收稿日期：2011-06-
12作者简介：孙楷淇（1981-），男，山东烟台人，硕士，主要从事无功补偿、配网运行维护的研究。E-
mail ：skq23@126．com 基于MATLAB 的TCR-TSC 型无功补偿
装置（SVC ）仿真研究
孙楷淇
（阜阳市供电公司，安徽阜阳236017）
摘要：本文阐述了一种TCR-TSC 型无功补偿装置（SVC ）设计，对系统级模型进行理论分析，
利用了交流无触点开关系统与矢量控制系统，采用MATLAB 对模拟系统进行了仿真，仿真结
果表明了该设计方法的正确性和有效性。
关键词：TCR ；TSC ；无功补偿；SVC ；MATLAB
中图分类号：TM761+．12文献标识码：A 文章编号：1672-
9706（2011）增刊-0001-05Simulation Research on TCR-TSC Static Var Compensator （SVC ）
Based on MATLAB
SUN Kai-qi
（Fuyang Power Supply Company ，Fuyang 236017，China ）
Abstract ：A TCR-TSC static var compensator （SVC ）is designed in this paper．It is theoretically ana-lyzed that the SVC system-level model to use the AC non-contact switching system and vector control sys-tem．Then the model system is simulated by using MATLAB．Simulation results show the correctness and effectiveness of the design．
Key words ：TCR ；TSC ；reactive power compensation ；SVC ；MATLAB
1无功补偿在电力系统中的意义
随着我国工业现代化的迅速发展，现代电力系统规模日益扩大，对电网运行的可靠性要求也越来越
高。改善电网运行质量，
提高电网功率因数、减少网络损耗是一件十分重要的工作。在电力负荷中，有相当一部分属感性负荷。这些负荷投入运行之后除了消耗大量的有功之外还要吸收大量变化的滞后无功。大量无功的存在，就会使用户功率因数降低，其结果造成线路有功损失加大，用户电压降低，电力设
备得不到充分应用，
破坏电力系统的稳定性［1］。2无功补偿在电力系统中存在的问题及本装置优点
目前国内广泛使用的无功补偿装置仍主要是以交流接触器作为电容器投切开关的，它的一个主要缺陷是电容器的投切动作时常会引起较严重的电流冲击和操作过电压，从而造成交流接触器的触点烧损或是补偿电容器的内部击穿。近年来，以可控硅为投切执行元件的低压无功补偿装置得到了普遍重
视，
它能够快速跟踪冲击性负荷的动态行为，并克服了电流冲击和过电压等缺陷，但是长期承载电容器电流时，功耗大，发热高，易受干扰。
综合以上这两种优缺点笔者采用了一种新型开关，机电一体化开关，它是用晶闸管与接触器并接的方式，
作为电容器投切的执行单元。在接通和断开的瞬间采用晶闸管，在正常导通期间采用接触器。它既具有晶闸管过零投切涌流小、无过电压的优点，又具有接触器主触点无功耗、可靠性高、使用寿命长的
第十六卷增刊
Vol．16，Supplement 安徽电气工程职业技术学院学报
JOURNAL OF ANHUI ELECTRICAL ENGINEERING PROFESSIONAL TECHNIQUE COLLEGE 2011年10月October 2011
优点，这是一个创新。
在静止无功补偿装置的实际应用中，主要有两个问题应合理解决：一是电容器投入过程中防止过渡过程的产生；二是电容器的频繁投切问题。
基于上述存在的问题，引入了晶闸管控制电抗器（TCR ），将可投切电容器与可控电抗器并联组合起来，就可以通过投切电容器和控制电抗器中的电流，实现从容性电流到感性电流的调节，组成了在本文
中所介绍的TCR-
TSC 型静止无功补偿系统（SVC ）。3无功补偿装置的仿真电路图
利用MATLAB 软件仿真［2，3］，无功补偿装置的电路结构主要有以下几部分组成：耦合变压器；晶闸
管控制电抗器（TCR ）；晶闸管投切电容器（TSC ）；无功补偿系统控制器状态显示部分。无功补偿系统的仿真电路图如图1
：
图1无功补偿仿真电路图
3．1
耦合变压器仿真图
图2耦合变压器仿真电路图
这是电力系统与静止无功补偿器（SVC ）的三相变压器，原边是星形联结，而副边是三角形联结。这样的连接能够减少静止无功补偿器产生的谐波干扰，把补偿器产生的谐波抑制在变压器的副边，可以减小对电网的冲击，使电网电压稳定。
3．2晶闸管控制电抗器（TCR ）
TCR 控制策略采用闭环控制系统，其包含以下三部分电路：检测电路—
——检测控制所需的系统变量和补偿器变量；控制电路—
——获得所需的稳态和动态特性对检测信号和给定参考输入量进行处理；触发电路—
——根据控制电路输出的控制信号产生相应的触发延迟角的晶闸管触发脉冲。晶闸管控制电抗器（TCR ）是无功补偿系统中的重要部分，它的开关系统是反并联晶闸管结构，根据对α角的控制，可以连续调节流过电抗器的电流，从而调节补偿器从电网中吸收的无功功率。
安徽电气工程职业技术学院学报第十六卷增刊
图3TCR 仿真电路图
3．3晶闸管投切电容器（TSC ）
TSC 的无触电开关是两个反并联的晶闸管，并加装串联电抗器。在工程中一般将电容器分成几组，每组都可由晶闸管投切
。
图4TSC 的电路图
晶闸管在电流过流时关断。电容器电流的过零时刻就是电容器电压达到峰值的时刻。如果电流由晶闸管关断，电容器将保持充电状态。因此晶闸管将承受供电电压和电容器电压之间的电压差，这个电压差就是晶闸管阀的阻断电压，它在下一个供电电压峰值到来时会比供电电压高很多。
3．4无功补偿系统控制器
无功补偿控制器是无功补偿装置中重要的部分。首先它从电网中采集信号，
经过控制器内部复杂的运算，产生控制TSC 和TCR 的脉冲，并根据补偿装置反馈的信号，来修正控制信号。其主要有以下几部分。
孙楷淇：基于MATLAB 的TCR-
TSC 型无功补偿装置（SVC ）仿真研究
图5无功补偿系统控制器仿真图
3．4．1测量系统
测量系统SVC 控制器实施控制提供必要的输入信号。SVC 控制器完成不同的控制功能时，需要不同的输入信号。有一部分信号可以直接测量，而其他信号可以通过基本的电压和电流信号在控制系统中转换得到。电压测量系统的目的是产生一个与三相平衡基频电压方均根值（rms ）成正比的直流信
号，采用基于锁乡相环的同步系统，SVC 的母线电压首先通过电压互感器（PT ）降压，然后采用坐标变
换。这种方法基于从三相（A 、
B 、
C ）到dq0变换的矢量控制模型
。图6电压调节器电路图3．4．2电压调节器
SVC 电压调节器的作
用是：通过处理测量所得
到的系统变量产生一个与
希望的补偿无功功率成比
例的输出信号。根据SVC
应用场合的不同，电压调
节器中的控制变量和传递
函数也是不同的。为了提
高系统的稳定性，SVC 需要大量的无功功率储备。
当系统发生扰动时，快速电压调节器利用SVC 的大部分可控无功功率将端电压维持在预先设定的值
上。因此，
控制系统中配备有一个慢速的电纳调节器，用来改变电压参考值从而使SVC 的无功输出功率返回到预先设定的值，一般情况下这个值是很小的。
3．4．3
触发脉冲发生器
图7触发脉冲发生器电路图
从电压调节器输出的电纳参考信号被传送到触发脉冲发生单元，该单元产生适合于SVC 中所有晶安徽电气工程职业技术学院学报第十六卷增刊
闸管和晶闸管投切设备的触发脉冲，从而在SVC 母线上得到期望的电纳，并达到设定的控制目标。4TCR-TSC 型无功补偿装置（SVC ）仿真分析
该仿真系统为300Mvar 的静止无功补偿器（SVC ）调节电压在6000MVA735kV 的系统。SVC 由一个735kV /16kV333MVA 的耦合变压器，一个109Mvar 的晶闸管控制电抗器（TCR ）和连接在变压器副边的
三个94Mvar 的投切电容器（TSC1、
TSC2、TSC3）组成。投切TSC 将使副边无功功率按照94Mvar 的顺序产生从0到282Mvar 的离散性变化，
并且呈容性（16kV ）。然而TCR 的相控产生从0到109Mvar 的连续性变化，呈感性。考虑变压器的漏电抗（15%），从原边看到的SVC 的等效电纳能够从－1．04pu /图8无功补偿装置仿真波形100MVA （完全感性）到+3．23pu /100Mvar （完全容性）连续性
变化。为了得到电压调压器所需的电纳，
SVC 控制器监控原边的电压并且把适当的脉冲送给24个晶闸管（每个三相桥6
个晶闸管）。
电力系统一个等效电感（6000MVA 短路时）和一个200MW
的负载组成。将所有的参数设定好以后，电力系统的扰动不变，
时间为（00．10．40．7），对应的电压为（1．01．0250．93
1．0）。SVC 在电压控制模式下，参考电压设置为Vref =1．0pu 。
调节器的电压降为0．01pu /100MVA （0．03pu /300MVA ）。因此
当SVC 运行点从完全容性（+300Mvar ）到完全感性
（－100Mvar ）变化时，SVC 的电压在1－0．03=0．97pu 和1+
0．01=1．01pu 之间变化。仿真波形如图8。
注：在第一个图形Va ［pu ］Ia ［pu /100MVA ］中。白线代表电压，黑线代表电流。
在第二个图形Q ［Mvar ］中，曲线代表SVC 产生或吸收无功功率的多少。
在第三个图形Vmeas Vref ［pu ］中，曲线代表测量所得的电压，直线代表参考电压。
在第四个图形alpha TCR ［deg ］中，曲线代表TCR 的触发角。
在第五个图形number of TSCs 中，曲线代表投入TSC 的多少。
当SVC 不工作时，初始源电压设置在1．0pu ，
SVC 终端得到1．0pu 的电压。当参考电压Vref 设置为1．0pu 时，SVC 初始是不稳定的（零电流）。该运行点由串联其中的TSC1获得，并且TCR 是在半导通状
态下（alpha =130度）。在t =0．1s 时电压突然增加到1．025pu 。为了使电压回到1．0pu ，
SVC 通过吸收无功功率（Q =－95Mvar ）抑制电压上升。95%的回落时间大约是135ms 。此时所有的TSCs 都不工作并且TCR 几乎是在完全导通状态下（alpha =100度），由于TCR 的投入，很明显在第一个图形中这个阶
段的电压和电流不同步，
电流几乎滞后电压90度。在t =0．4s 时原电压突然降低到0．93pu 。SVC 通过产生100Mvar 的无功功率来抵制电压的降低，因此把电压增加到0．95pu 。此时三个TSCs 都工作，而TCR 几乎是不吸收任何无功功率（alpha =180度），由于TSC 的投入，第一个图形中此阶段的电流超前
电压几乎是90度。在最后一个图形上观察TSCs 是怎样按顺序投切的。每次一个TSC 投入，
TCRalpha 角突然从100度（导通）改变到180度（导通）。在TSC 切除时，
TCRalpha 角突然从180度（不导通）改变到100度（导通）。最终在t =0．7s 时电压增加到1．0pu 并且SVC 无功功率降低到零。
所以，该系统能够实现从感性到容性连续的进行控制调节，并且响应时间比较快，其控制能力，电压控制，
辅助稳定信号，按相控制都比较好。5结论
综上所述，该TCR-
TSC 型无功补偿装置（SVC ）能够解决以前电力无功功率补偿系统中的很多问题，该系统在国内外都是比较先进的，能够实现从感性到容性连续地进行控制调节，并且响应时间比较快，其控制能力、电压控制、辅助稳定信号、按相控制都比较好。因为TCR 的存在，产生谐波，但TCR 的容量比较小，所以谐波产生就比较小，在TCR 中需要滤波器。无旋转惯性，并且损耗较小。
参考文献：
［1］姜齐荣．新型静止无功发生期建模及其控制研究［D ］．北京：清华大学电机系，1997．
［2］孙亮．MATLAB 语言与控制系统仿真［M ］．北京：北京工业大学出版社，2001：233-239．
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M ］．北京：科学出版社，2001：162-165．孙楷淇：基于MATLAB 的TCR-
TSC 型无功补偿装置（SVC ）仿真研究
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下： 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV 电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV 及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。
电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 电气与信息工程学院 自动化13-2 马春野 20131802
电力系统的无功优化、补偿及 无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 一前言 随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。 无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。 二无功优化和补偿的原则和类型 1、无功优化和补偿的原则 在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定： 1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制； 2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。 3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。 4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。 2、无功优化和补偿的类型 电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。
《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV 及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。 第八条35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功
现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。 1 电压与无功补偿 电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端，驱动用电设备工作。 交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称 为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。
国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流的乘积 为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。
我们以电感元件和电容元件的并联回路来说明这个问题，见图1a，在电压的作用下，电感回路中电流滞后电压90°，而在电容回路中电流却是超前电压90°，即在同一电压作用下，任一瞬时，IL和IC在时间轴对称。我们将每一瞬间电感上的电压与电感电流IL相乘得到电感的功率曲线PL(图1b)，同样的，将电容上的电压与电容电流IC相乘得到电容的功率曲线PC(图1c)。 如图2a所示，功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率，并把所吸 电感收的能量转化为磁场能量；而在第一和第三个1/4周期内
毕业论文（设计） 题目电力系统的无功优化、补偿及无功补 偿技术对低压电网功率因数的影响
2007年8月30日 电力系统的无功优化、补偿及 无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 电气工程及其自动化专业 学生：指导教师： 摘要：电力系统的无功优化和无功补偿是提高系统运行电压，减小网损，提高系统稳定水平的有效手段。本文对当前常用的无功优化和无功补偿进行了总结，对目前无功补偿和优化存在的问题进行了一定的探讨和研究。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、用电单耗和人民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，电压问题本质上就是一个无功问题。解决好无功补偿问题，具有十分重要的意义。 关键词：无功优化无功补偿网损电压质量功率因数 Reactive power system optimization, compensation and Reactive power compensation of low voltage network of power factor Electrical Engineering and Automation Student:Luobifeng Supervisor：Qingyuanjiu Abstract:Reactive optimization and reactive compensation of power system is a valid way to increse the sy stem’s operating voltage and maintenance level .It’s also the way to reduce the internet loss . This essay summarize what Reactive optimization and reactive compensation are in our daily life. It also discusses and studies some problems existing in reactive optimization and reactive compensation. Voltage is one of the important targets of Quality of power supply, whose quality will affect stabilization of power grids and electric equipment functioning well
电力系统中的无功补偿 众所周知，电源能量通过电感或电容时并没有能量消耗，只是在负荷与电源之间相互交换和三相之间流动。由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。电力系统中的设备大部分是根据电磁感应原理工作的，它们在单位周期内吸收的功率和释放的功率相同，以此建立交变的磁场，这部分功率就是无功功率。可见，无功功率在电力系统中扮演了重要的角色。可是在电力系统中为什么要进行无功补偿呢？ 无功补偿的必要性 在电力系统中，如变压器、电动机等许多工作时需要励磁的设备都需要从电力系统中吸收无功功率；并且输电线路具有分布电容，在电压下将产生容性无功功率，也就是说线路也要吸收感性无功。发电机是电力系统中唯一的有功电源，也是基本的无功电源。如果只依靠发电机来提供无功功率的，由于无功功率不断地来回地交换会引起发电、输电及供配电设备上的电压损耗及功率损失。另外，发电机发出的所有功率等于有功功率与无功功率的矢量和，提供的无功功率多时，提供的有功功率也就相对就减少了，显然这种运行方式也是很不经济的。 如果不进行无功功率补偿，通常会造成两个主要问题： （1）在电力传输系统中，如果说出现了无功功率不足的现象，那么就会导致电力系统中的电压以及功率因数不断的降低，最终导致用电设备受到破坏，严重情况下甚至会导致电网系统中的电压崩溃，使得整个电网控制系统瓦解，从而造成片区大面积的停电。 （2）电力电压以及功率因素的降低，会导致电力系统中的电气传输设备无法得到有效的利用，从而造成了电力系统中传输的电能损耗不断增加，降低了电能传输的效率，给用电用户的日常生活带来的极大的困扰。 因此国家相关政策规定，各级电压的电力网和电力用户都要提高自然功率因数，并按无功分层分区和就地平衡以及便于调压的原则，安装无功补偿设备和必要的调压装置，电网用户都要提高调压装置和无功补偿设备的运行水平。 无功补偿的作用 （1）提高电压质量 将线路中的电流分为有功电流I a 和无功电流I r ，则线路中的电压损失为 l a r l 3()3PR QX U I R I X U +?=?+= 其中，P 为有功功率，Q 为无功功率，U 为额定电压，R 为线路总电阻，X l 为线路感抗。
电力系统的无功补偿方法和意义 摘要随着现代电力电子技术与国民经济的进一步发展，电力用户对供电电能质量水平和用电可靠性提出了更高更多的要求。由此产生了一些静止形态的动态无功补偿装置。电力电子装置不仅可以发送而且还可以吸收无功功率，其本身也成为产生无功的功率源。但动态补偿的技术目前还不成熟。 关键词配电系统；无功补偿 中图分类号TM715 文献标识码 A 文章编号1673-9671-（2012）112-0231-01 1 无功功率的作用 无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功功率在电网中的传输，相应减少了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。 2 影响功率因数的主要因素 异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。 电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响。 以上论述了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此必须要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。 3 低压配电网无功补偿的方法 3.1 变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10 kV母线上，以补偿负荷的无功功率。补偿电容分为固定补偿与自动补偿两部分。因为有功负荷是变化的，其无功负荷也随之变化，但不论无功负荷如何变化，总可把它分为固定部分和变动部分，所以补偿电容应采取固定补偿与自动补偿相结合的方法，配置固定补偿电容以减少投资，配置自动补偿电容以满足补偿需要，做到二者兼顾。因此变电站集中补偿具有管理容易、维护方便等优点，但是这种方案对配电网的降损起不到什么作用。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e14067182.html, 电力系统无功补偿的意义 作者：王建 来源：《中国科技博览》2013年第25期 [摘要]针对电力系统中日益严重的电能质量问题，阐述进行无功补偿的意义，分析了各种无功补偿技术的原理、优、缺点以及在电力系统中的应用情况，及无功补偿有哪些经济效益及社会效益 [关键词]电能质量；无功补偿： 中图分类号：TM714.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）25-0076-01 近年来，随着国民经济的发展，电力行业也得到快速发展，特别是大范围的高压输电网络逐渐形成，负荷的快速增长对无功的需求大幅上升。无功功率并不是无用功率，而是在电能传输和转换过程中建立电磁场和提供电网稳定不可缺少的功率之一，无功经不同的电磁耦合反映不同的电压等级，同一等级电压的电网中，电压高低直接反映本级的无功平衡。无功功率的传输不但会产生很大的有功损耗，而且沿传输途径还会产生很大的电压降落，并使电网的视在功率增加，这将对系统产生以下一系列的负面影响。 （1）电网总电流增加，在传送同样的有功功率情况下，总电流的增加，使设备及线路的损耗增加，并使线路及变压器的电压损耗增加。 （2）电网的无功不足，会导致用户端的电压降低，影响正常生产和生活用电，因功率因数太低用户要多付电费；反之，如果无功过剩，会造成电网的运行损耗过高。 一、无功补偿的原理 在交流电路中，由电源供给负载率有两种：一种是有功功率，一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率。无功补偿的道理就是将同一电路中的电感电流与电容电流方向互差180～C，可采用一定比例安装特定的电容元件，实现通过电磁元件中的电路达到相互抵消电流，电流矢量与电压矢量的夹角缩小，从而能显著提高电能作功。 无功补偿的意义 （1）依据用电设备的功率因数测算输电线路的电能损失进而进行技术改造，能及时实现节电目的。 （2）用无功补偿设备提供相应无功功率，提高系统功率因数，达到降低能耗、改善电压质量，从而使设备运行稳定、减少损耗。
电力系统中无功补偿的重要性及其主要方式分析 【摘要】随着我国电力系统的逐步建设和完善，无功补偿在电力系统运行中的重要作用也逐渐得到了人们的认可与关注，无功补偿有助于提高电力资源供应质量，最大限度降低系统损耗，保持电压问题，减轻设备功率损耗等。然而，在我国的现阶段电力系统无功补偿过程中，仍然存在着一些较为明显的问题，因而有必要对无功补偿的基本方式及其重要意义进行更加深入的研究。本文就对电力系统中无功补偿的基本原理和意义进行了分析，在此基础上探讨了无功补偿的基本方式。 【关键词】电力系统；无功补偿；重要性；主要方式 无功补偿就是无功功率补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。随着近年来我国电力行业的快速发展，以及电力网络覆盖范围的逐步扩大，电力系统无功补偿已经逐渐成为了决定电网运行质量、稳定性与安全性的主要影响因素，加强电力系统无功补偿，有助于供电质量的提高，以及电力系统设备损耗的降低和电力系统功率因数的提高，因而具有十分重要的意义[1]。 1、无功补偿的意义和原理 电磁感应效应是电力系统很多用电设备的基本工作原理，在各种用电设备的能量转换过程中，系统会产生一个交变磁场，无功补偿一个周期内释放和吸收的视在功率、无功功率和有功功率之间关系。 如果无功功率的来源并非电容器，则一定会造成电力系统无功功率的大量损耗，进而增大变压器和供电线路导线的容量。如果用户端的无功功率补偿不足，则会导致严重的线路损耗，影响供电设备的利用率，造成供电投资的增加。电力系统无功补偿的主要作用机制在于：在相同的电路中并联接入具有感性功率负荷和容性功率负荷的设备，在两种负荷之间能量能够相互交换，因此，容性负荷的无功功率补偿输出能够负担感性负荷所需的无功功率。在电力系统运行过程中，不仅仅有功功率需要保持平衡，无功功率也应保持平衡。因此，《供用电营业规则》中进行了下述规定，即电力无功补偿应实现就地平衡，用户应在用电自然功率因数提高的基础上，进行无功补偿设备的装置和设计，从而保证电压与负荷的随时切除与投入，避免发生无功倒送现象。《供用电营业规则》中还对用户的功率因数标准进行了明确规定，从而避免供电部门发生拒绝供电现象。所以，不管是用电企业还是供电部门，均应进行无功功率动态补偿，从而提高电力系统运行效率，降低能源消耗，避免无功倒送现象，实现功率因数的逐步提高[2]。 2、电力系统无功补偿原则 第一，调压和降损相结合，以调压为辅、降损为主；第二，低压补偿与高压