下载文档原格式
无功补偿几种补偿方式的优缺点无功功率补偿，简称无功补偿，在电力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。
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。
今天就带大家了解13种无功补偿方式，各自有什么优点和缺点。
（1）同步调相机基本原理：同步电动机无负荷运行，在过励时发出感性无功；在欠励时吸收感性无功；主要优点：既能发出感性无功，又能吸收感性无功；主要缺点：损耗大，噪音大响应速度慢，结构维护复杂；适用场合：在发电厂尚有少量应用。
（3）就地补偿基本原理：一般将电容器直接与电动机变压器并联，二者共用1台开关柜；主要优点：末端补偿，能最大限度的降低线损；主要缺点：台数较多，投资量大；适用场合：水厂、水泥厂应用较多；（3）集中补偿基本原理：集中装设在系统母线上，一般设置单独的开关柜；主要优点：可对整个变电所进行补偿，投资相对较小；主要缺点：一般为固定补偿，在负载低时可能出现过补偿；适用场合：适用于负载波动小的系统（4）自动补偿（机械开关投切电容器）基本原理：采用机械开关（接触器、断路器）等根据功率因数控制器的指令投切电容器；主要优点：能自动调节无功出力，使系统无功保持平衡，技术成熟，占地小、造价低；主要缺点：响应时间较慢，受电容器放电时间限制；适用场合：目前主流补偿方式，满足大多数行业用户需求；（5）晶闸管投切电容器基本原理：采用晶闸管阀组根据功率因数控制器的指令过零投切电容器；主要优点：响应速度快，无涌流，无冲击；主要缺点：占地面积大，造价高；适用场合：多用于港口等负荷变化快速的场合；（6）晶闸管控制电抗器基本原理：一般由固定并联电容器和晶闸管控制的并联电抗器并联组成，通过改变晶闸管导通角改变电感电流，从而控制整套装置的无功输出；主要优点：响应速度快，无级调节，既能补偿容性无功，又能补偿感性无功；主要缺点：占地面积大，造价高，同时对大多企业用户而言，不需要感性无功；适用场合：多用于钢铁、电气化铁路和输变电系统；（7）磁控电抗器基本原理：通过可控硅控制励磁电流的大小和铁芯饱和度改变电感电流，从而控制整套装置的无功输出；主要优点：动态响应，无级调节，双向补偿，晶闸管耐压低，无须多级串联，产生谐波小；主要缺点：响应时间较TCR稍慢，噪声大；适用场合：在高压系统中占有优势；（8）串联补偿基本原理：串联电容器组用来补偿输电线路的电感，以提高线路的输电能力和稳定性。
无功补偿及意义
一、无功补偿的定义
电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率补偿。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供相应的感性负载所产生的无功功率补偿，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。
二、无功补偿的意义
⑴补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。
⑵减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95时，装1Kvar无功补偿装置可节省设备容量0.52KW；反之，增加0.52KW对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。
因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，便可以减少设计容量，或增加已有供电的容量，从而减少投资，节能降耗。
⑶降低线损，由公式ΔΡ%=（1-cosΦ2/cosΦ1）×100%得出（其中cosΦ1为补偿后的功率因数，cosΦ2为补偿前的功率因数则：cosΦ1>cosΦ2），所以提高功率因数后，线损率也下降了，减少设计容量、减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。
所以，功率因数是考核经济效益的重要指标，规划、实施无功补偿势在必行。
备注：COSΦ=P/S。
无功补偿分别有几种补偿方式？各自有哪些优点和缺点？1. 基本概念无功补偿是一种电力调节方式，是在电力系统发生无功电流时，通过增加或减少无功的注入，来达到提高电力系统的功率因数和电力质量的目的。
无功补偿主要采用补偿电容、电感或制动矩等设备，实现在电力系统中合理地消耗或产生无功功率。
2. 无功补偿方式2.1 静态补偿方式静态补偿方式指的是通过静态无功补偿器（SVC）或静态无功发生器（SVG）等设备来实现无功补偿的方式。
静态无功补偿器是一种装有补偿电容、电感器和可控电抗器等设备的电子器件，用于在有功功率不变的情况下实现无功补偿。
静态无功发生器是一种无旋转部件的电气设备，通过控制电路中电容器的电压和电流大小，来产生或吸收无功电力。
2.2 动态补偿方式动态补偿方式指的是通过能够根据控制信号动态调整输出无功功率的设备进行无功补偿。
常见的动态补偿器包括柔性直流输电（FACTS）设备和动态无功补偿器（D-STATCOM）等。
常见的无功补偿方式有：1.SVC：静态无功补偿器常用于负荷变化较大的地方，可以快速响应电网的无功补偿要求，补偿近期的负荷变化，实现电压稳定，但是电容器的使用寿命相对较短，而且电力质量受制于调制器的精度。
2.SVG：静态无功发生器在与静态无功补偿器相比，具有良好的控制性能和适应性。
其优点在于不含有电容器元件，故无需考虑元件的使用寿命。
而缺点在于，与静态无功补偿器相比，相同功率的SVG体积和重量都要大得多，给配电和输电系统的构造带来一定的限制。
3.D-STATCOM：动态无功补偿器是一种可控制的交流电压源，用于消除电力系统中的电力质量问题。
D-STATCOM不需要向电网提供有功功率，可以对负载造成极小的影响。
同时，D-STATCOM十分精确地响应电网电压的变化，有着显著的电力质量改善效果。
其缺点是，需要使用有源元器件，成本相对较高。
4.基于FACTS设备的无功补偿方式：FACTS设备是一种综合型电力调节设备，通过改变输电线路等电参数，可以在电力系统中实现无功补偿的功能。
JKW(G)系列无功功率自动补偿控制器符合标准：J B9663-2013一、简介JKW(G)系列无功功率自动补偿控制器，以控制物理量不同分JKG与JKW两种，适用于低压配电系统电容器补偿装置的自动调节(以下简称控制器)，使功率因数达到用户预定状态，提高电力变压器的利用效率，减少线损，改善供电的电压值量，从而提高了经济效益与社会效益。
产品符合:JB/T9663-2013 标准。
二、型号含义JK W 5 C-12 F / AC220V工作电压(取样电压)无:配接触器 静态 ;F: 配复合开关 动态回路数: 4,6,8,10,12共补设计序号 5: 普通款;6: 升级款;面板尺寸: 113*113mm无功功率补偿控制器JK G 2 B-12 F无: 配接触器 静态，F配复合开关 动态控制回路数: 4,6,8,10,12;B: 共补;产品电源电压 2: AC220V; 5: AC380V;产品面板尺寸: 162*102mm;无功功率补偿控制器三、功能特点1、以无功功率计算投切电容容量、补偿精度高。
2、功率因数测量精度高，显示范围宽。
3、初始相位预置(软件调节同名端或电流信号极性)。
4、具有功率因数与无功功率两种控制模式。
5、人机界面友好操作方便。
6、各种控制参数全数字可调节直观使用方便。
7、具有自动运行与手动运行两种工作方式。
8、具有过电压和欠电压保护功能。
9、具有掉电保护功能数据不丢失。
10、电流信号输入阻抗≤0.01Ω。
四、使用条件1、海拔高度不高于2500米。
2、环境温度-25℃～+50℃。
3、空气湿度在40℃时不超过50%，20℃时不超过90%。
4、周围环境无腐蚀性气体，无导电尘埃，无易燃易爆的介质存在。
5、安装地点无剧烈震动。
五、技术数据额定工作电压：AC220V或380V50Hz额定工作电流：AC0-5A50Hz输出触点容量：AC220V5A50Hz显示功率因数：滞后0.01-超前0.01测量无功功率：0-9999Kvar欠压保护值：300V控制方式：自动寻优/循环投切灵敏度：JKW为100mA/JKG为300mA防护等级：外壳IP40六、控制器有2种工作模式，任何时刻控制器只能工作在以下一种模式功率因数控制模式的特点:本控制器在出厂前已将工作模式调整在功率因数控制模式下，所有参数已按最合理的方式预置，用户只要接线正确就能正常工作，无须任何操作。
四、无功补偿的意义及原理人们对有功功率的理解非常容易，而要深刻认识无功功率却并不轻而易举的.在正弦电路中，无功功率的概念是清楚的，而在含有谐波时，至今尚无公认的无功功率定义。
但是，对无功功率这一概念的重要性和无功补偿重要性的认识，却是一致的。
无功功率应包含对基波无功功率的补偿和对谐波无功功率的补偿。
无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。
电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。
因此，粗略地说，为了输送有功功率,就要求送电端和受电端有一相位差,这在相当宽的范围内可以实现。
而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现.不仅大多网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。
网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。
显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。
合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。
无功补偿的作用主要有以下几点：（1）提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗；（2）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。
在长距离输电线路合适的地点设置动态无功补偿装置,还可以改善输系统的稳定性,提高输电能力；(3）在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。
（一)．无功补偿的物理意义无功功率只是描述了能量交换的幅度,而并不消耗功率。
图中的单相电路就是这方面的一个例子，其负载为一阻感负载。
电阻消耗有功功率，而电感则在一周期内的一部分时间把从电源吸收的能量储存起来，另一部分时间再把储存的能量向电源和负载释放，并不消耗能量.无功功率的大小表示了电源和负载电感之间交换能量的幅度。
电源向负载提供这种功率是阻感负载内在的需要，同时也对电源的输出带来一定的影响。
下图是带有阻感负载的三相电路，为了和上图对照，假设u、R、L的参数均和上图相同，且为对称三相电路。
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。
补偿导线型号及型号含义说明-安徽天康集团
提供商：安徽天康（集团）股份有限公司
热电偶用补偿导线
在一定温度范围内，与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层与保护套的导线称为补偿导线。
其作用是将热电偶的参考端延伸到远离热源或环境温度较恒定处，与显示仪表联接构成测温系统。
□主要技术指标
阻1mm2
线芯标称截面
积mm2
0.50，1.0，1.5，2.5
线芯股数
（多股用R表
示）
1，7，19
绝缘层、护层材料和使用温度G （一
般用）
V.V，-20～70℃和-20～100℃；
H （耐
热用）
B.B，-40～180℃和-25～200℃
F.B，-40～180℃和-25～200℃
□ 补偿导线的结构特征及使用温度
绝缘层及护套
使用温度
材料符号
聚氯乙烯V -20～100℃
无碱玻璃丝 B -25～200℃
聚四氟乙烯 F -25～200℃
结构示意
护套绝缘层合金丝护套屏蔽层绝缘层合金丝
有0人推荐
阅读(58)| 评论(1)| 引用(0) |举报。
普通用户无功补偿装置配置及产品选型1、补偿容量的计算（按照提高功率因数）根据功率补偿图中功率之间的向量关系，可求出无功补偿容量QC，QC=P(tgΦ1-tgΦ2)（kvar）式中P——最大负荷的平均有功功率，kW;tgΦ1、tgΦ2——补偿前后功率因数角的正切值；由功率因数cosΦ1、cosΦ2——补偿前后功率因数值，转换得到。
2、型号说明：TBB10-2400-AKT---成套B---并联B---补偿10---系统电压（6、35、110）2400---补偿容量保护方式共分为：AK---单星形接线开口三角电压保护BL---双星形接线不平衡电流保护AC---单星形接线电压差动保护（差压保护）BC---双星形接线电压差动保护AQ---单星形接线桥式不平衡电流保护AK单星接线开口三角电压保护AC单星接线电压差动保护BL双星接线不平衡电流保护AQ单星接线桥式不平衡电流保护3、隔离开关的选型1、型号：户内型号：GN24-12D/（400、630、1250、1600）三极户外型号：GW4-12DW/(400、630、1250、1600)三极2、隔离开关的额定电流应不小于1.5In，且经受住电容器组额定电流的1.3In,保证操作时的运动灵活。
4、氧化锌避雷器的选型1、型号：HY5WR-10/266kVHY5WR-17/4610kVHY5WR-51/13435kV（配计数器或在线监测仪）2、作用：用于限制并联电容器装置操作过电压，即开关操作分断过程中开关重燃，电容器组释放电能，电压叠加造成操作过程达到最高值17kV,5、串联电抗器1、型号：户内使用：干式铁心串联电抗器CKSC-144/10-6户外使用：干式空心串联电抗器CKSGKL-144/10-6CK—串联S—三相(D表单相)C—浇注固化（G表缠绕固化）144---三相总容量（电容器组的总容量乘以电抗率得到）10---系统电压6%---电抗率，选取标准为：a)仅用于限制合闸涌流时，电抗率宜取0.1%~1%.b)用于抑制谐波，当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为5次及以上时，宜取4.5%～6%。
PE 电力电子年第期6无功补偿的意义及补偿方式的选择李华申1张永2杨磊2（1.兖矿轻合金有限公司，山东邹城273500； 2.山东华聚能源公司，山东邹城273500）摘要功率因数是交流电路的重要技术数据之一。
功率因数的高低，对于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。
为了实现节电目的，依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。
通过现场技术改造，增加无功补偿装置，可使低于标准要求的功率因数达标。
本文分析了无功补偿的意义和无功补偿方法，着重论述无功补偿设备的配置原则及如何合理选择无功功率补偿方式。
关键词：功率因数；无功补偿；节电The M eaning of Reactive Power Compensa tionand the C hoice of CompensationLi Hua sen 1Zhangyong 2Y a nglei 2（1.Shandong Yankuang Light Alloy Co.,Ltd,Zoucheng,Shandong 273500；2.Shandong Huaju Energy Co.,Ltd,Zoucheng,Shandong 273500）Abstr act The power factor is one of alternating-current circuit's important engineering data.Regarding question power factor's and so on electrical equipment's use factor and analysis,research electrical energy consumption heights have the very vital significance.In order to realize the electricity saving goal,based on electrical equipment ’s power factor,may survey transmission line ’s electrical energy loss.Through the scene technological transformations,increase in reactive power compensation device,cause to be lower than the standard request the power factor standards.This paper analyzes the significance and methods of reactive power compensation,focuses on reactive power compensation equipment configuration principle and reasonable choice reactive power compensation way method.Key words ：power factor ；reactive power compensation ；electricity saving1引言在交流电路中，电压与电流之间的相位差(φ)的余弦叫做功率因数，用符号cos φ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cos φ=P/S 。
第1章绪论1.1 无功补偿的意义国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高速增长。
尤其是近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量和输配电能力不足，造成全国近20个省市电力供应紧张，部分省市出现限电拉闸[1]。
与此同时，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量的要求也在提高；电力生产与供应企业也比以往任何时候都重视电力系统运行的经济性。
电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。
无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。
大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。
同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。
无功功率从何而来？显然，发电机提供的无功功率相对负荷和网络对无功功率的需求来说只是“杯水车薪”，仅仅依靠发电机提供无功功率也是极不经济的。
无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简称无功补偿）设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。
因此，无功补偿是电力系统的重要组成部分，它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。
低压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此在低压电网中进行无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。
低压电网的无功补偿主要采用并联电容器进行，它包括固定电容器（FC）补偿和自动投切电容器的动态补偿以及两者混合补偿等方式。
电力负荷是随时变化的，所需要的无功功率也是随时变化的，为了维持无功平衡，要求无功补偿设备实行动态补偿，即要根据无功负荷的变化及时投切电容器。
以往的低压动态无功补偿设备以机械开关（接触器）作为电容器的投切开关，机械开关不仅动作速度慢，而且会产生诸如涌流冲击、过电压、电弧重燃等现象，开关本身和电容器都容易损坏。
据调查，我国过去使用的自动投切电容器无功补偿装置在使用3年后损坏率达75％[2]。
随着电力电子技术和微机控制技术的迅速发展和广泛应用，出现了智能型的动态无功补偿装置。
第1章绪论1.1 无功补偿的意义国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高速增长。
尤其是近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量和输配电能力不足，造成全国近20个省市电力供应紧张，部分省市出现限电拉闸[1]。
与此同时，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量的要求也在提高；电力生产与供应企业也比以往任何时候都重视电力系统运行的经济性。
电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。
无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。
大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。
同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。
无功功率从何而来？显然，发电机提供的无功功率相对负荷和网络对无功功率的需求来说只是“杯水车薪”，仅仅依靠发电机提供无功功率也是极不经济的。
无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简称无功补偿）设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。
因此，无功补偿是电力系统的重要组成部分，它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。
低压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此在低压电网中进行无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。
低压电网的无功补偿主要采用并联电容器进行，它包括固定电容器（FC）补偿和自动投切电容器的动态补偿以及两者混合补偿等方式。
电力负荷是随时变化的，所需要的无功功率也是随时变化的，为了维持无功平衡，要求无功补偿设备实行动态补偿，即要根据无功负荷的变化及时投切电容器。
以往的低压动态无功补偿设备以机械开关（接触器）作为电容器的投切开关，机械开关不仅动作速度慢，而且会产生诸如涌流冲击、过电压、电弧重燃等现象，开关本身和电容器都容易损坏。
据调查，我国过去使用的自动投切电容器无功补偿装置在使用3年后损坏率达75％[2]。
随着电力电子技术和微机控制技术的迅速发展和广泛应用，出现了智能型的动态无功补偿装置。
这种以电力电子器件作为无功器件（电容器、电抗器）的控制或开关器件的动态无功补偿装置被称为静止无功补偿装置（SVC：Static Var Compensator）。
SVC是动态无功补偿技术的发展方向，它正成为传统无功补偿装置的更新换代产品。
正因为如此，本课题选择这一技术领域进行研究。
1.2 静止无功补偿技术的发展1.2.1 静止无功补偿的作用与类型对电力系统中无功功率进行快速的动态补偿，可以实现如下的功能[3,4]：（1）对动态无功负荷的功率因数校正。
（2）改善电压调整。
（3）提高电力系统的静态和动态稳定性，阻尼功率振荡。
（4）降低过电压。
（5）减少电压闪变。
（6）阻尼次同步振荡。
（7）减少电压和电流的不平衡。
应当指出，以上这些功能虽然是相互关联的，但实际的静止无功补偿装置往往只能以其中某一条或某几条为直接控制目标，其控制策略也因此而不同。
此外，这些功能有的属于对一个或几个在一起的负载的补偿效果（负载补偿），有的则是以整个输电系统性能的改善和传输能力的提高为目标（输电补偿），而改善电压调整，提高电压的稳定度，则可以看作是两者的共同目标。
在不同的应用场合，对补偿装置容量的要求也不一样。
以电弧炉、电解、轧机等大容量工业冲击负荷为直接补偿对象的无功补偿装置，要求的容量较小，而以电力系统性能为直接控制目标的系统用无功补偿装置，则要求具有较大的容量，往往达到几十或几百兆乏[3]。
早期的无功补偿装置的典型代表是同步调相机。
同步调相机能进行动态的无功补偿，至今在无功补偿领域中还在使用，而且随着控制技术的进步，其控制性能还有所改善。
但同步调相机是一种旋转的机械，其损耗、噪声都很大，它正被静止无功补偿装置（SVC）所取代。
SVC近年来获得了很大发展，已广泛用于输电系统和供电系统的无功补偿。
早期的SVC是饱和电抗器（SR）型的，尽管它具有静止型的优点，但它需要工作在饱和状态，损耗和噪声都很大，而且存在非线性的问题，因而未能占据SVC的主流。
采用并联电容器进行无功补偿有一系列的优点，因而在电力系统的无功补偿中获得广泛应用。
并联电容器补偿可采用固定电容器（FC）补偿和开关投切电容器的自动补偿。
前者是不能调节的，不能进行动态补偿；后者用开关投切电容器，能进行动态无功补偿。
传统的电容器动态无功补偿装置采用机械开关（接触器或断路器）投切电容器。
机械开关的开关速度较慢，不可能快速跟踪负荷无功功率的变化；而且投切电容器时常会引起较为严重的冲击涌流和操作过电压，这样开关触头易受电弧作用而损坏，而且可能使电容器承受过电压而击穿。
随着电力电子技术的迅速发展，晶闸管开始用于SVC装置中，出现了晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器（TSC）这两种基本结构型式的SVC，以及它们的混合装置，如TCR＋TSC、TCR＋FC等。
使用晶闸管对无功器件（电容器和电抗器）进行投切或控制的优点是响应速度快，可以频繁投切。
因此，使用晶闸管的静止无功补偿装置近年来发展很快，静止无功补偿装置（SVC）这个词往往专指使用晶闸管等电力电子开关器件的静止无功补偿装置。
1977年，美国GE公司首次在实际电力系统中演示运行了其使用晶闸管的静止无功补偿装置。
1978年，在美国电力研究院（EPRI）的支持下，西屋电气公司（Westing－house Electric Corp）制造的使用晶闸管的静止无功补偿装置投入实际运行[5，6]。
随后，世界各大电气公司都竞相推出了各具特点的系列产品。
我国也先后引进了数套这类装置。
由于使用晶闸管的静止无功补偿装置具有优良的性能，所以，自20世纪80年代以来，在世界范围内其市场一直在迅速而稳定地增长，已占据静止无功补偿装置的主导地位[3]。
SVC主要有晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor Control Reactor）、晶闸管开关电容器（TSC：Thyristor Switch Capacitor）。
比SVC更先进的无功补偿装置是静止无功发生器（SVG：Static VarGenerator）。
以下进行简要介绍。
1.2.2晶闸管控制电抗器(TCR)晶闸管控制电抗器(TCR)无功补偿装置的单相原理图如图1.1所示。
两个反并联的晶闸管(SCR)与一个电抗器(L)相串联，其三相多接成三角形。
这样的电路并入到电网中相当于交流调压器电路接电感性负载。
图1.1 TCR型补偿器原理图TCR采用相控原理，其有效移相范围为90°～1 80°。
当触发角α=90°时，晶闸管全导通，导通角δ=180°，此时电抗器吸收的无功电流最大。
根据触发角与补偿器等效导纳之间的关系式B L=B Lmax（δ-sinδ）/ π和B Lmax=1 / X L可知：增大触发角即可增大补偿器的等效导纳，这样就会减小补偿电流中的基波分量。
所以通过调整触发延迟角α的大小就可以改变补偿器所吸收的无功分量，达到调整无功功率的效果。
在工程实际中，可以将降压变压器设计成具有很大漏抗的电抗变压器，用晶闸管控制电抗变压器。
这样就不需要单独接入一个变压器，也可以不装设断路器。
电抗变压器的一次绕组直接与高压线路连接，二次绕组经过较小的电抗器与晶闸管连接。
如果在电抗变压器的第三绕组选择适当的装置回路，例如加装滤波器，可以进一步降低无功补偿产生的谐波。
瑞士勃郎·鲍威利公司在20世纪80年代就制造出了此种补偿器用于高压输电系统的无功补偿[2]。
由于单独的TCR只能吸收无功功率，而不能发出无功功率，因此可以将并联电容器与TCR配合使用构成无功补偿器。
根据投切电容器的元件不同，又可分为TCR与固定电容器配合使用的静止无功补偿器(TCR+FC)和TCR与断路器投切电容器配合使用的静止无功补偿器(TCR +MSC)。
这种具有TCR型的补偿器反应速度快，灵活性大，目前在输电系统和工业企业中应用广泛。
1.3 课题来源及主要研究内容1.3.1 课题来源本课题是针对国内现有的电容器自动投切装置存在下列问题而提出的：（1）采用接触器或断路器作投切开关，无法实现零电压（电网电压与电容器电压之差）投切，这样会产生很大的涌流冲击，容易损坏电力电容器和投切开关等设备。
（2）采用机械开关投切无法实现分相投切，这样在三相负荷不平衡时达不到补偿效果，并可能出现某些相过补偿。
（3）投切判据单一，通常根据以下五种方法之一来对电容器进行投切：电网电压高低、无功功率方向、功率因数大小、负荷电流大小、昼夜时间划分。
很明显，这种投切方式无法做到最优化补偿，有时还会出现过补偿。
以功率因数作为投切判据的无功补偿装置，在小负荷情况下会出现投切振荡[13]。
1.3.2 主要研究内容本课题研究用电力电子开关器件和微处理器构成的TSC型低压动态无功补偿装置。
将对TSC型无功补偿装置的主回路、检测和控制方法、零电压投入方法等关键技术进行研究，并研制一种TSC型低压动态无功补偿装置。
主要研究内容如下：（1）理论分析与仿真研究a.对TSC静止无功补偿装置可能的主电路结构进行理论分析和仿真研究，明确各种方案的特点与适应性。
b.检测和控制方法的研究。
研究无功电流、无功功率的实时检测方法及其实现，并探讨基于瞬时无功理论的无功电流检测方法。
并确定合适的控制方法。
c.对电容器投入电网时的涌流进行分析计算，研究各种零电压投入方法，研究一种适应性较强的零电压投入方法。
（2）研制TSC型低压动态无功补偿装置a.主回路的设计。
b.控制器的设计。
设计一个基于16位高性能单片机的低压TSC装置，包括硬件电路设计和软件编程。
控制器除了电容器的投切控制功能外，还具有电网参数测量和通信功能。
)sin(2)(ϕω+=t I t i l )()(cos sin2sin cos 2)(t i t i t I t I t i q p l +=+=ωϕωϕQM l I I k i ==ϕπsin 2)2(第2章 仿真分析与关键技术的研究2.1 概述……………2.3 无功分量的检测方法2.3.1 无功电流幅值的检测图2.7是采用并联电容器对负荷进行无功补偿的系统示意图。
图2.7 用电容器进行负荷补偿的系统示意图设节点电压为 t U t u p ωsin 2)(= (2.1) 负载电流为(2.2)式(2.2)通过三角函数变换后得(2.3)式中 i p (t)和i q (t)分别为有功电流分量和无功电流分量。
当ωt=2k π时，由公式(2.2)得(2.4) 式中 I QM 为负荷无功电流幅值。
可见，只要检测在电网电压正向过零时刻的负荷电流，就可知对应的无功电流幅值I QM 。
这种无功电流检测方法简单、快速（在一个周期内只要采样一次）。
基于上述原理的无功电流幅值检测原理电路框图如图2.8所示。
