低压配电系统无功补偿柜的设计
摘要：无功功率补偿将降低供电系统的功率损耗和电能损耗，减少变压器和线路中的电压损失和提高供电设备利用率。本文通过本单位低压配电系统无功补偿柜的设计过程，阐述了低压配电系统无功补偿方式选择及无功补偿容量的确定。
关键词：无功功率；功率因数；补偿；
0.前言
我公司变电所低压配电系统无功补偿柜因多年来年久失修、疏于管理，已多年没有正常投入使用，并且已有部分电力电容器损坏遗失。为了加强电力管理，公司决定重新配制低压配电系统无功功率补偿柜，以提高系统的功率因数,增加系统出力,降低网络损耗,改善电能质量。下面我将此次无功补偿柜配制过程中学到的无功补偿的原理、作用，补偿的方式选择及无功补偿的电力电容容量确定等相关知识同大家分享。
1.无功补偿的基本原理
电力系统中，电动机及其它有线圈的设备用的很多，这类设备除从线路中取得一部分电流做功外，还要从线路上消耗一部分不做功的电感电流，这就使得线路上的电流要额外的加大一些，功率因数就是用来衡量这一部分不做功的电流的，当电感电流为0时，功率因数等于1，当电感电流所占比例逐渐增大时，功率因数逐渐下降，显然，功率因数越低，线路额外负担越大，发电机、电力变压器及配电装置的额外负担也较大，这除了降低线路及电力设备的利用率外，还会增加线路上的功率损耗，增大电压损失，降低供电质量。为此，应当提高功率因数。提高功率因数最方便的方法就是并联电容器，产生电容电流抵消电感电流，将不做功的所谓无功电流减小到一定范围以内。无功电源同有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分，在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低，设备损坏，功率因数下降，严重时，会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故，因此，解决电网无功容量不足，增装无功补偿设备，提高网络的功率因数，对电网降损节电，安全可靠运行有着极为重要的意义。
2.提高功率因数的办法
提高功率因数的方法常用的是补偿法,低压配电系统中常用并联电力电容器的办法来补偿用电设备需要的无功功率,这就称为电容无功补偿法。在感性负载上并联电容器可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。在交流电路中，纯电阻电路，负载中的电流与电压同相位，纯电感负载中的电流滞后于电压90o，而纯电容的电流则超前于电压90o，电容中的电流与电感中的电流相差180o，能相互抵消。电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流将滞后电压一个角度，如图1所示，将并联电容器与负载并联，则电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流减小，功率因数将提高。
3.提高功率因数的实际意义
3.1 对于电力系统中的供电部分，提供电能的发电机是按要求的额定电压和额定电流设计的，发电机长期运行中，电压和电流都不能超过额定值，否则会缩短其使用寿命，甚至损坏发电机。由于发电机是通过额定电流与额定电压之积定额的，这意味着当其接入负载为电阻时，理论上发电机得到完全的利用，因为P=U*I*cos?中的cos?=1；但是当负载为感性或容性时，cos?<1,发电机就得不到充分利用。为了最大程度利用发电机的容量，就必须提高其功率因数。
3.2 对于电力系统中的输电部分，输电线上的损耗：Pl=RI*I，负载吸收的平均功率：
P.=V*I*cos? ，因为I=P./V/ cos?，所以Pl=R*P./V/cos?（V是负载端电压的有效值）。由以上式中可以看出，在V和P都不变的情况下，提高功率因数cos?会降低输电线上的功率损耗。
3.3在实际中，提高功率因数意味着：
3.3.1提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，这就有利于安全生产。
3.3.2可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。
3.3.3 能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力。
3.3.4可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。因发电机的发电容量的限定，故提高cos?也就使发电机能多出有功功率。
4.无功补偿方式的选择
4.1个别补偿：
即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。
4.2分组补偿：
即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。
4.3集中补偿：
即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。
对于低压配电系统中的无功补偿,通常采用在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器。我公司焦化厂即采用这种无功补偿方式，在配电变压器的低压侧利用无功功率自动补偿控制器,随着负荷的变化,根据测得的功率因数自动地投入或切除电容器的部分或全部容量。
5.无功补偿电力电容容量的确定
这里只介绍在配电变压器低压侧多负荷补偿容量的补偿方式，因为我公司采用了这种无功补偿方式，其它的不再介绍。多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。
5.1 对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：
Qe=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm
式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9；Tm为企业的月工作小时数；tgφ1为补偿前的功率因数正切值，tgφ2为补偿后的功率因数正切值，tgφ1由有功和无功电能表读数求得。
5.2 对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：
Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)
式中：Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75；Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。
多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。但电气设备不连续运转或轻负荷运行时，会造成过补偿，使运行电压抬高，电压质量变坏。因此这种方法选择的容量，对于低压来说最好采用电容器组自动控制补偿，即根据负荷大小自动投入无功补偿容量的多少，对高压来说应考虑采取防过补偿措施。
6.结语
本文对无功补偿的作用，无功补偿的方式选择和无功补偿容量的确定作了探讨。在实际应用中，要根据当地电网的情况及用户的需要，具体问题具体分析,使无功补偿获得良好的经济效益。
参考文献
[1] 勒龙章、丁毓山.，电网无功补偿实用技术1997。
[2] 戴晓亮.，无功补偿技术在配电网中的应用1999。
毕业设计（论文） 开题报告 课题名称低压无功补偿控制器设计 系别 专业班 姓名 评分 导师（签名） 2011年5月6日 中国石油大学胜利学院
低压无功补偿控制器设计 开题报告 1国内外研究现状 早期的无功补偿装置为同步调相机和并联电容器。同步调相机可理解为专门用来产生无功功率的同步电机，可根据需要控制同步电机的励磁，使其工作在过励磁或欠励磁的状态下，从而发出大小不同的容性或感性无功功率，因此同步调相机可对系统无功进行动态补偿。但是它属于旋转设备，运行中的损耗和噪声都比较大，运行维护复杂，成本高，且响应速度慢，难以满足快速动态补偿的要求。并联电容器简单经济，灵活方便，但其阻抗固定，不能跟踪负荷无功需求的变化即不能实现对无功功率的动态补偿。 随着电力电子技术的发展，近几年出现了多种电力系统无功补偿新技术。电力电子技术是无功补偿技术的基础，电力电子器件向快速、高电压、大功率发展，使采用电力电子器件的无功补偿从根本上改变了交流输电网过去基本只依靠机械型、慢速、间断及不精确的控制的局面，从而为交流输电网提供了空前快速、连续和精确的控制以及优化潮流功率的能力。随着电力电子器件的发展，无功补偿控制器在其性能和功能上也出现不同的发展阶段。无功补偿控制器己由基于SCR的静止无功补偿器（Static Var Compensator-SVC）、晶闸管控制串联电容补偿器（Thyristor Controlled Series Compensator-TCSC）发展到基于GTO的静止无功发生器（Static Var Generator-SVG）、静止同步串联补偿器（StaticSynchoronous Series Compensator-SSSC）、统一潮流控制器（Unified Power FlowController-UPFC）、可转换静止补偿器（Convertible Static Compensator-CSC）等。 （1）静止无功补偿器（SVC） 早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reactor-SC）型，1967年英国GEC公司制成了全世界上第一批饱和电抗器型SVC。饱和电抗器与同步调相机相比，具有静止型的优点，响应速度快，但因其铁心需磁化到饱和状态，因而损耗和噪声都很大，而且存在非线性电路的一些特殊问题，所以未能占据静止无功补偿装置的主流。由于使用晶闸管的SVC具有优良的性能，所以十多年来占据了静止无功补偿装置的主导地位。因此，SVC一般专指使用晶闸管的静补装置。
SVG无功补偿装置讲解说明 一、SVG无功补偿装置的应用场合 凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置（这是国家电力部门的规定），特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。 二、SVG无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势 1、补偿方式：国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右。SVG采用的是电源模块进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.98以上，这是目前国际上最先进的电力技术，国内掌握这项技术的目前就我们一家； 2、补偿时间：国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200毫秒的时间，SVG在5-20毫秒的时间就可以完成一次补偿。无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况； 3、有级无极：国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级的有级补偿，每增减一级就是几十千法，不能实现精确的补偿。SVG可以从0.1千法开始进行无极补偿，完全实现了精确补偿； 4、谐波滤除：国内的无功补偿装置因为采用的是电容式，电容本身会放大谐波，所以根本不能滤除谐波，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波； 5、使用寿命：国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制，造成使用寿命较短，一般在三年左右，自身损耗大而且要经常进行维护。SVG使用寿命在十年以上，自身损耗极小且基本上不要维护。 三、为什么要使用无功补偿装置 无功补偿技术是一种很传统的电力技术，它代表了一个国家电力水平的高
低压无功补偿技术规格书． 低压自动无功补偿装置技术要求 1、总则 1.1、本技术规范书适用于变电所内配置的RNT低压动态无功功率补偿装置，它提出了该动态无功功率补偿装置本体及附属设备的功能设计、结构、性能、调试和试验等方面的技术要求。 1.2本技术规格书中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方须提供一套满足本技术规格书和相关标准规范要求的高质量产品及其相应
服务，以保证的安全可靠运行。 1.3、供方须执行现行国家标准和电力行业标准。有矛盾时，按技术要求较高的标准执行。主要的标准如下： GB/T 15576-2008 《低压成套无功功率补偿装置》 GB50227-95 《并联电容器成套装置设计规范》 JB5346-1998 《串联电抗器》 GB191 《包装贮运标准》 GB11032-2000 《交流无间隙金属氧化锌避雷器》 GB/T 2681-1981 《电工成套装置中的导体颜色》 GB/T 2682-1981 《电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色》 GB1028 《电流互感器》 GB10229 《电抗器》 DL/T620-1997 《装置过电压保护和绝缘配合》 GB 4208-93 《外壳防护等级》（IP代码） GB/T14549-93 《电能质量-公用电网谐波》 另外，尚应符合本技术规格书规定的技术要求和买方的要求。 1.4、未尽事宜，供需双方协商确定。 2、设备环境条件 2.1、周围空气温度 ℃38.4最高气温： 低压无功补偿设备 技术协议 29.3℃最低气温： - 6.8~10.6℃年平均气温： 1500米2.2、海拔高度：不大于0.05g 6度区，动峰值加速度：2.3、地震烈度：户内2.4、安装地点：、电容补偿柜技术参数3400V 额定电压：1） AC 660V 额定绝缘电压： 2500V 额定工频耐受电压：1min 8kV 冲击耐压： TMY 主母线：）2TMY 母线：PE 系统容量与无功补偿设备等应达到设计要求；3） 外形尺寸：具体见附图4）电压等级下的动态电容无功380V采用）无功功率补偿全部采用动态补偿方式：5 补偿柜，补偿容量具体见附表。％的电抗器，从根本7 对控制器、电抗器、驱动器进行特殊设计，要求选用6）上解决与系统发生串联、并联谐振，避免使谐波放大，实现无功补偿和谐波抑制并举的功能；控制应具有高可靠性，而且操作简单，与系统联结时，不需要考虑交流系统）7 相序，不会因为相序接错而带来烧坏可控硅或其他器件的现象；实现电流过零投切，电容投切过程中无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重8）燃现象，使用寿命长；控制器实现全数字化，液晶显示，具有联网通讯功能；9）根据负载无功和负荷波动情况，在规定的动态响应时间内，多级补偿一次到）10位；
高低压无功补偿装置设计选型结构 1、装置主要由并联电容器、电容器专用熔断器、串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、隔离接地开关、支柱绝缘子、连接母线和电容器构架等设备组成。若采用双星形接线中性点不平衡电流保护或单星形接线桥差保护，应有电流互感器。 2、串联电抗器串接在电容器组的回路中，用于抵制高次谐波和限制合闸涌流。 用于抵制5次用以上谐波时，电抗器可按Xl/Xc=4.5%-6%配置。 用于抵制3次用以上谐波时,电抗器可按Xl/ Xc=12%-13%配置。 仅用于限制涌流时，电抗器可按Xl/ Xc=0.5%-1%配置。 3、氧化锌避雷器并接在电容器组线路上，以限制投切电容器所引起的操作过电压。 4、放电线圈并接于电容器组的两端，当电容器组继开电源时，能将电容器两端剩余电压在5秒~20秒内自电压峰值降至0.1倍额定电压或50V以下。 5、根据装置所装置设备（电容器、电抗器等）的布置可分为片架式、柜式、围栏式、模块式、集合式和户外箱式等形式。 片架式 结构即以片架（包括直梁、横梁和横档等）为计量单位的零部件，通过螺栓等系列标准件连接而成电容器组构架，其四周为网门。装置具有价格低、运输方便等特点。6kV和10kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 柜式 结构即将所配置的元器件均装在类似高压开关柜的构架上，柜门用钢板网或镀锌钢板网制成。装置由电抗器柜、放电柜和电容器柜等三部分组成。装置具有外观整齐，方便安装等特点。6kV和10kV等电压等级容量在300kvar~3000kvar 的装置适宜采用该结构形式。 模块式 结构即将设备安装在用型材制成的单元模块上，安装时只需层层或行行拼接即可。该结构又分立式电容器安装和卧式电容器安装两种形式，且单元电容器宜采用内熔丝电容器，具有外形整齐、安装方便等特点。6kV和10kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 集合式 结构即由密集型电容器等设备组成的电容器组。具有占地面积小、安装维护方便等特点。6kV、10kV和35kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 围栏式 结构即将可拆式网门护栏在电容器组和电抗器等设备的四周，围栏和设备间留有检修通道。35kV等电压等级的装置适且采用该结构形式。 户外箱式
NWK-G系列 智能型无功补偿控制器 使用说明书 一、简介 NWK-G系列智能型无功功率自动补偿控制器是低压配电系统补偿无功功率专用仪器，可与各型号低压静电电容屏配套使用。NWK1-G型（开孔尺寸为本113×113mm）,NWK2-G型（开孔尺寸为162×102），输出路数各有4、6、8、10路四种规格。本机博采国内外先进技术，采用进口单片机控制，具有体积小、重量轻、功能完善、操作简单、抗干扰能力强、运行稳定可靠、补偿精确等突出优点。依据JB/T9663-1999国家最新专业标准设计，一次性通过机械工业部天津电气传动研究所发配电及电控设备检测所的型式试验，主要性能指标达到国内先进水平，是低压电容屏厂家首选产品。 二、功能特点 1、采用国外先进芯片，增加了断电记忆功能。即在系统断电及控制器复位时，参数及程序自动记忆，不丢失；供电恢复后控制器仍按断电前所设定的参数进入自动运行状态，实现无人操作化。 2、LED数字显示电网功率因素，显示范围：滞后（0.00~0.99），超前（0.00~0.99）。 3、通过面板三个功能键能完成数字显示COSφ设定值，延时设定值，过压设定值的设定。简明的人机对话，使操作极为方便。 4、当电网电压超过本机过压设定值时，COSφ表自动转换显示为电网当前的电压值，同时自动快速逐级切除已投入的电容组。 5、判别取样电流极性（自动识别极性），并自动转换。给安装调试使用带来极大方便。 6、当取样讯号线开路或无输入取样电流信号时，本机数字COSφ自动显示https://www.doczj.com/doc/c810921173.html,。 7、输出动作程序为先接通先分断，先分断先接通的循环工作方式及适应于就地补偿装置动作程序要求的1、2、2、2、2、1编码工作方式。 8、具有手动/自动转换，置自动时，本机自动跟踪电网功率因素及无功电流，控制电容器自动投入或切除，置手动时在本机上能实现手投或手切。 9、有超前、滞后、过压、欠流LED指示灯指示。LED提示编程输入。 10、抗干扰能力强，能抵御从电网直接输入的幅值2000V的干扰脉冲，高于国家专业标准。 三、使用条件 1、海拔高度不超过1000米。 2、环境温度不高于+40℃，24小时内平均温度不超过+35℃，最低环境温度不低于－10℃。 3、空气相对湿度不大于85%（在25℃时）。 4、周围环境，无易燃易爆的介质存在，无导电尘埃及腐蚀性气体存在。 5、电网电压波动范围不大于本机额定电压±10%。 五、安装方式 NWK1-G外型采用42L6系列仪表结构，外形尺寸120×120×80mm，安装开孔113×113mm，嵌入深度为80mm,侧面设安装孔，紧固附件的挂钩插入孔内，旋附件上的螺丝即把控制器固定在屏上。 六、接线方法 1、控制器电压U1、U3接B相、C1、图2） 2、取样电流端I1、I2必须取自总负荷（总柜）A相电流互感器次级，不得取自电容屏。 开孔 3、COM为控制器输出端1~10组内部继电器的公共源，交流接触器J线圈电压220V。 NWK1-G型接线图（图1）略 （如果接触器线圈电压为380V，公共端接火线） 控制固态继电器接线图（图2）略
目录 1、概述 (2) 2、编制依据 (2) 3、施工内容 (2) 4、施工条件 (2) 5、施工程序合方法 (2) 6、工艺及质量要求 (4) 7、安全和环境保护措施 (7)
1. 概述 高压动态无功补偿装置2套，隔离开关4台。电容器及电抗器由丹东欣泰电气股份有限公司供货。 2. 编制依据 2.1 《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》GBJ 147-90； 2.2 沈阳市联发城乡电力设计所（有限责任公司）设计图纸； 2.3 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》第二部分高压电器施工质量检 验断路器篇； 2.4 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006； 2.5 厂家安装使用说明书； 2.6 《电力建设安全工作规程》。 2.7《国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册变电工程分册电气部分》。 3. 施工内容 3.1 设备开箱检查； 3.2 基础螺栓预埋，基础找平； 3.3 安装高压动态无功补偿装置2套。 4. 施工条件 4.1 底座预埋螺栓应符合设计要求。 4.2 施工场地平整，模板、施工设施及余物清除干净，并有足够的安装用地，施工道路通畅，基坑回填夯实。 4.3 设备到货齐全，技术资料齐备，施工前作好安全及技术交底工作。 5. 施工程序和方法 注：隔离开关安装方法详见《66kV屋外配电装置安装作业指导书》。
5.1 施工准备 5.1.1 熟悉掌握设计施工图纸、厂家安装使用说明书、施工作业指导书等技术文件，组织好安全学习。 5.1.2 备用一些撬杠、扳手等工具便于开箱验收和设备安装。 5.2 开箱验收 5.2.1 电容器组包装箱分母线瓷瓶、放电线圈、避雷器、母线及附件、电容器五个部分。开箱后应按随机附带的装箱单、随机安装用品清单、随机专用工具清单进行仔细核对产品部件、随机安装用品及随机专用工具应齐全和完好，并检查产品名牌数据及技术说明书是否合乎要求，在施工中如发现产品遗漏或损坏等应及时通知厂家、甲方及监理。 5.2.2 开箱前包装箱应完整无损伤。 5.2.3 绝缘件应无变形、受潮、裂纹及剥落现象。 5.2.4 瓷件表面应无裂纹、残缺，铸件无沙眼。 5.2.5 出厂证件及资料、备品备件齐全。 5.3 电抗器安装。 5.3.2 电抗器的安装 将电抗器整体吊装离地面1米，连接支柱绝缘子及支撑，连接顺序为电抗器、支撑、瓷瓶。绝缘子安装前应检查瓷件、法兰应完整无裂纹，胶合处填料完整，结合牢固。支柱绝缘子叠装时中心线应一致，固定应牢固，紧固件齐全。 电抗器与支柱绝缘子组装完成后，整体起吊至支柱上方，连接支柱与电抗器下方支柱绝缘子，注意电抗器设备接线端子朝向应与图纸保持一致。 电抗器安装完毕应仔细检查，确保电抗器上无破布、螺栓、泥土等杂物。在相
低压无功补偿回路保护熔断器选择 低压无功补偿柜中补偿回路的熔断器作用，是为了保证整个回路安全可靠的运行，以达到无功补偿的目的，那么电容器（和串联电抗器）作为补偿回路的核心元件，熔断器对它提供可靠的保护性能是非常必要的。由于现行相关标准里对补偿回路保护熔断器的选择没有特别详细的要求，所以在实际应用中大家的选择也不尽一致，有时差别甚至相当悬殊。 在低压配电系统中的负载类型变得越来越复杂的情况下，补偿回路熔断器的选择不能一概而论，要视低压无功补偿的具体类型进行科学的分析和选择。 下面我们根据相关的国家标准和低压无功补偿类型两方面来分析如何合理正确的选择补偿回路的熔断器。 一、相关的国家标准 1、在低压并联电容器标准GB/T12747.1-2004中，对有关电容器最大电流和保护的相关要求和说明如下： 21 最大允许电流 电容器单元应适用于在线路电流方均根值为1.3倍该单元在额定正弦电压和额定频率下产
生的电流下连续运行，过渡过程除外。考虑到电容偏差，最大电容可达1.10CN，故其最大电流可达1.43IN。 这些过电流因素是考虑到谐波、过电流和电压偏差共同作用的结果。 33 过电流 电容器决不可在电流超过第21章中规定的最大值下运行。 34 开关、保护装置及连接件 开关、保护装置及连接件均应设计成能连续承受在额定频率和方均根值等于额定电压的正弦电压下得到的电流的1.3倍的电流。因为电容器的电容可能为额定值的 1.10倍，故这一电流最大值为 1.3×1.10倍额定电流，即为1.43IN 2、在中低压电容器及其成套装置标准GB7251中，有关电容保护熔断器的选择要求如下： 5.3.5 b） 熔断器额定工作电流（方均根值）应按2~3倍单组电容器额定电流选取。 3、在并联电容器装置设计规范GB50227-2008中，有关电容保护熔断器是这样要求的： 5.4 熔断器 5.4.2 用于单台电容器保护的外熔断器的熔丝额
无功补偿装置的设计要求 对于电压为lOkV及以下、单组容量为1000kvar及以下的无功补偿电容装置的设计要求如下。 ①电容器装置载流部分（开关设备及导体等）的长期允许电流，G 1214T1UF高压不应小于电容器额定电流的1. 35倍，低压不应小于电容器额定电流的1.5倍。 ②电容器组应装设放电装置，使电容器组两端的电压从峰值（2倍额定电压）降至50V所需的时间，对高压电容器最长为5min，对低压电容器最长为1min。 ③高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时也可接成三角形；低压电容器组应接成三角形。 ④高压电容器组应直接与放电装置连接，中间不应设置开关设备或熔断器。低压电容器组和放电设备之间，可设自动接通的接点。 ⑤电容器组应装设单独的控制和保护装置，但为提高单台用电设备功率因数用的电容器组，可与该设备共用控制和保护装置。 ⑥单台电容器应设置专用熔断器作为电容器内部故障保护，熔丝额定电流为电容器额定电流的1.5～2倍。 ⑦当装设电容器装置附近高次谐波含量超过规定允许值时，应在回路中设置抑制谐波的串联电抗器，串联电抗器也可兼作限制合闸涌流的电抗器。 ⑧电容器的额定电压与电力网的标称电压相同时，应将电容器的
外壳和支架接地。 当电容器的额定电压低于电力网的标称电压时，应将每相电容器的支架绝缘，其绝缘等级应和电力网的标称电压相配合。 ⑨装配式高压电容器组在室内安装时，下层电容器的底部距离地面不应小于0. 20m，上层电容器的底部距离地面不宜大于2. 50m，电容器装置顶部至屋顶净距不应小于1m，电容器布置不宜超过三层。 装配式电容器组当单列布置时，网门与墙距离不应小于1.30m;当双列布置时，网门之间距离不应小于1.50m。 ⑩电容器外壳之间（宽面）的净距不宜小于0.lOm，但成套电容器装置除外。 ⑩设置在民用主体建筑中的低压电容器应采用非可燃性油浸式电容器或干式电容器。
1.概述 NWKL1智能型无功补偿控制器（以下简称控制器）是低压配电系统补偿无功功率的专用控制器，依据机械工业标准JB/T9663-1999及电力行业标准DL/T597-1996设计，其取样物理量为无功电流，有二种规格（最大6回路和最大10回路）。可与各型号的低压电容柜、屏配套使用，具有功能完善，抗干扰能力强，运行稳定可靠，补偿精确，无投切振荡及补偿呆区，是低压配电系统平衡无功功率的理想产品。 型号及其含义： 输出回路规格 产品设计序号 控制物理量L—无功电流 智能型低压无功补偿控制器 正泰集团企业代号 2.功能特点 2.1实时显示配电系统状况，包括测量和显示（感性或容性）功率 因数，无功电流。实时显示电容屏工作状态，如过电压保护状 态，电容屏各回路投入或切除状态。
2.2自动识别取样信号极性，无极性接错之虑。 2.3用户的设定参数在系统停电及控制器复位时不会丢失，复电后 控制器采用停电前所设定的参数延时进入自动运行状态。2.4具备过压反时限功能，即自动运行中当电压超过第一门限值 （参数显示代号E）时，将闭锁回路不再投入电容器组，当电压超过第二门限值（E+10V）时，将以5秒/组的速度切除已投入的电容器组，当电压超过第三门限值（E+20V）时，将以2秒/组的速度切除已投入的电容器组。 2.5确保电容器完全放电功能。即切除后再投入同一组电容器需要 延时180秒后再执行，先投先切，后投后切，循环控制，保证了电容器的充分放电和电容器组运行的均匀性。 2.6具备配电系统负荷超低判别和封锁功能，防止投切振荡。2.7延时调节功能，20-60秒的延时时间调节范围（另有供调试或 手动时用的2秒延时）。 2.8取样电流互感器变比设定功能：设定范围100/5~4000/5 2.9投入门限：无功电流，设定范围为3~90A，当配电系统感性无 功电流大于设定值时控制器自动投入一组电容器。 切除门限：功率因数，设定范围为0.98~1.00，当配电系统功率因数超前于设定值则控制器自动切除一组电容器。 2.10过电压门限设定功能：设定范围400V~450V，以10V整 数连续可调。 2.11有自动循环投切，手动运行二种工作模式。
无功补偿装置几种常见类型比较 常见的动态无功补偿装置有四种：调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式（TCR型）动态无功补偿装置、SVG 动态无功发生器。 ① 调压式动态无功补偿装置 调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据 Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜， 占地面积小，维护方便，一般年损耗在0.2%以下。 ② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置 磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。 能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。
磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的1％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0.95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0.8%左右。 ③相控式动态无功补偿装置（TCR） 相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。 通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。 i 相控式原理图 优点： 响应速度快，≤40ms。适合于冶金行业。 一般年损耗在0.5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被
低压无功补偿的几个问题 1、补偿柜有那些标准？电容器有那些标准？ 2、为什么要在系统安装电力电容补偿装置？ 3、用于补偿的电力电容器现行的标准是什么？ 4、为什么电容器的保护控制电器和导线要求按照电容器额定电流的1.5倍来选择? 5、补偿柜中熔断器为何不能用微型断路器来代替? 6、补偿柜中热继电器何种情况下可省略? 7、XD1电抗器与滤波电抗器一样吗? 低压无功补偿的几个问题 1、补偿柜有那些标准？电容器有那些标准？ （a）机械部相关标准： JB7115-1993低压无功就地补偿装置 JB7113-1993低压并联电容器装置 （b）电力部相关标准： DL／T 597—1996低压无功补偿控制器订货技术条件－有效版本 （c）国标 GB 12747.2-200410KV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器第2部分：老化试验、自愈性试验和破坏试验-有效版本 GBT 12747.1-2004标称电压1kV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器第1部分：总则-有效版本 2、为什么要在系统安装电力电容补偿装置？ 工业生产广泛使用的交流异步电动机、电焊机、电磁炉等设备都是感性负载，这些感性的负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度，这个角度的余弦cosΦ叫做功率因数。当功率因数即无功功率很大时，会有以下危害： （1）增大线路电流，使线路损耗加大，浪费电能； （2）因线路电流增大，一旦输电线路较远，线路上的电压降就大，电压过低就可能影响设备正常使用； （3）对变压器或者发电机而言，无功功率大，变压器或者发电机输出的电流也大，往往是输出电流已达额定值，这时负荷若再增加就需要加多一台变压器或者发电机组，浪费资源；补偿了电容后，同样负荷下变压器或者发电机输出电流大大降低，再增加负荷机组也能承受，无需再加一台变压器或者发电机，可节省资源。 （4）月平均功率因数工业用户低于0.92、普通用户低于0.9要被供电管理部门处于不同额度的罚款。 增加并联电容补偿柜是补偿功率因数的方法之一（另外还有采用过激磁的同步电动机、调相机、异步电动机同步化等方法）。 3、用于补偿的电力电容器现行的标准是什么？ 现行的两个标准是： GB 12747.2-200410KV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器第2部分：老化试验、自愈性试验和破坏试验-有效版本 GBT 12747.1-2004标称电压1kV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器第1部分：总则-有效版本
目录 1工程概况及特征 (1) 2 编制依据 (1) 3施工流程 (2) 4作业前的条件和准备 (2) 5主要方法及施工容 (4) 6质量要求 (8) 7安全措施与文明施工 (8)
无功补偿装置安装施工技术措施 1工程概况及特征 康保牧场二期100MW风电工程场址位于市康保县康保牧场境，场址区中心地理位置约为东经114°48′13″，北纬42°03′20″。现场区面积为50km2，海拔高程为1200～1800m。整个场区为高原东南缘的坝上高原，地区相对高差较大，地貌以和山前平原为主，地表植被多为草地。 康保牧场二期100MW风电工程项目采用金风科技股份生产的风力发电机组，共67台。其中南区布置GW70-1500kW-65m风电机组18台，GW77-1500kW-65m风电机组8台，北区布置20台GW87-1500kW-75m风电机组， GW82-1500kW-70m风电机组21台。风电机组基础设计使用年限为50年，基础设计级别为2级，结构安全等级为2级。抗震设防类别为丙类。箱变基础结构安全等级为二级。 康保县位于省西北部的坝上高原，市区的北部。交通以公路为主，G207国道从其东边通过。康保至通过S246省道、G207国道，公路里程为140km；到有G110国道，公路里程为146km。风电场到康保镇36km。境公路纵横连通，对外交通运输条件方便。 2 编制依据： 《#2动态无功补偿装置安装》 13-N00241S-D0902 《电气装置安装工程高压电器施工及验收规》 GBJ147-1990 《电气装置安装工程母线装置施工及验收规》 GBJ149-1990 《电力建设安全工作规程》DL5009.1-2002 《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规》GBJ 148-90 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》DL/T5161.1~5161.17-2002 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规》GB 50169-2006 输变电工程建设标准强制性条文实施管理规程（2009） 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规》GB50168-2006 《电力工程达标投产管理办法》（2006版）中电建协工［2006］6号 《中国电力优质工程评选办法（2006版）》中电建协工[2006]1号 《国家优质工程审定与管理办法》（2002年版）
低压无功补偿配置方案 把具有容性功率的装置与感性负荷联在同一电路，当容性装置释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性装置吸收能量，能量在相互转换，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。 在电网运行中，因大量非线性负载的运行，除了要消耗有功功率外，还要消耗一定的无功功率。负荷电流在通过线路、变压器时，将会产生电能损耗，由电能损耗公式可知，当线路或变压器输出的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，降低线损耗。 接入电网要求 安装地点和装设容量，应根据分散补偿和降低线损的原则设置。补偿后的功率因数应符合现行国家标准《全国供用电规则》的规定(一般不低于0．9)。 无功补偿的作用 功率因数低，电源设备的容量得不到充分利用，负载功率因数越低，通过变压器送出的有功功率就越小，有相当大的一部分功率在电源和负荷之间来回传输，这部分功率不能做有用功，变压器不能被充分利用。功率因数偏低，在线路上会产生较大的压降和功率损耗。线路压降增大则负载电压降低，有可能使负载工作不正常。 补偿方式 1)集中补偿：电容器组集中安装在总降压变电所6—10kV母线上，提高整个变电所的功率因数，这样可减少高压线路的无功损耗，提高变电所的供电电压质量。 2)分组补偿：电容器组安装在终端变电所的高压或低压线路上。 3)就地补偿：将电容器安装在感性负载附近，就地进行无功补偿。 4)静态补偿：电容柜的控制器测出电路的功率因数并决定要补偿的电容器，并投入电容器补偿，需要一定的时间。特别是某个或几个电容器从电路中切除后需要有一定的时间间隔进行放电，才可以再次投入。有的负载变化快，这时电容器的切除、投入的速度跟不上负载的变化，所以称为静态补偿。静态补偿的优点：价格低，初期的投资成本少，无漏电流。缺点：涌流大，即使采用了限流接触器，涌流仍可达到电容器工作电流的十几倍。寿命短、故障多、维修费用多。 5)动态补偿：采用晶闸管控制电容器的接入和切除，选择电路上电压和电容器上电压相等时投入、切除，此时流过晶闸管和电容器的电流为零。解决了电容投入时的涌流问题。动态补偿的优点：涌流小、无触点、使用寿命长、维修少、投切速度快(≤20ms)。缺点：价格高、发热严重、耗能、有漏电流。 低压并联电容器无功补偿回路配置 总回路刀开关和分回路交流接触器或功能相同的其他的元件：保护用避雷器：熔断器，热继电器(装设谐波超值保护时可不装》限制涌流的限流线圈(交流接触器或电容器本身具备限制涌流的功能时可不装》放电元件：动投切控制器、保护元件、信号和测量表计等配套元件，谐波含量超限保护，在电容器前装上HFX消谐波磁环，阻止谐波进入电容器，保护设备正常运行。 电器和导体的选择 1)并联电容器装置的总回路、分组回路的电器和导体的稳态过电流，应为电容器组额定电流的1．35倍。 2)开关：额定电流不能小于电容器组额定电流的1．35倍。
修改稿收到日期:2010-03-22。 第一作者董鹏飞,男,1984年生,现为郑州大学自动化专业在读硕士研究生;主要研究方向为模式识别与智能系统。 智能无功补偿器的设计和实现 Desi g n and I m p l e mentati o n o f I ntelli g ent Co mpensator for Reacti v e Power 董鹏飞 李建华 李 盛 (郑州大学电气工程学院,河南郑州 450001) 摘 要:针对电力系统中无功补偿装置的发展现状,通过对无功补偿原理和方式的分析研究,设计了基于P I C18F4520单片机的智能无功功率补偿控制仪。该控制仪以九域图原理作为投切电容器的依据,并通过RS 232/485串行口与GPRS 模块连接,实现与主控中心进行实时数据的传输和交换。实测应用证明,该系统避免了复杂的参数计算,简化了系统结构,且价格低廉、软件编程简单、抗干扰能力强。 关键词:无功补偿 控制器 功率因数 串口通信 GPRS 中图分类号:T M 46 文献标志码:A Abstract :In accordance w it h t he current stat us o f reacti ve po w er compensati on i n electric po w er syste m,t hrough anal y sis and research on the co mpensation pri nci ple and mode ,t he compensati on controll er based on P I C18F4520si ng l e chi p co mputer has been desi gned .The contro ll er a dopts t he ni ne zone graphic t heory as t he criteria o f connecti ng or disconnecti ng the capac i tor ,and t hrough RS 232/485serial port to connect w ith GPRS modul e t o m i ple ment rea l tm i e dat a trans m i ssi on and exchange w ith ma i n contro l center .T he rea l t est verifi es t ha t t he complicated ca l cu l ati on of the parameters is avo i ded by the syste m ;and t he s yste mati c structure is sm i p lified .The syste m features l o w cos,t ease program m i ng and off ers h i gh anti i nterf erence capability . K ey words :Compensati on for reactive power Controller Power fact or Seri a l co mmunica ti on GPRS 0 引言 随着国民经济的发展,工厂自动化和办公自动化程度的不断提高,电子设备对供电电源的供电质量要求也越来越高。工厂内碳硅炉的整流设备、电焊机和电子设备等会产生大量的无功功率及高次谐波,这将会严重污染电网,降低电网的运载能力和电能损耗,影响电子设备的正常运行 [1] 。为提高用户的用电质量、 净化电网、提高电网的运载能力、降低电能损耗,避免随之引起的危害和损失,应对无功功率进行治理,而电力网络性能要求的提高增加了无功补偿控制装置的成本。为了解决成本与性能之间的矛盾,设计了以P I C18F4520单片机为核心的智能无功功率补偿装置,系统在降低网损的同时,也有效地提高了配电系统的电压质量。 1 系统的总体结构设计 在电力系统中,由于各用电器的参变量基本相同,通过对这些参变量的数据分析,基本上可以实现对线 路中的设施进行自动控制的目的。无功补偿方式一般采用三相固定补偿、三相动态补偿和单相动态补偿相结合的方式。系统框架如图1所示。 图1 系统架构图F i g .1 Structure of t he sy stem 系统一般在强交电磁场环境中工作,为防止干扰信 号所造成的开关误动作,系统必须具有较强的抗干扰能力。因此,控制器的数据处理部分选用抗干扰能力和计算能力强的PI C18F4520单片机,输入端信号采用双光耦合的线性耦合器件进行隔离。同时,为保证提供的变量以及参变量数据的精度,前级采样互感器采用精度为 5%的互感器,运放采用失真较小的L M 134系列,A /D 转换部分采用AD7656。此外,系统选用20MH z 晶振, 智能无功补偿器的设计和实现 董鹏飞,等
张公220kV变电站新建工程无功补偿成套装置 施工方案 四川巴中和兴电力责任有限公司 2015年03月10日
批准：____________ ________年____月____日技术审核：____________ ________年____月____日编写：____________ ________年____月____日
1、编制依据 1、国家电网公司关于进一步提高工程建设安全质量和工艺水平的决定国家电网基建〔2011〕1515号 2、国家电网公司基建质量管理规定（基建/2）112-2015 3、国家电网公司输变电工程优质工程评定管理办法国网（基建/3）182-2015 4、国家电网公司输变电工程验收管理办法国网（基建/3）188-2015 5、国家电网公司输变电工程标准工艺管理办法国网（基建/3）186-2015 6、国家电网公司输变电工程流动红旗竞赛管理办法国网（基建/3）189-2015 7、关于深化标准工艺研究与应用工作的重点措施和关于创优工作的重点措施基建质量〔2012〕20号 8、国家电网公司输变电工程质量通病防治工作要求及技术措施基建质量〔2010〕19号 9、关于应用《国家电网公司输变电工程施工工艺示范》光盘的通知基建质量〔2009〕290号 10、电气装置安装工程质量检验及评定规程DL/TT5161.1-5161.17-2002 11、接地装置冲击特性参数测试导则DL/T 266-2012 12、国家电网公司输变电工程施工安全风险识别、评估及预控措施管理办法 13、1000kV及以下串联电容器补偿装置施工质量检验及评定规程Q/GDW 1852-2012 14、1000kV及以下串补装置施工及验收规范Q/GDW 1853-2012 15、1000kV及以下串联电容器补装置安装施工工艺导则Q/GDW 1854-2012 2、作业准备 2.1、人员组织 序号作业组单位数量备注 1 施工负责人：冯建国人 1 负责人员组织、质量、安全工作 2 技术负责人：贾忻雁人 1 负责全面技术工作
低压无功补偿柜操作规程 1.在成套装置接线正确无误、供电电源正常的情况下，将电容补偿柜的智能无功功率控制器的电源开关（微型断路器）暂时置断开位置（OFF位置），成套装置各柜体里面的其他电源开关（微型断路器）均置接通位置（ON位置）。 2.将成套装置1#进线柜里面的主电路开关（塑壳断路器）均置接通位置（ON位置）。进线开关柜（1#柜）内的主断路器（QF1）为电动预储能合闸方式，其合闸过程请按下面的3操作。 3.首先按下“储能”按钮，主断路器储能电动机动作并带动弹簧开始储能，储能结束后（此时储能指示灯亮），按下“合闸”按钮，弹簧储能释放，使主断路器（QF1）完成合闸动作。主断路器合闸后，合闸指示灯亮，分闸指示灯灭，储能指示灯也灭。 4.在1至3操作完成之后，且各种指示均正常的情况下，转换开关切换到手动状态（非自动状态）后，旋转转换开关，投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中。此时可检测整个系统中各个电容的回路是否正确。 5.在各种指示均正常的情况下，接通电容柜智能无功功率控制器的电源开关（置ON位置），控制器接通电之后显示“CAL”,5秒后进入自动工作状态，如输入电流符合最小要求（大于150mA）,将显示所测电网功率因数cos?。此时可设置控制器的参数，可将控制器的“功率因数值”cos?设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cos?大)，同时设定模式设置为人工设定模式。将转换开关切换至自动状态,将“投切允许”打至右位即（ON位置）,无功补偿成套装置将投入正常工作。此时可以手动按下无功补偿控制器上的”增加”按钮来投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到补偿后的功率因数达到预定的设置为止，而相反按“减少”可切除相应电容。当设定参数时，将控制器的“功率因数值”cos?设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cos?大)，可将设定模式设置为全自动设定模式。此时将“投切允许”打至右位即（ON位置）,将转换开关切
简析变电设计中无功补偿装置的设计方式 发表时间：2018-02-08T15:52:08.367Z 来源：《防护工程》2017年第29期作者：孙超 [导读] 随着社会经济发展水平的不断提高，电网建设规模逐渐扩大，但是我国的国情决定了变电站分布不均的现实情况。 国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司河北省秦皇岛市 066000 摘要：随着社会经济发展水平的不断提高，电网建设规模逐渐扩大，但是我国的国情决定了变电站分布不均的现实情况。无功补偿装置，能够有效提高电网电能的传送质量，对于减少电网运行过程中的线路损耗问题起到良好的促进作用。在变电设计工作中做好无功补偿装置的设计工作，能够有效维持电网运行的安全性和稳定性，同时在很大程度上还能够促进社会经济的发展，保障人们的生产生活。本文就变电设计中无功补偿装置的设计方式进行分析。 关键词：变电设计；无功补偿装置；设计方式 在经济建设快速发展过程中，电网建设与电网普及覆盖面不断扩大，但是由于我国电网建设起步较晚，易出现供电不良、供电分布不均等现象，这对城市用电造成了一定的影响，而无功传输可以减少电网电压输送损耗，因此为了能够更好的提高电网电能输送量，为居民用电量提供有效保障，加强变电设计中无功补偿装置设计方式研究就显得越发重要。 1 变电设计中进行无功补偿的必要性 电力传输系统中最常见的用电设备有变压器、异步电动机、输电线路等，大部分设备都是属于感性负荷性质的元件，在运行的过程中应该要向这些设备提供相应的无功功率，无功电源主要有发电机、静电电容器、静止补偿器等，无功功率的产生一般不会产生太多的能耗，但是无功功率在传输的过程中会产生电压以及功率的损耗。如果是由发电企业直接向用户提供无功功率，则会导致输电线路以及变压器因为输送大量的无功功率造成能量损耗，对经济效益是一种损耗。因此在电能的传输过程中，为了最大限度地减少无功功率在传输过程中的损耗，提高输电、配电设备的功率，应该要加强无功补偿设备的配置，按照分级补偿和就地平衡的原则进行合理的布局。合理地布置无功功率的补偿容量，改变电力网的无功潮流分布，可以减少电能传输网络中的有功功率的损耗以及电压的损耗。从而对用户端使用的电能的质量进行改进。在进行无功补偿装置的设置过程中，应该要根据电网的电压、系统的稳定性、无功平衡等多方面的要素，对补偿装置的设置地点、补偿装置的容量、种类形式等进行确认。电气的安装过程中，应该要从安装地点的自然环境、各种装置的接线方式、布置形式等方面出发，避免装置引起的操作过电压和谐振过电压对电能产生影响。 2 无功补偿的概念和原理 在供电系统中，所谓的无功补偿是对无功功率补偿的简称，主要功能是提高供电效率，降低输电线路损耗以及供电变压器，提高电网的功率因数，改善供电环境。所以，无功补偿在电力系统中占据着不可缺少的地位。对无功补偿装置进行合理的配置，可以提高供电质量，减少电网损失，假如选择不合适的电网，就可能导致电压不断波动，谐波不断增大等诸多问题。在电网输出的功率中，包括了无功功率和有功功率两部分，无功功率不可以直接消耗电能，把电能转化成另一种形式的能，而这种能是电气设备做功不可缺少的条件，与此同时，它还可以实现和电能的周期性转换；有功功率主要是直接消耗电能，把它转化成其他形式的能，比如化学能、热能等，并且利用这些能做功。 所说的无功补偿的原理指的是，把具有感性功率负荷的装置和具有容性功率负荷的装置在同一个电路上实现并联，使能量可以在两种负荷之间可以相互流通，进而利用容性负荷输出的无功功率，对感性负荷所需要的无功功率进行补偿。从实质方面分析，就是用交流电容器代替原来的变压器或者电网，进而提供相应的无功功率。 3 变电设计中无功补偿装置的设计方式 3.1 调相机设计 在进行变电设计无功补偿装置设计时，调相机设计是以往最常使用的一种设计方式，具体而言，调相机无功补偿设计方式应用过程中，主要是利用了同步调相机这一装置设备，此种装置设备与发电机的原理大致相同，是通过励磁运行作用让电力系统中接收到无功功率，而当欠励磁运行时，电力系统又可以将感性电磁再次传输出去，这样就实现最佳的无功负荷运行效果。因此在进行调相机无功补偿设计时，重要的就是对励磁运行装置进行调节控制，从而实现同步调相机对装置中无功功率电压的吸收或者输出，为电力系统的安全运行提供最大限度的保障。但是值得注意的是，在进行调相机无功补偿设计时，由于同步调相机属于旋转式机械，在运用的过程中有功损耗比较大，因此若是使用的同步调相机容量比较小，易造成成本方面的浪费，因此在电网系统运行需求量不断增加的今天，利用调相机进行无功补偿设计还应不断进行改进。 3.2 电容器设计 电容器设计也是变电设计中无功补偿装置设计的一种常见方式，电容器无功补偿设计，就是在电网中并联电容器，从而实现容性负载提升，这样电网系统在进行容性功率吸收或者输出时，就可以更好的实现线路中感性负荷方面的无功要求，进而实现最佳的无功补偿效果。同时利用电容器进行无功补偿设计，投资费用比较少，并且调试方便，既可以集中式的进行使用，也可以分散性的进行设置，因此此种设计当时的灵活性是比较好的。由于电容器无功补偿设计具有如此多的优势，因此有数据调查显示，在我国已经有90%的电网系统利用电容器设计进行无功补偿。但是在利用电容器进行无功补偿时，必须要保障无功功率与节点电压数值之间呈现一种正比例关系，这样才能减少电力系统之中电压的损耗，若是在进行电容器无功补偿设计时，无法满足这一要求，实际补偿效果也会受到一定的影响，这是现下应用电容器无功补偿设计方式的一大难点，为此还需不断的加强电容器无功补偿设计方式方面的研究。 3.3 无功补偿器（SVC）设计 无功补偿器是第二代无功补偿装置，通常而言是指静止无功补偿器，其应用范围有输电系统的负载无功补偿以及波阻补偿。具有代表性的有晶闸管投切电抗器（TCR）、晶闸管控制电抗器+固定电容器（TCR+FC）、晶闸管投切电容器（TSC）。实现无功补偿的原理就是通过控制晶闸管触发角，来改变接入系统的等效电纳，从而实现调节系统中无功功率的输出的目的。但是该种装置尚存在问题：由于晶管具备班控的特点，一旦被触发导通，则只有等到流经它的电流不超过维持电流之后才能够关断，因此在半个电源周期时间范围内，反并联