无功功率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，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。
力率电费
是指电力用户感性负载无功消耗量过大，造成功率因数低于国家标准，从而按电费额的百分比追收的电费（详细了解力率电费调整办法）。
涌流及过电压
◇涌流是将电容器投入时瞬间产生的电流．如接触器投入电容器时采用不过零点，所以当电容器投入时瞬间相当于短路，产生的电流会比电容器额定电流大几十倍或上百倍．同时会将电容器的极板的许多耐压薄弱点击穿，造成电容器无法储存能量，影响电容器的使用寿命．所以接触器式电容柜不可以频繁投切。
◇电压是将电容器切除时瞬间产生的电压．切除时由于电网电压与电容器的端电压产生迭加，从而产生过电压。
投切振荡
当投入电容器时出现过补偿，切除后又欠补偿，造成电容器来回频繁投切，产生振荡。
过补和欠补
欠补是指用电系统中感性无功大于容性无功。
过补是指用电系统中容性无功大于感性无功。
编码式投切
是指控制器投入电容器时采取的一种方式，如1—2—2
例：现做一台100KVAR的电容柜。
1、无编码：可做10路，每路10KVAR，以10KVAR等级投切。
2、有编码：可做6路，前两路每路为10KVAR，后4路每路20KVAR，投切等级也为10KVAR。
两种方法比较起来都以10KVAR等级进行投切，无编码用了10路，而有编码的只用了6路就可达到同样的效果，减少了4回路。降低了产品的成本。
响应速度
接触器动作时间为几百毫秒。（机械）可控硅(采样和触发)20毫秒就能将电容器投入。（电子）
谐波
是由于非线性负载所引起电压及电流的畸变，污染电网，是电气设备的一种公害。
反送无功的害处
反送无功与无功欠补偿同样会使电压电流产生电位差，造成功率因数过低。如果长期向电网反送大量的无功，将会引起电网电压升高造成对电网的污染，严重时会造成电网崩溃耗．（电业局不允许长期向电网反送无功）。
投切信号的比较
功率因数，无功电流，无功功率三种方式。
1.功率因数：用功率因数作为电容器投切信号的一种方式。如果系统功率因较低，无功功率又比较小，投入电容器又过补，过补后在切，就容易产生投切振荡。
2.无功电流及无功功率：用无功电流或无功功率作为电容器投切信号的一种方式，采系统中无功电流或无功功率，当系统中无功功率小于控制器所设置的参数，控制器不发出投入电容器的信号，避免了投切振荡。减少了动作次数。
就地补偿
全国供用电规则规定：无功电力应就地平衡。
就地补偿是指针对于某一台设备进行补偿，安装在设备附近，具有投资少、体积小、安装方便，补偿效果好等特点。
就地补偿适用于单台设备容量较大，电力用户输电线路较长。就地平衡无功电流。使电压质量得到保证，减少线路损耗。
灯力分算
是指用户的照明用电量与动力用电量占总用电量的比例。有些用户照明和动力是用一块计量表计量，其中照明用电不收取力率电费，所以电业局在计算力率电费时将用户的照明与动力用电的多少按比例将总电量中的照明部分划分出去后再计算。也就是说计算力率是按动力用电量的多少来计算。
配电网无功补偿方式 合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏，造成的网损相当大，因此无功功率补偿是降损措施中投资少回收高的有效方案。配电网无功补偿方式常用的有：变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和用户终端分散补偿方式。 配电网无功补偿方案 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(如图1的方式1)，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10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制，通常采用无功补偿装置(一般是并联电容器组)结合变压器有载调压共同调节。通过两者的协调来进行电压/无功控制在国内已经积累了丰富的经验，九区图便是一种变电站电压/无功控制的有效方法。然而操作上还是较为麻烦的，因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整，甚至在某些区上会产生振荡现象;而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的，而在九区图没有相应的判断。因此，现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2 低压集中补偿方式 在配电网中，目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿(如图1的方式2)，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏左右，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。它主要目的是提高专用变用户的功率因数，实现无功补偿的就地平衡，对配电网和配电变的降损有积极作用，同时也有助于保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切。就这种方案而言，虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平往往是由系统情况决定的。当线路电压基准值偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，易出现无功过补偿或欠补偿。 对配电系统来说，除了专用变之外，还有许多公用变。而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变，由于其通常安装在户外的杆架上，实现低压无功集中补偿则是不现实的：难于维护、控制和管理，且容易造成生产安全隐患。这样，配电网的无功补偿受到了很大地限制。 3 杆上补偿方式 由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站或发电厂来填，大量的无功沿线传输使得配电网网损仍然居高难下。因此可以采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上(或另行架杆)进行无功补偿(如图1的方式3)，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。但由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行： (1)补偿点宜少，建议一条配电线路上宜采用单点补偿，不宜采用多点补偿; (2)控制方式从简。建议杆上补偿不设分组投切; (3)建议补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时出现过电压和过补偿现象;另外杆上空间有限，太多数电容器同杆架设，既不安全，也不利于电容器散热; (4)建议保护方式应简化。主要采用熔断器和氧化锌避雷器作简单保护。 显然，杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的
无功补偿的合理配置原则 电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有着密切的关系，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。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。根据电力网无功功率消耗的规则，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网(0.4KV)所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按分级补偿，就地平衡的原则，合理布局。 1、高压补偿与低压补偿结合，以低压为主; 2、集中补偿与分散补偿结合，以分散为主(为了有效地降低线损,必须做到无功功率在哪里发生,就应在哪里补偿); 3、调压与降损相结合，以降损为主(对于无功补偿的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用)。 从以上补偿原则看出，补偿装置愈接近电动机或其他电力设备，无功电流通过的变配电设备愈少，通过的线路愈短，补偿愈彻底，节能效果愈显著。电动机无功就地补偿技术在国外如英、美、日、法和
瑞典等一些发达国家推广使用已有几十年的历史。日本为便于推广使用就地补偿装置于1997年就将串联电容器、电抗器、放电电阻联合在一起，为防止高次谐波对电容器的危害,还规定了使用范围。日本东京电力公司规定，每台大容量的电动机都要装设低压进相电容器，当负荷为100%时，功率因数应补偿到0.95，凡是低压三相异步电动机，必须全部进行就地补偿。我国在上世纪八十年代初，对配电网变压器低压侧实行强制性电容器补偿装置以来，直到八十年代末，所使用的无功补偿设备，不外乎采用下述两种方法：一是人工投切电容器组，二是用电磁开关自动投切电容器组，前者不仅劳动强度大，而且无法准确地按运行要求投切，造成欠补或过补，不能真正地改善用电质量;后者由于很难控制投切瞬间造成较大的合闸涌流和分闸过电压，对电容器和用电设备造成危害。随着电力电子器件、大功率可控硅器件的问世和计算机技术的飞速发展，近年来，采用数字微处理器为核心的智能化无功功率动态补偿控制器和智能复合开关已成为当前低压无功补偿装置的必然趋势，它能自动跟踪无功功率需求的变化，实现电容器组的平滑投切，因而无合闸涌流，无分闸过电压，且不受投切次数的限制，这是无功补偿技术的质的飞跃，实现了全自动、长寿命、免维护、安全可靠的无功动态补偿，使供电系统可以始终处于理想的工况下运行。
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摘要：分析了工矿企业采用无功补偿技术的必要性，介绍了无功补偿方式的确定及补偿容量的计算方法，并论述了加强无功补偿装置管理、提高运行效率应注意的问题。 关键词：无功补偿；技术管理；工矿企业 1 前言 供电部门在向用电单位（以下简称用户）输送的三相交流功率中，包括有功功率和无功功率两部分。将电能转换成机械能、热能、光能等那一部分功率叫有功功率，用户应按期向供电部门交纳所用有功电度的电费；无功功率为建立磁场而存在并未做功，所以供电部门不能向用户收取无功电度电费，但无功功率在输变电过程中要造成大量线路损耗和电压损失，占用输变电设备的容量，降低了设备利用率。因此，供电部门对输送给用户的无功功率实行限制，制订了功率因数标准，采用经济手段———功率因数调整电费对用户进行考核。用户功率因数低于考核标准，调整电费是正值，用户除了交纳正常电费之外，还要增加支付调整电费（功率因数罚款）；用户功率因数高于考核标准，调整电费是负值，用户可以从正常电费中减去调整电费（功率因数奖励）。 用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷，绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准，都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。安装移相电力电容器是广大用户无功补偿的首选方案。 2 无功补偿的经济意义 2．1 提高输变电设备的利用率 有功功率
详解电网无功补偿与电压调节 无功对于电网系统设计来说，肯定是非常非常重要的了，这块其实内容很多，就做一个简单的梳理总结，有一些工程实践中的认识，希望可以互相印证。无功对应电压，有功对应频率，应该是一个比较普遍大概的认识，当然没错。所以无功补偿和电压调节是密不可分的，也是调度考核的重要指标。 一、无功补偿概述和原则 无功功率比较抽象，它是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。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。 电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件，首先是一些重要原则当然很多是国网的原则，虽说要摆脱国网思路束缚，但是有些好东西还是要保留。 分层分区补偿原则：有鉴于经较大阻抗传输无功功率所产生的很大无功功率损耗和相应的有功功率损耗，电网无功功率的补偿安排宜实行分层分区和就地平衡的原则。所谓的分层安排，是指作为主要有功功率大容量传输即220--500 kV电网，宜力求保持各电压层间的无功功率平衡，尽可能使这些层间的无功功率串动极小，以减少通过电网变压器传输无功功率时的大量消耗;而所谓分区安排、是指110k V 及以下的供电网，宜于实现无功功率的分区和就地平衡。 电压合格标准：
500kV母线：正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%;最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。 发电厂和500kV变电所的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10%;事故运行方式时为系统额定电压的的-5%～+10%。 发电厂和220kV变电所的110kV～35kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为相应系统额定电压-3%～+7%;事故后为系统额定电压的的±10%。 带地区供电负荷的变电站和发电厂(直属)的10(6)kV母线：正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0～+7%。 无功补偿配置原则：各电压等级变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%,并满足主变最大负荷时，功率因数不低于0.95。 以上只是大概的比例估计，具体工程的变电站的无功配置是需要通过计算的，计算分不同运行方式(针对容性和感性)，无功计算一般是有无功交换的整个区域一
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
CECS 32-1991 并联电容器用串联电抗器设计选择标准.chm CECS S33-1991 并联电容器装置的电压、容量系列选择标准[附条文说明] .chm DL 442-1991 高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件.pdf DL 484-1992 静态零序补偿型电抗继电器技术条件.doc DL 5014-1992 330～500kV变电所无功补偿装置设计技术规定.pdf DL／T 597?1996 低压无功补偿控制器订货技术条件.pdf DL／T 604-1996 高压并联电容器装置订货技术条件.pdf GB 11024-1989 高电压并联电容器耐久性试验.pdf GB 15166.5-1994 交流高压熔断器并联电容器外保护用熔断器.pdf GB 3667-1997 交流电动机电容器.pdf GB 3983.1-1989 低电压并联电容器.pdf GB 3983.2-1989 高电压并联电容器.pdf GB 50227-1995 并联电容器装置设计规范.pdf GB 50227-1995 并联电容器装置设计规范条文说明.doc GB 6565-1987 交流高压断路器的开合电容器组试验.doc GB 6915-1986 高原电力电容器.pdf GB 6916-1986 湿热带电力电容器.doc GB 7675-1987 交流高压断路器的开合电容器组试验.pdf GB／T 15576-1995 低压无功功率静态补偿装置总技术条件.pdf GB／T 2900.16-1996 电工术语电力电容器.pdf GB／T 4705-1992 耦合电容器及电容分压器.doc GB／T 4787-1996 断路器电容器.pdf JB 7113-1993 低压并联电容器装置.pdf JB 7115-1993 低压无功就地补偿装置.pdf JB／T 7111-1993 高压并联电容器装置.doc JB／T 7112-2000 集合式高电压并联电容器.doc JB／T 7113-1993 低压并联电容器装置.doc JB／T 7115-1993 低压就地无功补偿装置.doc JB／T 7613-1994 电力电容器产品包装通用技术条件.doc JB／T 8168-1999 脉冲电容器及直流电容器.doc JB／T 8169-1999 耦合电容器及电容分压器.doc JB／T 8596-1997 交流电动机起动用电解电容器.doc JB／T 8958-1999 自愈式高电压并联电容器.pdf JB／T 9663-1999 低压无功功率自动补偿控制器.doc SD 205-1987 高压并联电容器技术条件.pdf SD 325-1989 电力系统电压和无功电力技术导则(试行).pdf SDJ 25-1985 并联电容器装置设计技术规程(试行).doc ZBK 48003-1987 并联电容器电气试验规范.doc 电力系统电压和无功电力管理条例.doc
1无功补偿作用： 提高变压器利用率，降低损耗、提高功率因数，避免罚款争取奖励。2型号示意 设计时：估算根据变压器容量估算补偿容量：变压器30%左右；计算负载有功功率，估算补偿前功率因数，确定补偿后达到的功率因数，根据无功补偿系数表查询数据，计算出所需补偿（比较准确）。 改造时：断掉现有补偿，记录、监测：有功功率、功率因数（补偿前），取得数据后，确定补偿后功率因数，查询无功补偿系数表，计算达到补偿后功率因数需要的补偿容量。 以上的到的补偿容量均为计算容量，即所需补偿的实际输出容量，而实际电容器输出容量和额定容量不是一致的。额定容量即安装电容器在电容器标注的额定电压下的容量，如450V电容器额定容量30kVar，指电容器在450V下输出30kVar，而实际在400V系统下，此电容器输出容量为30*（400*400/450*450）=23.7,如果实际电容端电压只有380V，输出只有21kVar。 （公式： Qc＝2×π×f×C×U×U；当电源频率f＝50HZ、π＝3.14时，则简化为： Qc＝0.314×C×U×U (Qc＝千乏，C＝μF)）
带电抗时考虑电抗影响，实际输出容量（Qc）与安装容量（Qe），计算系数为，带7%电抗（额定电压480V）时，Qc=0.746Qe，带14%电抗（额定电压525V）时，Qc=0.675Qe，为确保容量配置足够，根据此公式计算所需安装电容补偿容量Qe。 附-无功补偿容量补偿表
根据上述计算容量，计算容量为补偿所需输出容量，根据输出容量计算出安装容量，为最后所需配置的补偿容量。一般配置补偿容量要求加一定裕量，1.2倍左右配置最佳。
?电能质量? 低压电器(2008№4) 现代建筑电气篇 吴工文(1972—),女,高级工程师,研究方向为电气工程。 用户无功补偿装置的配置 吴工文, 艾 芊 (上海交通大学电气工程系,上海 200030) 摘 要:根据用户负荷特性、实际用电情况以及电网电压、电流变动大小,提出了选择JK W 系列无功功率自动补偿控制器和F DKS 动态复合开关的无功补偿装置,以确保用户精确无误地控制无功投切。给出了用户无功补偿装置配置的应用实例,并对其性能参数、出现问题进行了分析。阐述了熔断、短接的原因及应采取的措施。 关键词:无功功率;功率因数;电容器;接触器;继电器;复合开关;无功补偿中图分类号:T M714.3 文献标识码:B 文章编号:100125531(2008)0420051203 Conf i gura ti on of Reacti ve Power Com pen s a ti on Equ i p m en t WU Gongw en, A I Q ian (Depart m ent of Electrical Engineering,Shanghai J iaot ong University,Shanghai 200030,China ) Abstract:According t o the l oad characteristic,the actual power consu mp ti on situati on and the change of the voltage and current of power grid,a reactive power compensati on which consists of the JK W series of reactive power aut omatic compensati on contr oller and F DKS dyna m ic compound s witch was br ought for ward,s o that the accuracy of the s witch on /off of the reactive power was ensured .An app licati on exa mp le of configurati on of reactive power com 2pensati on equi pment was given,and its para meters and p r oble m s were analyzed .The reas ons f or fusing and short connecting were expounded and the measures were given . Key words:reacti ve power;power factor;capac itor;con t actor;rel ay;co m pound sw itch;reacti ve power co m pen s a ti on 艾 芊(1969—),男,副教授,研究方向为电能质量、人工智能及其在电力系统中的应用、电力系统元件建模、电力系 统继电保护、故障诊断与定位。 0 引 言 由于系统中存在大量的感性负载,如感应电 动机、电力变压器、电焊机、高频炉、气体放电灯等,因此出现大量相位滞后的无功功率,导致产生功率因数降低,系统电压损耗增大等不良影响。 为了鼓励用户自行提高其负荷的功率因数,降低系统的电压损耗,原水利部和国家物价局颁发了《功率因数调整电费办法》,对用户功率因数进行考核,规定凡装有无功补偿设备且有可能向电网倒送无功电量的用户,应随其负荷和电压变动及时投入或切除部分无功补偿设备。电业部门应在计费计量点加装带有防倒送装置的反向无功电能表,按倒送的无功电量与实用的无功电量两者的绝对值之和计算月平均功率因数。 无功补偿设备可采用并联电容器或同步补偿机,使之产生相位超前的无功功率,以补偿系统中相位滞后的无功功率。用户方面的难点是:如何随其负荷和电压变动及时投入或切除部分无功补偿设备。这需要用户根据自身的用电特点选择最佳的无功补偿装置,一般采用无功功率自动补偿控制器+复合开关+电抗器+电容器的方案。 1 无功补偿装置的选择 1.1 无功功率自动补偿控制器的选择 本文以JK W 系列无功功率自动补偿控制器为例进行介绍。JK W 系列依据DL /T 597—1996《低压无功补偿控制器订货技术条件》,采用LCD 液晶中文显示器和先进的单片机技术研制而成。 — 15—
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。
按照不同的补偿对象，无功补偿容量有不同的计算方法。 （1）按照功率因数的提高计算 对需要补偿的负载，补偿前后的电压、负载从电网取用的电流矢量关系图如图3.7所示： I 2r I 1 补偿前功率因数1cos ?,补偿后功率因数2cos ?，补偿前后的平均有功功率为 P ，则需要补偿的无功功率容量 )t a n (t a n 21? ?-=P Q 补偿 （3.1） 由于负载功率因数的增加，会使电网给负载供电的线路上的损耗下降， 线损的下降率 %100)cos (3)cos (3)cos ( 3%21 122 2211?-= ?R I R I R I P a a a ???线损 %100)c o s c o s (1221??? ? ???-=?? （3.2） 式中R 为负载侧等值系统阻抗的电阻值。 （2）按母线运行电压的提高计算 ①高压侧无功补偿 无功补偿装置直接在高压侧母线补偿，系统等值示意图如图3.8所示： 图3.7 电流矢量图
P+jQ 补偿 图中， S U、U分别是系统电压和负载侧电压；jX R+是系统等值阻抗（不 含主变压器高低压绕组阻抗）；jQ P+是负载功率， 补偿 jQ是高压侧无功补偿容 量； 1 U、 2 U分别是补偿装置投入前后的母线电压。 无功补偿装置投入前后，系统电压、母线电压的量值存在如下关系： 无功补偿装置投入前 1 1U QX PR U U S + + ≈ 无功补偿装置投入后 2 2 ) ( U X Q Q PR U U S 补偿 - + + ≈ 所以 2 1 2U X Q U U补偿 ≈ -（3.3） 所以母线高压侧无功补偿容量 ) ( 1 2 2U U X U Q- = 补偿 （3.4） ②主变压器低压侧无功补偿 无功补偿装置在主变压器的低压侧进行无功补偿，系统等值示意图如图3.9所示： P+jQ 补偿 图3.8 系统等值示意图
电网无功补偿和电压调节 无功对于电网系统设计来说，肯定是非常非常重要的了，这块其实内容很多，就做一个简单的梳理总结，有一些工程实践中的认识，希望可以互相印证。 无功对应电压，有功对应频率，应该是一个比较普遍大概的认识，当然没错。所以无功补偿和电压调节是密不可分的，也是调度考核的重要指标。 一、无功补偿概述和原则 无功功率比较抽象，它是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。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。 电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件，首先是一些重要原则当然很多是国网的原则，虽说要摆脱国网思路束缚，但是有些好东西还是要保留。 分层分区补偿原则：有鉴于经较大阻抗传输无功功率所产生的很大无功功率损耗和相应的有功功率损耗，电网无功功率的补偿安排宜实行分层分区和就地平衡的原则。所谓的分层安排，是指作为主要有功功率大容量传输即220--500 kV电网，宜力求保持各电压层间的无功功率平衡，尽可能使这些层间的无功功率串动极小，以减少通过电网变压器传输无功功率时的大量消耗;而所谓分区安排、是指110k V及以下的供电网，宜于实现无功功率的分区和就地平衡。 电压合格标准： 500kV母线：正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%;最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。 发电厂和500kV变电所的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10%;事故运行方式时为系统额定电压的的-5%～+10%。 发电厂和220kV变电所的110kV～35kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为相应系统额定电压-3%～+7%;事故后为系统额定电压的的±10%。 带地区供电负荷的变电站和发电厂(直属)的10(6)kV母线：正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0～+7%。 无功补偿配置原则：各电压等级变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的 2.5%,并满足主变最大负荷时，功率因数不低于0.95。
0.4kV无功补偿装置 技术规范书 买方：青岛双星轮胎工业有限公司 卖方： 2015年月 一、总则 1.1 本技术协议适用于青岛双星轮胎工业有限公司环保搬迁转型升级绿色轮胎智能化示范基地电气配套建设项目。它提出了0.4kV无功补偿装置及附属设备功能设计、选材、制造、检测和试验等方面的技术要求。 1.2 为避免无功补偿导致的谐波放大及电容器过电流，采用串联7%电抗器设备，防止五次以上谐波的放大，同时起到分流谐波电流的作用。 1.3 卖方提供的所有图纸、文件、铭牌均用中文，每颗电容应有铭牌，标明：厂名、额定电压、频率、容量等。 1.4 本协议书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。卖方应提供符合本协议书和有关最新国家标准、电力行业标准的优质产品。 1.5 本协议书所使用的标准如与卖方所执行标准不一致时，应按水平较高标准执行。 1.6卖方要提供关键元器件清单及供应商质保书和供应能力承诺。 1.7卖方要提供国家权威部门出具的半导体电子开关控制投切电容器成套设备检验报告及CCC认证报告。 1.8本技术规范书经买卖双方确认后作为合同的技术文件，与合同正文具有同等法律效力。随合同一起生效。本协议书未尽事宜，双方协商确定。
1.9卖方需根据图纸中标注的实际容量对无功补偿设备进行合理分组配置。补偿柜外观颜色与低压柜一致（RAL7035）。 二、技术标准 应遵循的主要国家标准和行业标准： GB50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 GB50171-2012 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB/T 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》GB/T 12747.2-2004 《标称电压1kV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器》GB/T 15576-2008 《低压成套无功功率补偿装置》 GB/T 22582-2008 《电力电容器低压功率因数补偿装置》 GB/ 15945-1995 《电能质量电力系统频率允许偏差》 GB/ 12326-2000 《电能质量电压允许波动和闪变》 GB/ 15543-1995 《电能质量电压允许允许不平衡度》 GB/14549-93 《电能质量公用电网谐波》 GB/12325-90 《电能质量供电电压允许偏差》 JB/T 7115-2011 《低压电动机就地无功补偿装置》 JB/T 8958-1999 《自愈式高电压并联电容器》 GB /T 14048.1-2006 《低压开关设备和控制设备》 NB/T 41003-2011 《标称电压1000V及以下交流电力系统用自愈式并联电容器 质量分等》 DL /T 842-2003 《低压并联电容器使用技术条件》 以上仅列出主要标准但不是全部标准。
《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
Reference Description Unite Price 订货号说明 单价(RMB)BLRBS075A090B40电容器Box SDY 7.5/9 kvar 400V 577BLRBS104A125B40电容器Box SDY 10.4/12.5 kvar 400V 574BLRBS125A150B40电容器Box SDY 12.5/15 kvar 400V 618BLRBS150A180B40电容器Box SDY 15/18 kvar 400V 627BLRBS208A250B40电容器Box SDY 20.8/25 kvar 400V 874BLRBS250A300B40电容器Box SDY 25/30 kvar 400V 1,209BLRBS500A000B40电容器Box SDY 50/0 kvar 400V 2,418BLRBS750A900B40电容器Box SDY 75/90 kvar 400V 3,627BLRBSX00AX20B40电容器Box SDY 100/100 kvar 400V 4,836BLRBH050A060B40电容器Box HDY 5/6 kvar 400V 833 BLRBH075A090B40电容器Box HDY 7.5/9 kvar 400V 791 BLRBH104A125B40电容器Box HDY 10.4/12.5 kvar 400V 604 BLRBH125A150B40电容器Box HDY 12.5/15 kvar 400V 657 BLRBH150A180B40电容器Box HDY 15/18 kvar 400V 778 BLRBH200A240B40电容器Box HDY 20/24 kvar 400V 1,012 BLRBH250A300B40电容器Box HDY 25/30 kvar 400V 1,445 BLRBH500A000B40电容器Box HDY 50/0 kvar 400V 3,180 BLRBH750A900B40电容器Box HDY 75/90 kvar 400V 4,770 BLRBHX00AX20B40电容器Box HDY 100/120 kvar 400V 5,566 BLRBH088A106B48电容器Box HDY 8.8/10.6 kvar 480V ,5.67%/7%840 BLRBH172A206B48电容器Box HDY 17.2/20.6 kvar 480V,5.67%/7%920 BLRBH339A407B48电容器Box HDY 33.9/40.7 kvar 480V,5.67%/7%1,967 BLRBH075A090B48电容器Box HDY 7.5/9 kvar 480V,14%840 BLRBH155A186B48电容器Box HDY 15.5/18.6 kvar 480V,14%959 BLRBH315A378B48电容器Box HDY 31.5/37.8 kvar 480V,14%2,027 BLRBH619A000B48电容器Box HDY 61.9/0 kvar 480V,14%3,685 BLRBE075A090B40电容器Box ENY 7.5/9 kvar 400V 995 BLRBE104A125B40电容器Box ENY 10.4/12.5 kvar 400V 1,238 BLRBE125A150B40电容器Box ENY 12.5/15 kvar 400V 1,498 BLRBE150A180B40电容器Box ENY 15/18 kvar 400V 1,926 BLRBE208A250B40电容器Box ENY 20.8/25 kvar 400V 2,263 BLRBE250A300B40电容器Box ENY 25/30 kvar 400V 2,812 BLRBE500A600B40电容器Box ENY 50/60 kvar 400V 5,887 BLRBE750A900B40电容器Box ENY 75/90 kvar 400V 9,303 BLRBEX00AX20B40电容器Box ENY 100/120 kvar 400V 12,299 BLRBE088A106B48电容器Box ENY 8.8/10.6 kvar 480V ,5.67%/7%1,362 BLRBE170A204B48电容器Box ENY 17/20.4 kvar 480V ,5.67%/7%1,648 BLRBE339A407B48电容器Box ENY 33.9/40.7 kvar 480V ,5.67%/7%3,393 BLRBE075A090B48电容器Box ENY 7.5/9 kvar 480V,14%1,362 BLRBE155A186B48电容器Box ENY 15.5/18.6 kvar 480V,14%1,648 BLRBE315A378B48电容器Box ENY 31.5/37.8 kvar 480V,14%3,093 VarplusBox Energy 电容器，用于特殊应用环境，高使用寿命， 高过流能力，高环境温度 VarplusBox Harmonic Energy 电容器，用于特殊应用环境，高使用寿命， 高过流能力，高环境温度,且非线性负载>25%需加电抗 VarplusBox 系列电容器 VarplusBox Sduty 电容器，适用于轻度谐波污染环境 VarplusBox Hduty 电容器，相当于Varplus2的400V 及不带电抗器时的480V 电容器 VarplusBox Harmonic Hduty 电容器，相当于Varplus2带电抗器时的480V 电容器
无功补偿快速配置操作说明 1、可根据不同客户输入“项目名称”； 2、根据已知情况选择配置方案计算方法，具体可选择以下四种： 选择不同的计算方式，右边的对话框会相应的变化，在对应的对话框中输入需要的参数。 2.1根据主变容量及补偿比例计算 2.1.1变压器的额定容量 变压器容量可以选择，也可以自己输入，选择“其他”时将变压器容量输入到下面的文本框里； 2.1.2无功补偿占变压器容量的比例 无功补偿比例可以选择，也可以自己输入，选择“其他”时将比例值输入到下面的文本框里； 2.1.3分相补偿占总补偿容量的比例； 需要分相补偿的场合，输入合理的比例值，不需要时可以选择“无”； 2.2根据主变容量及负载率计算 2.2.1变压器的额定容量 额定容量可以选择，也可以自己输入，选择“其他”时将变压器容量输入到下面的文本框里； 2.2.2负载率 根据现在配置的负载，估算出负载占总变压器的比例值，可以根据下拉框进行选择； 也可以选择“其他”把比例值输入到下面的文本框里； 2.2.3补偿前的功率因数值输入 输入没有投入无功补偿时的原始功率因数值； 2.2.4分相补偿占总补偿容量的比例 需要分相补偿的场合，输入合理的比例值，不需要时选择“无”； 2.3、根据现场电压、电流参数计算 2.3.1根据现场测得的电压、电流、功率因数，填入对应的文本框内； 2.3.2选择目标功率因数，可以补偿到1.0；选择“其他”可输入目标功率因数； 2.4、现场三相电压、电流参数计算 2.4.1根据现场测量到A、B、C三相的电压、电流、功率因数值，填入到对应的对 话框； 2.4.2选择目标功率因数，可以补偿到1.0；选择“其他”可输入目标功率因数； 3、控制器的选择，现在只可以选择一种“TDS-1531”； 4、判断负载为“快速负载”还是“平稳负载”； 4.1平稳变化，可使用一般无功补偿电容即可； 4.2快速变化时，需要在后面的文本框内输入快速变化的无功值。 这个值为三相快速变化的总无功； 只能看到单相无功时，则输入值=最大单相变化无功值*3； 4.3三相平衡时，选用快速共补；三相不平衡是优先使用快速分补进行补偿；
2007 年 PAE 应用方案文集 电能质量 - 34 - 无功补偿及其意义 刘翀 （电力监控与补偿滤波产品应用工程师 / 上海 /135******** ） 摘要： 无功补偿是维持电力系统稳定与经济运行所必须的，本文详细介绍什么是无功、无功补偿，以及无功补偿的方法和意义，并重点介绍全球电气行业领导者施耐德电气公司在无功补偿方面的典型应用方案。 1 什么是无功功率 在交流电路需要由电源供给负载两部分功率；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，如机械能、热能或光能。符号用 P 表示，单位为瓦 (W) 、千瓦 (kW) 和兆瓦 (MW) 。
1什么是无功功率 在交流电路需要由电源供给负载两部分功率；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，如机械能、热能或光能。符号用P表示，单位为瓦(W)、千瓦(kW)和兆瓦(MW)。 无功功率较为抽象，它是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。符号用Q表示，单位为乏(Var)和千乏(kVar)。 无功功率较为抽象，它是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。符号用Q表示，单位为乏(Var)和千乏(kVar)。 无功功率不是无用功率。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，那么，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。 2 无功补偿的原理 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上，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来补偿。实质上就是把原来是由电网或者变压器提供的无功功率，改为由交流电力电容器来提供。 3 无功补偿的方式 并联电容器为无功补偿的主要方式。根据系统负载情况的不同和需要达到的补偿效 果的不同，按照安装位置的不同，无功补偿方式分为集中补偿、分组补偿和就地补偿三种。集中补偿方式所用电容器组的容量较分散补偿和就地补偿的总容量和小，利用率更高，但未对变配电所各馈线补偿，仅减轻了电网的无功负荷。分散补偿方式中的电容器 组的利用率较就地补偿高，因此总的需要量较就地补偿小，是一种相对就地补偿而言比 较经济合理的补偿方式。选择无功补偿方式的原则是“全面规划，合理布局，分级补 偿，就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，低压补偿为主；调压与降损相结合，降损 为主。”。 4 无功补偿的意义 无功功率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、改善供电质量，所以无功功率补偿装置在电力配电系统中处在一个不可或缺的非常重要的位置。下面从四个方面加以说明： （1）改善电压质量 输电线路电压损耗由两部分组成，即有功功率在电阻上的压降和无功功率在电抗上的压降。一般说来，在电网的线路、变压器的等值电路中，电抗的数值比电阻大得多。所以无功功率对电压损耗的影响很大，而有功功率对电压损耗的影响则要小得多。因此，在电力系统中，无功功率是造成电压损耗的主要因素。电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。 （2）降低线损 在某一额定电压下，有功功率恒定不变，由于功率因数变化，其线路损耗发生变化（3）线路、变压器的增容 因国家根据企业功率因数值调整电价高低，因此加设补偿装置提高功率因数后对企业和