器的低压侧）利用自动功率因数调整装置，随着负荷的变化，自动地投入或切除电容器的部分或全部容量。
　　3.2 补偿容量的确定
　　考虑到动力类负荷，估计配变的功率因数在0.75左右，设计在满负荷状态下功率因数提高到0.90。
　　设配变容量为S，补偿前有功功率、无功功率和功率因数角分别为P1、Q1、和φ1，补偿后有功功率、无功功率和功率因数角分别为P2、Q2和φ2，Qb为需补偿的容量。
　　由此可得出应补偿的容量为：
　　Qb=Q1-Q2
　　=S×sinφ1-S×sinφ2
　　=S×（0.661-0.436）
　　=0.225S
　　补偿百分比为：η%=Qb/S×**=22.5%
　　根据电网的运行经验可以得出，补偿容量一般为变压器额定容量的20%～30%。
　　3.3 补偿方式的选择
　　补偿方式分为三相共补、分相补偿和混合补偿（即共补加分补），一般而言当需要补偿的容量**过60kvar时，采用混合补偿是比较合适的，即可照顾到三相之间的不平衡，与分相补偿的效果完全相同，又可以降。
　　基于以上几点设计要求，我局的电压质量和无功补偿的主要问题是：某些地区供电半径过大，远端居民客户端电压偏低，供电变电所主变集中补偿不足，个别10KV线路分散补偿不足，低压随器随机补偿不足。
　　分析其原因我们采取的管理和技术措施有：
　　4、管理方面
　　4.1 加强电压质量管理工作，及时处理存在的问题，努力提高电压合格率，要重视调查，摸清客户端电压质量实情，查找薄弱环节，制定切实有效的措施。
　　4.2 定期检查电压监测仪，并随时更换损坏的电压自动监测仪。系统电压监测仪（A类）由工区负责安装、运行、维护， C、D类客户端电压监测仪由供电所负责安装、运行、维护。
　　4.3 做好夏季高峰（或冬季高峰）来临前，负荷增长预测和居民客户端电压合格率统计的分析，在春检工作中尽早做好有关措施准备工作，提高负荷高峰时段的电压合格率水平。
　　4.4 建立电压质量和无功电力管理工作分析制度，对电网的电压质量和无功电力管理进行定期分析。局每季度召开一次电压质量和无功电力管理分析会，分析影响供电压质量的因素，找出原因和问题，制定措施予以解决。各部门应每月进行一次分析，形成分析报告提交生技科。
　　5、技术方面
　　5.1 合理调整变压器的运行分接头。
　　调度所应根据母线电压情况，合理调节主变压器运行分接头档位和正确投切电容器，使母线电压保持在合格范围内。对局部地区居民客户电压水平普遍偏低或偏高，应着重分析配变分接头位置的合理性，适时予以调整。
　　5.2 合理配置无功补偿，优化无功潮流。
　　无功补偿容量与无功负荷在高峰或低谷应按无功平衡的原则进行配置和运行，做到无功分层、分区平衡。局应加大综合变压器二次侧无功补偿设备投入，减少10KV线路上的无功流动。对**户变压器二次侧功率因数加强考核，今后新装10KV**配电变压器，要求用户必须进行无功补偿，并应采取自动投切补偿装置，否则不验收送电。
　　5.3 加快网络改造，采用合理的供电半径，加大导线截面。
　　对首端居民客户端电压偏高（低谷时）而同时远端居民客户端电压偏低（高峰时）的情况，在采取低压无功自动补偿见效不明显时，应考虑改造低压配电网结构，缩短低压配电距离，加大导线截面等措施。
　　5.4 电压是电能质量的重要指标，电压合格与否直接影响着电网运行、电网损耗及电力设备安全，同时对保证用户安全生产、产品质量及电器设备的安全与寿命也有重要的影响。随着社会经济的快速发展，生活水平的不断提高，客户对电压质量的要求越来越高，作为供电部门应进一步提高电压合格率，真正做到电压的可控、在控，源源不断地向客户提供高质量的电能。
　　参考文献：
　　【1】刘万顺. 电力系统故障分析. 北京： 水利电力出版社， 1996
　　【2】韩祯祥. 电力系统分析. 杭州： 浙江大学出版社， 2003
　　【3】陈永琳. 电力系统继电保护的计算机整定计算. 北京： 水利电力出 版社， 1994
　　【4】 黄留欣 电力系统通信物共计补偿 电力电容器与无功补偿 2013

TCR型SVC装置的组成
TCR型SVC装置由晶闸管阀组、控制保护监控系统、纯水冷却系统、相控电抗器及各种附件组成。

无功补偿的作用是什么？
一、电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。
　　 二、在一定的有功功率下，用电企业功率因数cosφ越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。 无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。 当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设、造价低、运行维护简便、自身损耗小。
　　 三、采用并联电容器进行无功补偿的主要作用：
　　1、提高功率因数
　　2、降低输电线路及变压器的损耗
　　3、改善电压质量　　4、提高设备出力