无功补偿装置几种常见类型

风电场无功补偿断路器的选择设备（选型）作者:贾文慧关键词: 风电场断路器新能源升压站按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式可分为：多油式断路器、少油式断路器、压缩空气高压断路器、SF6断路器、真空断路器等。

目前，新能源升压站建设中用的较多的是真空断路器和SF6断路器。

在施工图设计过程中，针对35kV无功补偿的断路器是选用真空断路器还是SF6断路器的意见不一致。

在风电场集中建设的时期，如何降低投资造价是各位业主尤其关注的交点，下面针对“35kV 无功补偿的断路器选择是选用真空断路器还是SF6断路器”展开讨论。

1、无功补偿的分类：无功补偿的常用装置有：同步调相机(较少使用)、静止补偿装置、静止无功发生器。

静止无功补偿装置(SVC)可分为电磁型和晶闸管控制型两大类。

晶闸管控制型SVC主要类型有晶闸管控制电抗器(TCR)型、晶闸管投切电容器(TSC)型、以及这两者的混合装置TCR+TSC型和晶闸管控制电抗器与固定电容器的混合装置TCR+FC型、晶闸管控制电抗器与机械投切电容器的混合装置TCR+MSC型等。

其中，TCR与TSC型原理图如下所示：静止无功发生器(SVG)采用GTO构成的自换相变流器，通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功，进行无功补偿。

目前有直挂式和变压器式两种型式。

直挂式SVG原理图如下所示：SVG与SVC的最大区别是，无功调节不是通过控制容抗或感抗的大小实现的，因而，无需直接与系统连接的电容器或电抗器，不存在系统谐振问题，而且大大减小了设备的体积。

相同容量情况下，SVG的体积约为SVC的三分之一。

2、高压断路器的选用：高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，它有完善的灭弧装置。

断路器在开断交流电路时，随着电流每半周过零一次，电弧将自然暂时熄灭。

过零后电弧是否重燃，取决于弧隙中游离过程和去游离过程的竞争结果。

如果弧隙游离过程强于去游离过程，电弧就会重燃;如果在电流过零时，采取有效措施，加强弧隙的冷却，使弧隙介质的能力达到不会被弧隙外施电压击穿的程度，电弧就不会重燃而最终熄灭。

动态无功补偿装置的种类一、功率、功率因数在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。

交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送到电器的电功率并不完全做功。

因为，其中有一部分电功率（电感和电容所储的电能）仍能回输到电网，因此，凡实际为电器（电阻性质）所吸收的电功率叫有功功率率。

电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不会消耗，称为无功功率。

当电网电压为正弦波形，并且电压和电流同相位时，电阻性电气设备从电网吸收的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P＝U×I电阻性电气设备包括白炽灯、电热器等。

电动机和变压器运行时需要建立磁场，这部分能量不能转化为有功功率，因此称之为无功率Q。

此时电流滞后电压一个角度φ。

在选择变配电设备时应按视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：S＝√P2＋Q2无功功率的传输加重电网的负担，使电网损耗增加，因此需要对其进行就近和就地补偿。

并联电容器可以补偿或平衡电气设备的感性无功功率。

当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。

在交流电网中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路实际吸收的电功率，而是表面上的数值，叫做视在功率，用字母S表示。

通常视在功率的单位用千伏安，用字母KVA表示。

有功功率与视在功率的比值就是功率因数，用C OSφ表示，它是没有单位的COSφ＝P／S（％）。

电网基本元件：电阻性质的电器：电阻丝、加热、发光装置。

电感性质的电器：电动机、变压器等电容性质的电器：电容器、电缆等二、提高功率因数的意义：在一定的有功功率下，当用户的COSφ比较小，视在功率比较大，为了满足用电的需要，供电线路和变压器的容量需要大，这样，增加了供电投资、降低设备利用率，也增加线路网损。

ABB无功补偿解决方案无功补偿是现代电力系统中非常重要的一个问题。

它是通过调节无功功率的大小和方向，来提高电力系统的功率因数，减小系统的无功功率损耗，改善电压质量，提高电力系统的稳定性和可靠性。

ABB作为全球领先的电力与自动化技术公司，提供了一系列的无功补偿解决方案。

一、静态无功补偿装置（SVC）SVC是一种通过电力电子器件实现无功补偿的装置。

它主要包括电容器组件、电抗器组件和电力电子开关装置。

在电力系统中，当系统的功率因数较低时，SVC可以通过调整电容器和电抗器的容量，来改变系统的无功功率大小和方向，从而实现无功补偿。

此外，SVC还可以对电流进行实时监测和控制，能够快速响应系统的无功功率需求变化，提高电力系统的稳定性。

二、静态同步补偿装置（STATCOM）STATCOM是一种高级的无功补偿装置，通过采用电力电子开关装置和直流电压源，可以实现对系统的无功功率进行实时控制。

与传统的无功补偿装置相比，STATCOM具有更高的无功补偿能力和响应速度，可以实现更精确的无功功率控制。

此外，STATCOM还具有电压调节功能，可以提高电力系统的电压质量和稳定性。

三、动态无功补偿装置（DSTATCOM）DSTATCOM是一种通过电力电子器件实现无功补偿的装置，与静态无功补偿装置不同的是，DSTATCOM是通过输出与电网中谐波和噪声相反的谐波和噪声信号，来实现无功功率的动态补偿。

DSTATCOM可以快速响应系统的无功功率需求变化，能够有效地抑制电网中的谐波和噪声，并提高电力系统的电压质量和可靠性。

四、电容器无功补偿装置（FCR）FCR是一种常用的无功补偿装置，通过调整电容器的容量，来实现对电力系统的无功功率进行补偿。

FCR具有响应速度快、结构简单、成本低等优点，可以满足大部分电力系统无功补偿的需求。

同时，ABB还为FCR提供了智能监控和控制系统，可以实时监测和控制电容器的运行状态，提高系统的稳定性和可靠性。

以上是ABB提供的一些常用的无功补偿解决方案。

无功补偿设备主要分类简介无功补偿是电力系统及电力设备稳定运行的重要保障，无功补偿设备也是输配电网必备的重要设备。

无功补偿设备大致可分为三类：调相机、静止无功补偿装置（Static Var Compensator，SVC）、静止无功发生装置（Static Var Generator，SVG）。

调相机或称同步调相机、同步补偿机是较早出现的一类无功补偿设备。

调相机实际是一台空载运行的同步电动机，利用同步电动机在不同励磁电流下的发出或吸收无功电流的能力起到无功补偿作用。

当正常励磁时，调相机的电枢电流接近于零；过励磁时，调相机向电网发出无功电流；欠励磁时，调相机从电网中吸收无功电流。

因此，调相机经常运行在过励状态，励磁电流较大，损耗也比较大，发热比较严重。

为方便运行起见，调相机一般与发电厂中的同步发电机组或负荷端的异步电动机组安装在一起，容量较大的调相机还需要采用氢气冷却。

以上缺点均大大限制了调相机的应用范围，目前除在高压直流输电线路的终端作动态无功支持外，已很少使用。

SVC是目前应用最为广泛的一类无功补偿设备。

单就字面而言，SVC中的“Static”即静止，是相对于调相机的旋转而言，因此除调相机和SVG之外，凡是用电感或电容进行无功补偿的装置均可称作SVC。

按国际大电网会议的定义，SVC可分为以下7类：机械投切电容器（MSC）、机械投切电抗器（MSR）、自饱和电抗器（SR）、晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、晶闸管投切电抗器（TSR）、自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）。

实际上以上7类仍未能涵盖全部SVC设备，例如MCR(Magnetic Control Reactor)——磁阀式可控电抗器设备以及由以上两类或几类技术混合构成的设备。

一般认为应慎重使用SVC这一名词，因为其所能指代的范围过于宽泛。

在种类繁多的SVC设备中，一般可按控制/投切设备的种类分为机械投切型及电力电子型两大类，通常所称的SVC设备也是指这两类。

无功补偿装置的分类及原理无功补偿装置是电力系统中的重要设备，可以通过对无功功率的调整来提高电力系统的功率因数，提高供电质量。

本文将对无功补偿装置的分类及原理进行详细介绍。

一、无功补偿装置的分类根据无功补偿装置的工作原理和结构特点，可以将其分为以下几类：静态无功补偿装置、动态无功补偿装置、谐波滤波无功补偿装置和电容式无功补偿装置。

1. 静态无功补偿装置静态无功补偿装置是通过电子元件，如电容器、电抗器等，来实现无功补偿的装置。

根据无功补偿的方式，静态无功补偿装置可以进一步细分为并联补偿和串联补偿。

并联补偿装置主要是通过并联连接电容器来补偿电路中的无功功率，这样可以提高功率因数，提高电网的稳定性。

而串联补偿装置则是通过串联连接电抗器来调整电路中的无功功率，来实现无功补偿的效果。

2. 动态无功补偿装置动态无功补偿装置主要是通过控制器来控制电容器的连接和断开，以实现对无功功率的补偿。

具有响应速度快、调节范围大等优点，适用于电网无功功率变化较大的情况。

3. 谐波滤波无功补偿装置谐波滤波无功补偿装置主要用于滤除电网中的谐波成分，以提高电网的谐波污染程度，保证电网的供电质量。

常见的谐波滤波无功补偿装置主要包括谐波滤波器和无功发生器。

4. 电容式无功补偿装置电容式无功补偿装置是一种通过电容器来实现无功补偿的装置。

通过控制电容器的容量和连接方式，可以实现对电网的无功功率进行精确调节。

二、无功补偿装置的原理无功补偿装置的原理主要是通过改变电路的电流和电压之间的相位差，来实现对电流中的无功功率的补偿。

当电力系统中存在导致无功功率的负荷或设备时，会导致电流与电压之间的相位差，从而产生无功功率。

无功补偿装置通过调整系统中的无功补偿元件（如电容器或电抗器）的连接和断开方式，来改变电路中的相位差，从而实现对无功功率的补偿。

在静态无功补偿装置中，通过控制无功补偿元件的连接或断开来改变相位角。

对于串联补偿装置，通过增加或减少串联电抗器的容值，来改变电路的无功功率。

无功补偿技术的比较研究无功补偿技术是电力系统中常用的一种技术手段，广泛应用于电力传输和分配过程中。

本文将对当前常见的三种无功补偿技术进行比较研究，包括静态无功补偿、动态无功补偿和混合无功补偿技术。

一、静态无功补偿技术静态无功补偿技术是通过静止性电子器件实现的无功补偿。

常见的静态无功补偿技术包括静态无功补偿装置（SVC）和静态同步补偿装置（STATCOM）。

SVC通过可控硅器件来实现电容和电感的不同接入方式，并通过控制这些器件的导通使无功功率补偿装置进行补偿。

STATCOM则通过采集电网电压的信息，在电源侧通过控制逆变器输出的电流来补偿无功功率。

静态无功补偿技术具有调节速度快、无功补偿效果好的特点，尤其适合对系统电压稳定性要求较高的场合。

然而，静态无功补偿技术的造价较高、容量限制较大，因此在大型电力系统中应用较多。

二、动态无功补偿技术动态无功补偿技术是通过旋转机械设备实现的无功补偿。

常见的动态无功补偿技术包括同步电动机无功补偿装置（SVC）和风力发电机组无功补偿装置。

同步电动机无功补偿装置通过调节同步电动机的励磁电流来实现无功功率的补偿。

它具有快速响应、无功补偿效果好等特点，但是同步电动机的容量相对较大，造价较高。

风力发电机组无功补偿装置则通过调节风力发电机组的功率特性，实现无功功率的补偿。

它具有无需外部电源、容量可调节等优点，但在风电系统中的应用场景有限。

三、混合无功补偿技术混合无功补偿技术是将静态和动态无功补偿技术相结合的一种补偿方式。

常见的混合无功补偿技术包括STATCOM与风力发电机组的组合、SVC与同步电动机无功补偿装置的组合等。

混合无功补偿技术通过充分发挥静态和动态无功补偿技术的优势，提高了无功补偿的效果和灵活性。

它既能提供快速响应的能力，又能在容量限制方面更加灵活。

然而，混合无功补偿技术的内部机构复杂，控制难度较大。

总结：静态无功补偿技术、动态无功补偿技术和混合无功补偿技术各有其优缺点。

无功补偿装置的分类无功补偿有许多种灯类：从补偿的范围划分可以分为负荷补偿与线路补偿，从补偿的性质划分可以分为感性与容性补偿。

下面将并联容性补偿的方法大致列举：1、同步调相机调相机的基本原理与同步发电机没有区分，它只输出无功电流。

由于不发电，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。

调相机是电网中最早使用的无功补偿装置，当增加激磁电流时，其输出的容性无功电流增大。

当削减激磁电流时，其输出的容性无功电流削减。

当激磁电场削减到肯定程度时，输出无功电流为零，只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗，当激磁电流进一步削减时，输出感性无功电流。

调相机容量大、对谐波不敏感，并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点，因此调相机对于电网的无功平安具有不行替代的作用。

由于调相机的价格高、效率低，运行成本高，因此已经渐渐被并联电容器所替代。

但是近年来出于对电网无功平安的重视，一些人主见重新启用调相机。

2、并联电容器并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。

其主要特点是价格低，效率高，运行成本低，在爱护完善的状况下牢靠性也很高。

在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组，而在低压配电系统中则主要使用自动掌握电容器投切的自动无功补偿装置。

自动无功补偿装置的结构则多种多样形形色色，适用于各种不同的负荷呢况。

对于低压自动无功补偿装置将另文具体介绍。

并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性。

当电网中含有谐波时，电容器的电流会急剧增大，还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大，另外，并联电容器属于恒阻抗元件，在电网电压下降时其输出的无功电出下降，因此不利于电网的无功平安。

3、SVCSVC的全称是静止式无功补偿装置，静止两个字是同步调相机的旋转相对应的。

国际大电网会议将SVC定义为7个子类：a、机械投切电容器（MSC）b、机械投切电抗器（MSR）c、自饱和电抗器（SR）d、晶闸管掌握电抗器（TCR）e、晶闸管投切电容器（TCR）f、晶闸管投（TSC）g、自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）依据以上这些子类，我们可以看出：除调相机之外，用电感或电容进行无功补偿的装置几乎均被定义为SVC。

无功补偿装置的分类及特点无功补偿装置是电力系统中用来改善功率因数的重要设备之一。

它通过补偿无功功率，提高电力系统的效率和稳定性。

根据不同的工作原理和功能，无功补偿装置可以分为静态无功补偿装置和动态无功补偿装置两大类。

本文将对这两类装置的特点进行探讨。

一、静态无功补偿装置静态无功补偿装置是一种通过静态元件来实现无功功率补偿的装置。

主要有电容补偿装置、电抗补偿装置和混合补偿装置。

1. 电容补偿装置电容补偿装置采用电容器来产生无功电流，补偿电网中的感性无功功率。

它主要可以分为固定电容补偿装置和可变电容补偿装置两种类型。

固定电容补偿装置适用于无功负荷变化不大的场合。

它具有简单、可靠的特点，并且成本较低。

但是，由于负载变化时的固定补偿容量不能适应需求，可能导致补偿效果不佳。

可变电容补偿装置能够根据负荷变化自动调整补偿容量，适用于负荷波动较大的场合。

它通过控制开关和电容器的并联或串联连接来实现不同的电容量组合，从而提供灵活的无功补偿调节。

2. 电抗补偿装置电抗补偿装置主要采用电感器来产生无功电流，补偿电网中的容性无功功率。

它主要包括固定电抗补偿装置和可变电抗补偿装置两种类型。

固定电抗补偿装置适用于容性负荷变化不大的场合。

它能够稳定供电系统电压，改善电网的稳定性和功率因数。

但是由于固定电感器无法应对负荷波动，因此其补偿效果受到一定限制。

可变电抗补偿装置能够根据负荷变化自动调整补偿容量，适用于波动性负荷较大的场合。

它通过调节器件的感应度和接入方式实现电抗的动态调节，以满足不同负荷条件下的无功补偿需求。

3. 混合补偿装置混合补偿装置是将电容补偿装置和电抗补偿装置组合在一起使用的装置。

通过合理地选择电容和电抗的组合方式，可以更精确地对功率因数进行补偿。

这种补偿方式在大型电力系统中应用较多，可以提高电网的功率因数、稳定性和可靠性。

二、动态无功补偿装置动态无功补偿装置是一种根据电网运行状态实时调整补偿容量的装置。

主要包括SVG（Static Var Generator）和SVC（Static Var Compensator）。

无功功率补偿（VARCOMPENSATOR）简称无功补偿装置，在电力供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，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。

合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。

反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。

无功补偿的工作原理：在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；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，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。

无功功率比较抽象，它用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。

它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。

凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。

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。

如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。

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。

无功补偿装置的选型与设计无功补偿装置是一种用于改善电力系统功率因数的设备，它通过补偿电流中的无功成分，提高功率因数，减少系统的无功功率损耗。

本文将探讨无功补偿装置的选型与设计，以帮助读者了解如何选择合适的无功补偿装置及其设计原则。

1. 无功补偿装置的选型在选择无功补偿装置时，需要考虑以下几个因素：1.1 系统功率因数系统的功率因数是选择无功补偿装置的基本依据。

当系统功率因数低于设定值时，需要考虑安装无功补偿装置来提高功率因数。

1.2 负载类型根据负载的类型，可以选择不同类型的无功补偿装置。

常见的无功补偿装置包括静态无功发生器（SVC）、无功发生器组（STATCOM）和固定补偿电容器等。

1.3 控制方式无功补偿装置可以通过电容器开关或智能无功补偿控制器进行控制。

根据实际需求，选择适合的控制方式。

1.4 额定容量根据负载的需求和系统的容量，选择合适的无功补偿装置额定容量。

过小的容量可能无法满足需求，而过大的容量将浪费资源。

2. 无功补偿装置的设计无功补偿装置的设计需要考虑以下几个方面：2.1 电容器选择选择适当的电容器是无功补偿装置设计中的关键之一。

电容器的选择应考虑其额定电压、容量和损耗等因素，以确保电容器可以正常运行并满足功率需求。

此外，电容器还需要具备耐高压、低损耗和较长的使用寿命等特性。

2.2 保护措施为了确保无功补偿装置的安全稳定运行，需要采取相应的保护措施。

例如，安装电容器过电流保护器、电压保护器和温度保护器等，以防止电流过载、电压过高和温度过高等问题。

2.3 协调性设计对于较大规模的无功补偿装置系统，需要进行协调性设计，以保证系统各个组件之间的协调运行。

例如，根据系统的特点选择合适的滤波器、电抗器和电流互感器等，以优化系统的无功补偿效果。

2.4 安装位置无功补偿装置的安装位置也需要仔细考虑。

选择合适的安装位置可以最大程度地减少电缆长度和功率损耗，提高系统的效率。

综上所述，无功补偿装置的选型与设计需要综合考虑系统功率因数、负载类型、控制方式、额定容量等因素。